Michael Faraday (1791 - 1867)
von Natalie GanahlBiographie
Michael Faraday war einer der bedeutendsten Naturwissenschaftler des 19. Jahrhunderts.
Der Autodidakt entdeckte zahlreiche physikalische und chemische Gesetze. Seine wohl bekannteste Entdeckung ist der faradayische Käfig.Faraday gilt als Gründer der Elektrochemie und prägte Fachausdrücke wie Elektrolyse oder Elektrolyt; von ihm stammen auch die faradayischen Gesetze.
Faraday wurde am 22. September 1791 in London (Stadtteil Newington) geboren. Er erhielt in der Elementarschule eine dürftige Ausbildung des Lesens, Schreibens und des Rechnens. Seine Grundausbildung beendete er mit 13 Jahren. Mit 14 Jahren begann er eine Lehre als Buchbinder und so bekam er Gelegenheit viele Bücher zu lesen. Da dem wissensdurstigen Jungen dies bald nicht mehr genügte besuchte er Rhetorikkurse und populärwissenschaftliche Vorträge. In einem Notizheft verewigte er das Gelernte. Dieses Notizbuch viel einem wohlhabenden Kunden in die Hände, der Faraday dann zu einigen Vorträgen des berühmten Humphrey Davy einlud. Faraday war begeistert und beschloss, sein Leben von nun an in den Dienst der Wissenschaft zu stellen.
Nachdem er im Alter von 21 Jahren seine Lehre als Buchbinder beendet hatte, bewarb er sich beim Präsidenten der Royal Institution. Da Humphrey Davy (der Leiter der Royal Institution) gerade einen Assistenten suchte hatte Faraday Glück und erhielt eine Stelle als Aushilfsassistent. Der wissenschaftlich interessierte Faraday nahm diese Arbeit natürlich ohne zu zögern an.
Bald erhielt er die Aufgabe die Mineraliensammlung des Institutes zu betreuen und bekam somit auch seine ersten Aufträge. Seine erste Publikation beschäftigte sich mit Ätzkalk.
Durch praktische Versuche und Selbststudium war Faraday bald in der Lage sein Wissen in Vorträgen an andere zu vermitteln. Der damals 26-jährige hielt Vorträge über Kohäsion und Adhäsion, Sauer- und Wasserstoff und über Halogene.
Seine erste große Entdeckung machte Faraday im Jahre 1821. Er wies mit Hilfe eines Drahtes und eines Magneten, der sich um den Draht drehte, nach, dass Elektrizität im Stande ist Arbeit zu verrichten.
Mit der Zeit entwickelte er eine Leidenschaft für das damals noch relativ unerforschte Gebiet der Chemie. Bei einem Experiment mit Chlorgas, das er in einem Reagenzglas erwärmte, entdeckte er im inneren des Glases eine ölige Substanz. Nach mehrmaligem wiederholen des Versuches war das Ergebnis eindeutig: Das Chlorgas hatte sich unter Einwirkung von Druck verflüssigt. Bei weiteren Versuchen Gase zu verflüssigen fand er heraus, dass sich die meisten Gase bei Komprimierung oder extremen Kälteeinflüssen verflüssigen. Seine Entdeckung erregte großes Aufsehen.
Einige Zeit später führte er einen Versuch mit Kautschuk aus Brasilien durch, bei dem er entdeckte, dass Kautschuk als Grundstoff die chemische Substanz Isopren besitzt. Da seine Entdeckung und wissenschaftlichen Arbeiten großes Aufsehen und Bewunderung weckten wurde er bereits im Alter von 34 Jahren zum Direktor der Royal Institution gewählt.
Seine größten Erfolge feierte Faraday aber mit der Entdeckung der "faradayischen Gesetze". Diese beschreiben die Beziehung zwischen den, an den Elektroden abgeschiedenen Stoffmengen und dem Stromfluss. Von Faraday stammen auch die uns vertrauten Begriffe Elektrolyse, Elektroden, Anode und Kathode, außerdem die Termini lon, Anion und Kation.
Faradays Entdeckung, das die an den Polen abgeschiedene Stoffmenge stets proportional zum Stromfluss ist, war für ihn ein weiterer Beweis seiner Vermutung das "alle Naturkräfte unter einem übergeordneten Gesetz zusammenhängen, die Schwerkraft, das Licht, Elektrizität, Magnetismus, Wärme und selbst die in der Materie schlummernden Kräfte".
