1 / 39

kolloid disperse Systeme

kolloid disperse Systeme. Vom Gold zum Geld machen. 17.06.2009. Experimentalvortrag von David Zindel. 1 Gliederung. 1 Gliederung 2 Definition kolloid disperser Systeme 3 Solid/Liquid - System 4 Gas/Solid - System 5 Liquid/Gas - System 6 Liquid/Solid - System

valiant
Download Presentation

kolloid disperse Systeme

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. kolloid disperse Systeme Vom Gold zum Geld machen 17.06.2009 Experimentalvortrag von David Zindel

  2. 1 Gliederung • 1 Gliederung • 2 Definition kolloid disperser Systeme • 3 Solid/Liquid - System • 4 Gas/Solid - System • 5 Liquid/Gas - System • 6 Liquid/Solid - System • 7 Einordnung in den Lehrplan • 8 Literatur

  3. 2 Definition kolloid disperser Systeme • Kolloide sind Partikel im Bereich zwischen 1 und 1000 nm. • Diese Partikel können fest, flüssig oder gasförmig sein und werden auch als disperse Phase bezeichnet. • Die Kolloide befinden sich gleichmäßig verteilt in einem Dispersionsmittel, dieses kann fest, flüssig oder gasförmig sein. • Kolloide werden in drei Klassen unterteilt: Dispersionskolloide: Zerteilungsform der Materie Molekülkolloide: Makromoleküle (103 – 109 Atome) Assoziationskolloide (Micellkolloide): selbstorganisierte Systeme, Bsp: Seifen und andere Tenside

  4. 2 Definition kolloid disperser Systeme

  5. 3 Solid/Liquid - System • Versuch 1: Kolloidales Gold Ausgangsstoffe: - Tetrachlorgoldsäure HAuCl4 C - Natriumcarbonat Na2CO3Xi - Natriumcitrat C6H8O7

  6. 3 Solid/Liquid - System • Auswertung

  7. 3 Solid/Liquid - System • Auswertung

  8. 3 Solid/Liquid - System • Die Farbigkeit der Goldkolloide beruht darauf, dass bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts durch die Kolloide absorbiert werden. Abb.: Farbkreis, aus:http://www.rechtsklick.org/alt/online_lesen/Jahresarbeit_Komplett-img3.png

  9. 3 Solid/Liquid - System • Einsatz in Kirchenfenstern • Verwendung in Katalysatoren Abb. Kirchenfenster der Kathedrale von Sevilla , aus: http://www.geo-reisecommunity.de/bild/regular/140601/Sevilla-Kathedrale.jpg

  10. 3 Solid/Liquid - System • Versuch 2: Kolloidales Kupfer Ausgangsstoffe: - Kupfer Cu - Natriumchlorid NaCl - ention. Wasser H2O

  11. 3 Solid/Liquid - System • Auswertung Kupfer- Elektrode Kupfer- Elektrode Kathode Anode NaCl-Lösung

  12. 3 Solid/Liquid - System • Auswertung - Schematische Darstellung eines Kupferkolloids - Das kolloidale Teilchen ist von einer stabilisierenden Doppelschicht aus Ionen umgeben.

  13. 3 Solid/Liquid - System • Tyndall-Effekt Lichtstrahl Kolloidale Lösung Auge / Detektor

  14. 3 Solid/Liquid - System • Versuch 3: Ladungssinn von Kolloiden Ausgangsstoffe: - Eisenhydroxidoxid-Kolloide FeO(OH) - Salzsäure HCl C

  15. 3 Solid/Liquid - System • Auswertung Reduktion: Aufnahme von 2 Elektronen +1 -2 -1 0 +1 -2 0 Oxidation: Abgabe von 2 Elektronen Anode (Oxidation): Kathode (Reduktion):

  16. 3 Solid/Liquid - System • Auswertung - Schematische Darstellung eines Eisenhydroxidoxid-Kolloids - + Pol Anode • Pol • Kathode

  17. 3 Solid/Liquid - System • Demonstration 1: „Echte“ und kolloidale Lösungen Ausgangsstoffe: - Gelatine - Methylorange (w = 0,001) - Tinte (w = 0,005) - Methylenblau (w = 0,0005) - Fuchsin (w = 0,0005) - Kupfersulfat (w = 0,05) - kolloidales Berliner Blau (w ≈ 0,022 ) - Eisenhydroxidoxid-Kolloid (w ≈ 0,001) - verdünntes kolloidales Berliner Blau (w ≈ 0,001)

  18. 3 Solid/Liquid - System • Beobachtung - Proben unmittelbar nach dem Überschichten - Kolloidales Eisenhydroxidoxid Methylorange Methylenblau Kupfersulfat Kolloidale Tinte Fuchsin Kolloidales Berliner Blau Gering konzentriertes Berliner Blau

  19. 3 Solid/Liquid - System • Beobachtung - Proben einen Tag nach dem Überschichten - Kolloidales Eisenhydroxidoxid Methylorange Methylenblau Kupfersulfat Kolloidale Tinte Fuchsin Kolloidales Berliner Blau Gering konzentriertes Berliner Blau

  20. 3 Solid/Liquid - System • Beobachtung - Proben eine Woche nach dem Überschichten - Kolloidales Eisenhydroxidoxid Methylorange Methylenblau Kupfersulfat Kolloidale Tinte Fuchsin Kolloidales Berliner Blau Gering konzentriertes Berliner Blau

