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Zur Geschichte der Kolloidchemie

Zur Geschichte der Kolloidchemie. Alchimie: Herstellung von Goldtinkturen. Kolloidales Gold (Alchimisten). Trinkbares Gold (aurum potabile) Elixier des Lebens ?. Zur Geschichte der Kolloidchemie. 1857 Faraday: Methode der Lichtstreuung 1871 Rayleigh: Theorie der Lichtstreuung

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Zur Geschichte der Kolloidchemie

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Presentation Transcript

  1. Zur Geschichte der Kolloidchemie • Alchimie: Herstellung von Goldtinkturen

  2. Kolloidales Gold(Alchimisten) • Trinkbares Gold (aurum potabile) • Elixier des Lebens ?

  3. Zur Geschichte der Kolloidchemie • 1857 Faraday: Methode der Lichtstreuung • 1871 Rayleigh: Theorie der Lichtstreuung • 1861 Graham: Diffusionsverhalten

  4. Definition (nach Graham) • Kolloide sind leimähnliche Substanzen, die sehr langsam diffundieren und nicht dialysieren.

  5. Was sind Kolloide? DEFINITION: kolla = Leim nach Graham

  6. Zur Geschichte der Kolloidchemie • 1907 Ostwald: Einteilung kolloidaler Systeme

  7. Einteilung disperser Systeme (nach W. Ostwald) Disperse Systeme hochdispers molekulare Lösung < 1 nm kolloiddispers kolloidale Dispersion 1 bis 1000 nm grobdispers mechanische Suspension > 1000 nm

  8. Zitat (W. Ostwald) • „Das primär Kennzeichnende eines Kolloids ist tatsächlich sein spezieller Dispersitätsgrad innerhalb der großen Gruppe disperser Systeme“

  9. Definition: • Disperse Teilchen • (1 – 1000 nm) • im Dispersionsmittel • fein verteilt • alle Kombinationen: • gasförmig, flüssig, fest • sind möglich • W. Ostwald

  10. Farbe-Dispersitätsgrad-Regel Das Absorptionsmaximum des Lichtes verschiebt sich mit abnehmenden Dispersitätsgrad nach größeren Wellenlängen, demnach ändert sich die Farbe im durchfallenden Licht von gelb über rot, blau nach grün.

  11. Absorption des sichtbaren Lichtes Absorbierte Wellenlänge 450 nm 490 nm 590 nm Absorbierte Farbe blau blaugrün orange Beobachtete Farbe orange rot blau

  12. Zitat (W. Ostwald) „Der kolloidale Zustand ist ein allgemein möglicher Zustand der Materie. Jeder Stoff kann grundsätzlich in den kolloidalen Zustand gebracht werden.“

  13. Zur Geschichte der Kolloidchemie • 1923 Svedberg: Ultrazentrifuge • 1927 Burry, Ekwall: Assoziationskolloide

  14. Assoziationskolloide • Selbstorganisation von Amphiphilen • Assoziate (z.B. Mizellen) in kolloidaler Dimension • Physikalische Assoziation (nicht-kovalente Bindungsknüpfung) • Variabilität in Grösse und Form • Schnelle Austauschprozesse

  15. Zur Geschichte der Kolloidchemie • 1929 Staudinger: Makromoleküle • 1932 Ruska: Elektronenmikroskop

  16. Kolloiddisperses System (nach Staudinger) • Teilchen bestehen aus 103 bis 109 Atomen • Teilchendurchmesser 1 bis 1000 nm • Teilchen laufen durch Papierfilter • Teilchen mikroskopisch nicht nachweisbar • Teilchen dialysieren nicht • Teilchen diffundieren sehr langsam • Teilchen sind polydispers

  17. Die Farbgebung beim kolloidalen Gold ist auf die definierte Partikelgröße und eine spezifische Lichtabsorption zurückzuführen.

  18. Definition • Kolloide sind durch ihre Teilchengröße bestimmt (1 – 1000 nm) • Kolloide sind in einem Dispersionsmittel dispergiert • Wir unterscheiden zwischen Dispersionskolloiden, Assoziationskolloiden und Makromolekülen

  19. Kolloidchemie • Physik und Chemie nanostrukturierter Systeme

  20. Besondere Eigenschaften kolloidaler Systeme • Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ist groß • Moleküle an der Oberfläche werden eigenschaftsbestimmend

  21. Beispiel: Würfel

  22. Besondere Eigenschaften kolloidaler Systeme

  23. Beispiele 1 cm3 Gold  Blattgold Dicke: 1 µm  2 m2 Oberfläche Dicke: 1 nm  1000 m2 Oberfläche 1 cm3 Viskose  Faden Dicke: 1 µm  Länge: 1273 km Dicke: 1 nm  Länge: 1 Milliarde km 1 Liter 0,1 m mizellare Lösung  40.000 m2 Oberfläche

  24. Kolloidale Systeme:  Systeme mit extrem großen Oberflächen

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