Später erhielt Michael Faraday die Coppley Medaille (den heutigen Nobelpreis) und wurde 1855 zum Kommandeur der Ehrenlegion ernannt.
Im Alter von 65 Jahren zog sich Faraday, dessen geistige Kräfte, vermutlich durch Quecksilbervergiftung, stark nachgelassen hatten, aus der Forschung zurück und hielt wissenschaftliche Vorträge.
Er starb im Alter von 76 Jahren, geistig verwirrt, in Hamton Court, London.
Seine Entdeckungen
- Kohäsion und Adhäsion
Kohäsion: Darunter versteht man die gegenseitige Anziehung der Moleküle eines festen oder flüssigen Körpers.
Adhäsion ["Anhaftung"]: Moleküle verschiedener (oder gleicher) Stoffe, die nicht miteinander in Reaktion treten können, haften durch die Molekularkräfte aneinander. z.B. leimen von Gegenständen - die Verflüssigung von Gasen
Wie bereits schon oben erwähnt entdeckte Faraday das Phänomen bei Chlorgas. Es lässt sich jedoch auf alle anderen Gase übertragen.
Druck und Volumen: Übt man auf Gas Druck aus vermindert sich sein Volumen. p *V ist konstant; t ebenfalls (Gesetz von Boyle - Mariotte). Wobei p: Druck; V: Volumen und t: die Temperatur ist.
Temperatur und Volumen: erwärmt man ein Gas, dehnt es sich aus, kühlt man es ab, zieht es sich zusammen. V~ t; V/t = konstant (Gesetz von Gay Lussac). Das heißt: wird ein Gas bei konstantem Druck von 0° auf 1° erwärmt, so dehnt es sich um 1/273 seines Volumens aus.
Die Siedetemperaturen von Gasen liegen zwischen -253°C (Wasserstoff) un -0,5°C (n-Butan). Man kann ein Gas nicht weiter als bis auf -273°C abkühlen. - Benzol
Benzol ist eine hydrophobe Flüssigkeit, die an der Luft mit stark rußender Flamme verbrennt. Wegen seiner Klopffestigkeit ist das Alken, mit der Formel C6H6, trotz seiner Giftigkeit und Cancerogenität (es erzeugt Krebs) noch Bestandteil von Benzin. Es gehört zur Familie der Aromaten, da es sich bei Benzol um einen wohlriechenden Stoff handelt. - chemische Stoffe in der Natur
Faraday entdeckte, dass Kautschuk Isopren enthält. Bei Isopren handelt es sich um einen ungesättigten Kohlenwasserstoff mit der Bezeichnung C5H8 der zur Familie der Alkine gehört. - die Elektrochemie
Die faradayischen Gesetze: Beschreibung der Beziehung zwischen dem Stromfluss und den an den Elektroden abgeschiedenen Stoffmengen.
1. Gesetz: Die bei der Elektrolyse abgeschiedenen Stoffmengen sind proportional zu Stromstärke und Zeit.
2. Gesetz (auch Äquivalentgesetz): Die durch gleiche Elektrizitätsmengen aus verschiedenen Elektrolyten abgeschiedenen Stoffmengen sind der Äquivalentmasse proportional.
Die Elektrolyse als praktisches Beispiel für Faradays Entdeckung: Bei der Elektrolyse werden positiv geladene Ionen von der Kathode angezogen und nehmen dort Elektronen auf. Negativ geladene Ionen geben an die Anode Elektronen ab.
Beispiel: Elektrolyse einer wässrigen Kupferchloridlösung.
Man taucht 2 Elektroden, die mit den Polen einer Gleichstromquelle leitend verbunden sind, in die Lösung. Diese Reaktion ist nur mit einem Metall und einem Nichtmetall möglich.
Die Reaktion an der Kathode (negativ geladen): Cu2+ + 2e - á Cu
Reaktion an der Anode (positiv geladen): 2Cl- á 2Cl + 2e-2Cl á Cl2 reines Chlor
Durch die Elektrolyse zerlegt man das Kupferchlorid in die Elemente Chlor und Kupfer.
1700 - 1799
1800 - 1849
1850 - 1899
1900 - 1950
Atom u. Kernphysik
Elektrodynamik
Mechanik
Optik
Quantentheorie
Strahlung
Thermodynamik