Über hochverdünnte Flammen. I

Zusammenfassung

Als „hochverdünnte Flamme“ bezeichnen wir die Reaktionszone, in der zwei Gase bei Drucken von etwa 10⁻³ mm Hg im Vakuum zusammenströmen und sich sehr schnell umsetzen. An besonderen Eigenschaften solcher „Flammen“ wurde beobachtet: 1. Sie sind kalt. Die Wärme wird so schnell abgeleitet, daß die Reaktionsenergie keine nennenswerte Erhitzung bewirkt. 2. Daher ist das Leuchten der Flamme eine Chemilumineszenz. 3. Durch die Vermeidung von Auslöschungen angeregter Atome infolge von Fehlstößen steigt die Intensität der Lumineszenz bis zu mehreren HK. Die Lichtausbeute kann gemessen werden, sie erreicht 25%. Die spektrale Natur der Lumineszenz wird erkennbar. 4. Aus der Verteilung des Niederschlages kann die Geschwindigkeit der Reaktion berechnet werden, auch wenn diese, wie es hier der Fall ist, bei jedem Zusammenstoß eintritt. 5. Dreierstöße sind so selten, daß sie für den Mechanismus der Reaktion nicht in Betracht kommen. 6. Aus der Chemilumineszenz und der hohen Lichtausbeute kann man schließen, daß die Reaktion im Gasraum verläuft. Folgerungen aus den Ergebnissen. 1. Die ältere Vermutung, daß freie Atome sich mit Molekülen nach dem Schema A + B C=A B + C in der exothermen Richtung bei jedem Stoß umsetzen, bestätigt sich an einer Reihe von Reaktionen von Natrium und Kalium mit Halogenen und flüchtigen Halogensalzen, sowie mit Chlorwasserstoff. 2. Primär findet zwischen Natriumdampf und Chlor die Reaktion Na + Cl₂=NaCl + Cl statt, die kein Leuchten anregt. Das Licht entsteht, im Anschluß an die sekundäre Reaktion der Chloratome mit Natriummolekülen Na₂ + Cl=NaCl + Na, indem das entstehende NaCl die Reaktionsenergie in Kernschwinguagen mitführt und durch Stoß auf ein freies Natriumatom überträgt. 3. Die Reaktion Na + Cl=NaCl verläuft im Gasraum (falls sie dort überhaupt vor sich geht) mindestens tausendmal langsamer als die Reaktion der Chloratome mit den Natriummolekülen.