Grundzüge der Kolloidwissenschaft:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Darmstadt
Steinkopff
1992
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Inhaltsverzeichnis
Geleitwort G. Findenegg. V
Vorwort D. H. Everett. VII
1 Was sind Kolloide?. 1
1.1 Einführung. 1
1.2 Definition der Kolloide. 2
1.3 Kolloide und Oberflächenchemie. 8
1.4 Nomenklatur. 11
1.5 Historische Betrachtung. 12
1.6 Ein anschauliches Beispiel: Kolloidales Gold. 14
2 Warum sind kolloidale Dispersionen stabil?. 17
2.1 Grundprinzipien. 17
2.1.1 Einführung. 17
2.1.2 Der Begriff Stabilität. 17
2.1.3 Freie Oberflächenenergie. 20
2.1.4 Abstoßende Kräfte: Die Kurve der gesamten freien Energie 25
2.1.5 Stabilität der Kolloide. 27
Anhang. 30
2.2 Wechselwirkungen zwischen kolloidalen Teilchen. 32
2.2.1 Einführung. 32
2.2.2 Zwischenmolekulare Kräfte. 32
2.2.3 Zwischenpartikulare Kräfte. 35
2.2.4 Wirkung des umgebenden Mediums. 38
2.2.5 Elektrostatische Kräfte: Die elektrische Doppelschicht. . . 39
2.2.6 Sterische Abstoßung: Wirkung von adsorbierten oder
verankerten Schichten. 49
2.2.7 Andere Faktoren. 54
2.2.8 Kurve des gesamten Wechselwirkungspotentials. 55
Zusammenfassung. 57
XII Inhaltsverzeichnis
3 Wie werden kolloidale Dispersionen hergestellt?. 58
3.1 Einführung. 58
3.2 Dispergierverfahren. 58
3.2.1 Zerkleinerung. 58
3.2.2 Emulgierung. 59
3.2.3 Suspensions- und Aerosolverfahren. 60
3.3 Kondensationsverfahren: Keimbildung und Teilchen-
wachstum . 60
3.4 Emulsions- und Dispersionspolymerisation. 65
3.5 Herstellung von monodispersen Kolloiden. 65
4 Die Bedeutung der Oberflächenchemie — Oberflächen-
spannung und Adsorption. 68
4.1 Einführung. 68
4.2 Adsorption. 68
4.3 Die Gibbs-Adsorptionsgleichung. 72
4.4 Der Einfluß der Adsorption auf die zwischenpartikularen
Kräfte. 75
4.5 Der Einfluß der Oberflächenkrümmung auf das Gleich-
gewicht . 77
5 Wichtige Eigenschaften von Kolloiden. 83
5.1 Kinetische Eigenschaften. 83
5.1.1 Einführung. 83
5.1.2 Brownsche Bewegung. 83
5.1.3 Diffusion. 86
5.1.4 Osmose. 90
5.1.5 Donnan-Gleichgewicht. 94
5.1.6 Dialyse. 97
5.1.7 Elektrophorese, Elektroosmose und Strömungspotentiale. 97
5.1.8 Sedimentation und Aufrahmen. 102
5.2 Lichtstreuung und Neutronenstreuung. 104
5.2.1 Einführung. 104
Inhaltsverzeichnis XIII
5.2.2 Lichtstreuung. 104
5.2.2.1 Konventionelle Lichtstreuung. 104
5.2.2.2 Dynamische Lichtstreuung. 115
5.2.3 Neutronenstreuung. 118
5.3 Rheologie. 120
5.3.1 Einführung. 120
5.3.2 Viskosität. 122
5.3.3 Newtonsche und Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten. 124
5.3.4 Rheologie der kolloidalen Suspensionen. 126
5.3.4.1 Kugelförmige Teilchen. 126
5.3.4.2 NichtkugelfÖrmige Teilchen. 133
5.3.5 Elektroviskose Effekte. 135
5.3.6 Rheologische Spektroskopie. 135
Zusammenfassung. 138
6 Wie werden kolloidale Dispersionen zerstört?. 139
6.1 Aggregationsprozesse. 139
6.1.1 Einfuhrung. 139
6.1.2 Koagulation elektrostatisch stabilisierter Dispersionen. . . 141
6.1.3 Deryagin-Landau-Verwey-Overbeek-Theorie
(DLVO-Theorie). 142
6.1.4 Reversible Koagulation . 146
6.1.5 Sterisch stabilisierte Systeme. 149
6.1.6 Brückenflockung. 151
6.1.7 Flockung durch Verarmung der Grenzschicht. 151
6.1.8 Kinetik der Koagulation. 154
6.1.9 Heterokoagulation. 157
6.1.10 Struktur von Flocken und Sedimenten. 157
6.2 Koaleszenz und Teilchenwachstum. 158
6.2.1 Einführung. 158
6.2.2 Sinterung oder Teilchenkoaleszenz. 159
6.2.3 Teilchenwachstum durch Reifung. 160
6.2.4 Tföpfchenkoaleszenz. 162
7 Assoziationskolloide und selbstorganisierte Systeme. 165
7.1 Einführung. 165
7.2 Mizellbildung. 165
XIV Inhaltsverzeichnis
7.3 Mechanismus der Mizellbildung.167
7.4 Solubilisierung.179
8 Dünne Filme, Schäume und Emulsionen.180
8.1 Einführung.180
8.2 Oberflächenspannung und Filmspannung.180
8.3 Seifenfilme und Seifenblasen.181
8.4 Filmstabilität.183
8.5 Filmelastizität.190
8.6 Schäume.191
8.7 Schaumbildner und Schaumbrecher.193
8.8 Schaum-Flotationsverfahren.195
8.9 Emulsionen und Mikroemulsionen.196
9 Gele.200
9.1 Einführung.200
9.2 Gelbildende Kräfte.200
9.3 Quelleigenschaften der Gele.204
10 Industrielle Bedeutung der Kolloide.206
10.1 Einführung.206
10.2 Industrielle Dispersionen.207
10.3 Kolloide in der Energieversorgungsindustrie.213
10.4 Kolloide in der Lebensmittelindustrie.215
10.5 Industrielle Schäume.216
10.6 Beseitigung unerwünschter Kolloide.217
11 Die Zukunft der Kolloidwissenschaften.218
11.1 Einführung.218
11.2 Van-der-Waals-Kräfte.218
Inhaltsverzeichnis XV
11.3 Statistische Mechanik.219
11.4 Lichtstreuung.221
11.5 Neutronenstreuung.221
11.6 Kemmagnetische Resonanz.222
11.7 Rheologie.223
11.8 Direktmessung von Kräften zwischen makroskopischen
Körpern.223
11.9 Biologische Systeme.225
Schlußfolgerungen.225
Anhang
A Herstellung einiger einfacher kolloidaler Systeme.226
B Einfache Versuche mit Kolloiden.227
C Definition und Messung der Adsorption.228
D Gibbs-Adsorptionsgleichung.232
E Beeinflussung der zwischenpartikularen Kräfte durch
Adsorption.234
F Sterische Stabilisierung.235
Literaturverzeichnis.237
Sachverzeichnis.243 |
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