Grenzflächen und Kolloide: physikalisch-chemische Grundlagen ; mit 3 Tabellen
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1993
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Inhalt
Vorwort IX
1. Einführung 1
1.1. Energetische und strukturelle Besonderheiten von
Phasengrenzen 2
1.2. Thermodynamik der Phasengrenzen 5
2. Phasengrenzen zwischen zwei reinen Phasen 9
2.1. Phasengrenze zwischen Flüssigkeit und Gas 9
2.1.1. Temperaturabhängigkeit der Oberflächenspannung 9
2.1.2. Kapillarer Krümmungsdruck 11
2.1.3. Experimentelle Bestimmung der Oberflächenspannung 15
2.2. Phasengrenze zwischen zwei Flüssigkeiten 22
2.3. Phasengrenze zwischen einem Festkörper und einer fluiden
Phase 26
3. Phasengrenzen zwischen zwei Phasen mit mehreren
Komponenten 29
3.1. Phasengrenze zwischen Flüssigkeit und Gas 29
3.1.1. Adsorption in der Phasengrenzschicht 29
3.1.2. Grenzflächenaktivität 34
3.1.3. Grenzflächeninaktivität 38
3.2. Adsorption an Feststoffoberflächen 39
3.2.1. Das Adsorptionsgleichgewicht 39
3.2.2. Adsorptionsmodelle 42
3.2.3. Adsorption an porösen Stoffen 45
3.2.4. Adsorption von Polymeren aus der flüssigen Phase 47
4. Phasengrenzen unter Beteiligung von drei Phasen 53
4.1. Die Phasengrenze Flüssigkeit/Flüssigkeit/Gas 53
4.2. Die Phasengrenze Festkörper/Flüssigkeit/Gas 55
4.2.1. Benetzung fester Oberflächen 55
4.2.2. Experimentelle Bestimmung des Randwinkels 57
Inhalt
4.2.3. Bestimmung der Festkörperoberflächenspannung 60
4.2.4. Technische Anwendungen 61
4.3. Unlösliche Grenzflächenfilme 63
4.3.1. Experimentelle Untersuchungsmethoden 64
4.3.2. Filmtypen 67
5. Spezielle Phasengrenzen 75
5.1. Elektrisch geladene Phasengrenzen 75
5.1.1. Die elektrische Doppelschicht 76
5.1.2. Elektrokapillarität 81
5.1.3. Elektroosmose und Strömungspotential 83
5.2. Membranen als Phasengrenze 85
5.2.1. Osmotisches Gleichgewicht 85
5.2.2. Donnan-Gleichgewicht 87
5.3. Fraktale Phasengrenzen 92
5.4. Dissipative Strukturen an Grenzflächen 97
6. Grundbegriffe der Kolloidchemie 105
7. Kraftwirkungen in kolloiden Systemen und Wechselwirkungen
mit äußeren Feldern 111
7.1. Die Wirkungen thermodynamischer Kräfte 111
7.1.1. Diffusion 111
7.1.2. Rotationsdiffusion 113
7.2. Die Wirkungen der Gravitation 115
7.2.1. Sedimentation 115
7.2.2. Sedimentations-Diffusions-Gleichgewicht 117
7.2.3. Sedimentationspotential 118
7.3. Das Verhalten im elektrischen Feld 119
7.3.1. Elektrophorese 119
7.3.2. Elektroakustischer Effekt 122
7.4. Optische Eigenschaften 123
7.4.1. Lichtstreuung 123
7.4.1.1. Rayleigh-Streuung 124
7.4.1.2. Lichtstreuung an größeren Teilchen 129
7.4.1.3. Dynamische Lichtstreuung 131
7.4.2. Röntgenkleinwinkelstreuung 133
7.4.3. Neutronenstreuung 134
7.4.4. Elektronenmikroskopie 135
7.4.5. Strömungsdoppelbrechung 136
7.5. Rheologische Eigenschaften 138
8. Experimentelle Bestimmung der Parameter kolloider Systeme 143
8.1. Teilchengröße, Teilchenform und Polydispersität 143
8.1.1. Sedimentationsanalyse 143
Inhalt
8.1.2. Statische Lichtstreuung 146
8.1.3. Dynamische Lichtstreuung 150
8.1.4. Röntgenkleinwinkelstreuung 151
8.1.5. Neutronenstreuung 153
8.1.6. Elektronenmikroskopie 154
8.1.7. Strömungsdoppelbrechung 154
8.1.8. Viskosimetrie 155
8.1.9. Methoden der Fraktionierung 156
8.2. Teilchenzahldichte 157
8.3. Bestimmung der Fraktaldimension 158
8.4. Messung des Zetapotentials 161
8.5. Eigenschaften der adsorbierten Oberflächenschicht 163
8.6. Bestimmung des Diffusionskoeffizienten 165
8.7. Viskosität 167
9. Dispersionskolloide 171
9.1. Herstellung und Reinigung 171
9.1.1. Allgemeine Prinzipien 171
9.1.2. Herstellung und Reinigung von Solen 172
9.1.3. Herstellung von Emulsionen 175
9.1.4. Herstellung von Schäumen 176
9.1.5. Entstehung von Aerosolen 177
9.2. Sole 178
9.2.1. Eigenschaften von Solen 178
9.2.2. Stabilität von Solen 181
9.2.3. Stabilitätstheorie von Solen 185
9.3. Gele 193
9.4. Emulsionen 195
9.5. Schäume 198
10. Assoziationskolloide 201
10.1. Micellare Systeme 202
10.1.1. Wäßrige Tensidlösungen 202
10.1.2. Nichtwäßrige Tensidlösungen 204
10.2. Die kritische Micellbildungskonzentration (cmc) 205
10.2.1. Experimentelle Bestimmung 205
10.2.2. Beeinflussung der cmc 208
10.3. Aggregationszahl und Micellform 211
10.4. Thermodynamik und Kinetik der Micellbildung 215
10.4.1. Thermodynamische Aggregationsmodelle 215
10.4.2. Kinetik der Micellbildung 220
10.5. Eigenschaften micellarer Lösungen 222
10.6. Lyotrope flüssig-kristalline Phasen 223
10.7. Drei- und Mehrstoffsysteme 227
10.7.1. Sulubilisation 227
Inhalt
10.7.2. Mikroemulsionen 229
10.8. Chemische Reaktionen in micellaren Systemen 232
10.8.1. Micellare Katalyse 232
10.8.2. Emulsionspolymerisation 234
10.9. Biologische Systeme 235
11. Anhang 237
AI. Adsorptionsisothermen 237
Al.l. Adsorptionsisotherme nach Langmuir 237
AI.2. Adsorptionsisotherme nach Brunauer, Emmett und Teller 239
A2. Selbstähnlichkeit und Selbstaffinität 241
A2.1. Selbstähnlichkeit 241
A2.2. Selbstaffinität 241
A3. Beispiele für Fraktale 242
Weiterführende Literatur 245
Symbolverzeichnis 255
Sachwortverzeichnis 265 |
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