Henry Cavendish

Abbruch des Studiums und Erforschung der Gase

HENRY CAVENDISH kam am 10. Oktober 1731 in Nizza zur Welt. Seine Eltern gehörten adligen Kreisen an.
CAVENDISH studierte zunächst an der Universität in Cambridge, verließ jedoch nach vier Jahren die Universität ohne Abschlussprüfung. 1753 begab er sich nach London, wo er ein Labor einrichtete, in dem er bis zu seinem Tod arbeitete.

Besonders verdient machte sich CAVENDISH um die Erforschung der Gase, die er sowohl nach ihren chemischen als auch nach ihren physikalischen Eigenschaften untersuchte.
CAVENDISHs erste Veröffentlichung erschien unter dem Titel „Experiments on Factitions Air“. Hier beschreibt er eine sogenannte „künstliche Luft“, die aus in natürlicher Luft nicht vorkommenden Gasen besteht.

Identifizierung einiger Gase

CAVENDISH ließ bei einem Experiment Salzsäure auf Eisen, Zink und auch Zinn einwirken. Dabei erhielt er Wasserstoff, den er als „inflammable air“, also entflammbare Luft, oder auch als Phlogiston bezeichnete.

Als CAVENDISH Kalkstein mit Säuren zusammenbrachte, entstand Kohlenstoffdioxid. Hierbei handelt es sich um ein Gas, das zur damaligen Zeit noch „fixe Luft“ oder „gas sylvester“ genannt wurde. Unabhängig von ihrer Herstellung gelang es CAVENDISH, beide Gase durch die Bestimmung ihrer Dichte eindeutig zu identifizieren.

1772 führte CAVENDISH einen Versuch durch, über den er den Chemiker und Physiker PRIESTLEY informierte. Er erhielt nämlich ein Gas, als er Luft über glühende Holzkohle leitete und diese „fixe Luft“ von Ätzkali absorbieren ließ. Die Dichte dieses Gases war geringer als die von Luft. Das Gas nannte er „mephistische Luft“. Später erhielt das Gas die Bezeichnung Stickstoff, das unabhängig von CAVENDISH auch der schottische Forscher DANIEL RUTHERFORD (nicht zu verwechseln mit ERNEST RUTHERFORD, nach dem das rutherfordsche Atommodell benannt ist) entdeckte, der wegen seiner Veröffentlichung im gleichen Jahr als der Entdecker von Stickstoff gilt.

Insgesamt führte CAVENDISH über 400 Analysen der Luft durch. Bei dieser Arbeit gelang ihm der Nachweis, dass das Verhältnis der Hauptbestandteile der Luft, Sauerstoff und Stickstoff, an verschiedenen Orten identisch ist. Für die Experimente benutzte er ein Endiometer, das er selbst entwickelt hatte. Mit ihm konnte er den Sauerstoff durch eine Reaktion mit Stickstoffoxid bestimmen.

In die Zeit 1784/85 fällt die Veröffentlichung von CAVENDISHs Arbeit „Experiments on Air“. Hierin erläutert er das Verhalten der Luft bei verschiedenen Reaktionen, so bei der Verbrennung von Phosphor und Schwefel, der Herstellung von Knallgas sowie der Oxidbildung bei Metallen.

Versuche klären das Entstehen einiger Verbindungen

Des Weiteren unternahm CAVENDISH Versuche, elektrische Funken und ein Gasgemisch aus Luft und Wasserstoff zur Reaktion zu bringen. Während dieser Versuche bemerkte er 1783 die Bildung von Wasser und konnte somit nachweisen, das Wasser kein Element ist, sondern sich aus Sauerstoff und Wasserstoff zusammensetzt.

1784 folgte ein Experiment mit gleicher Versuchsanordnung aber veränderter Luftkonzentration. Bei diesem Versuch konnte er die Entstehung der Salpetersäure klären, indem er ihre Bestandteile Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff erkannte.

Bei weiteren Versuchen behandelte CAVENDISH die Luft länger mit elektrischen Funken. Dabei erhielt er nach der Absorption des überschüssigen Sauerstoffs eine Restmenge, die genau 1/120 des ursprünglichen Luftvolumens ausmachte. Genaue Aussagen über die Restmenge waren erst möglich, als 1894 die Edelgase entdeckt wurden.

CAVENDISH setzte sich mit den Arsenoxiden auseinander und entdeckte 1764 die Arsensäure. Er erkannte, dass sowohl Magnesiumcarbonat als auch Calciumcarbonat in kohlenstoffdioxidhaltigem Wasser löslich sind und nahm stöchiometrische Bestimmungen vor.

Auch Physik fand CAVENDISH spannend

Neben seinen chemischen Untersuchungen beschäftigte sich CAVENDISH mit verschiedenen physikalischen Forschungen. So entdeckte er unabhängig von BLACK die latente Schmelz- und Verdampfungswärme und konnte mittels Bleikugeln und Drehwaage die Gravitationskonstante bestimmen. Ursprüngliches Anliegen des Experiments war die Bestimmung der Dichte der Erde. Aus heutiger Sicht war aber die mit dem Versuch verbundene erstmalige Bestimmung der Gravitationskonstanten von wesentlich größerer wissenschaftlicher Bedeutung.
CAVENDISH gelang die Konstruktion eines sehr genauen Thermometers und er führte Arbeiten über die elektrische Leitfähigkeit von Salzlösungen durch. Zusätzlich setzte er sich mit Problemen der Elektrizitätslehre, der Meteorologie sowie der Astronomie auseinander.
HENRY CAVENDISH starb am 24. Februar 1810 in London.