  21. 3 Solid/Liquid - System • Auswertung „echte“ kolloidale Lösung Lösung (Berliner Blau) (Fuchsin) Gelatine

  22. 3 Solid/Liquid - System • Versuch 4: Fällung von Kolloiden Ausgangsstoffe: - kolloidales Berliner Blau K[FeFe(CN)6] - Lösung - Silberiodid-Sol AgI - Lösung - Aluminiumsulfat-Lösung Al2(SO4)3 - Lösung

  23. 3 Solid/Liquid - System • Auswertung = K+ = Cl-

  24. 3 Solid/Liquid - System • Versuch 5: Berliner Blau: Vom Sol zum Gel zum Sol Ausgangsstoffe: - Kaliumhexacyanoferrat- Lösung K4[Fe(CN)6]-Lösung - Eisen(III)chlorid – Lösung FeCl3-Lösung Xn

  25. 3 Solid/Liquid - System • Auswertung

  26. 3 Solid/Liquid - System • Gelbildung Koagulation Peptisation Kolloid Gel

  27. 4 Gas/Solid - System • Demonstration 2: Gasbeton Ausgangsstoffe: - Seesand (SiO2) - Portlandzement (Kalk-Ton-Zement): Xi CaO (58-66%), SiO2 (18-26%), Al2O3 (4-12%), Fe2O3 (2-5%), Ca3SiO5, Ca2SiO4, Ca3Al2O6, Ca2AlFeO5 - Aluminiumpulver Al F - Wasser H2O

  28. 4 Gas/Solid - System • Auswertung Oxidation: Abgabe von 6 Elektronen Reduktion: Aufnahme von 6 Elektronen

  29. 4 Gas/Solid - System • Reaktionen beim Aushärten des Zements: Calciumsilicate reagieren beim Aushärten des Zements zu „Tobermoritphasen“.

  30. 4 Gas/Solid - System • Die Gaseinschlüsse erfolgen im nm – Maßstab rgasrgtartgartart Aufnahme: 300 kV Hochauflösung im Transmissions-Elektronenmikroskop

  31. 4 Gas/Solid - System • Ytong® Steine ca. 1 Milliarde Euro Umsatz der Xella-Gruppe im Bereich Baustoffe (2008) Abb. Ytong-Stein, aus: http://www.bau-docu.at/5/pdcnewsitem/00/82/65/ytong.jpg

  32. 5 Liquid/Gas - System • Versuch 6a: Nebel Ausgangsstoffe: - Trockeneis CO2 - heißes Wasser H2O • Versuch 6b: Kunstnebel - Propylenglycol C3H8O2 - Wasser H2O

  33. 5 Liquid/Gas - System • Auswertung Versuch 6a Abb.: Phasendiagramm des Wassers, aus: Hollemann, Wiberg, 2007

  34. 5 Liquid/Gas - System • Auswertung Versuch 6b • Vorteil gegenüber Trockeneis - Ausgangsstoffe sind lang lagerungsfähig - geringer Aufwand bei der Lagerung - geringe Kosten bei gleichzeitiger Flexibilität der Anwendung

  35. 6 Liquid/Solid - System • Demonstration 3: Opal Der Opal ist ein amorphes Mineral der Zusammensetzung SiO2. nH2O. Opale entstehen durch Polykondensation von Kieselsäure. Dabei kommt es zur kolloidalen Einlagerung von Wasser.

  36. 7 Einordnung in den Lehrplan • V1 - 10. Klasse Redoxreaktionen in wässriger Lösung • V2 - 10. Klasse Elektrolyse • V3 - 10. Klasse Elektrolyse, Redoxreaktionen Alternativ: Wahlthema im Bereich Angewandte Chemie, 12. Klasse • D1 - 7. Klasse Diffusion im Teilchenmodell

  37. 7 Einordnung in den Lehrplan • V4 - 12. Klasse Chemisches Gleichgewicht Fakultativ: im Bereich Abwasserreinigung, Fällungsreaktionen, 12. Klasse • V5 - 12. Klasse Chemisches Gleichgewicht • D2 - 10. Klasse Redoxreaktionen • V6 - 7. Klasse Aggregatzustände und Übergänge • D3 - 7. Klasse Erhitzen zur Stofftrennung, Stoffgemische Optional und optimal: Projektwoche

  38. 8 Literatur • Atkins, P. W., de Paula, J., Kurzlehrbuch Physikalische Chemie, 4. Auflage, Wiley-VCH, Winheim 2008. • Heinzerling, P., Nanochemie in der Schule: Eine historisch experimentelle Annäherung, in: PdN – ChiS (1/2006), S. 32 – 36. • Hoffmann, T., Kolloide, in: ChiuZ (1/2004), S. 24 – 35 • Holleman, A. F., Wiberg, N., Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin 2007. • Jannasch, S., Duvinage, B., Eigenschaften von Kolloiden experimentell ermittelt, in: PdN – ChiS (7/2006), S. 25 – 28. • Kouetz, J., Kolloidchemie – Von der Alchemie zur Nanotechnologie, in: PdN – ChiS (7/2006), S. 2 – 4. • List, P. H., Arzneiformenlehre, Ein Lehrbuch für Pharmazeuten, 4. Auflage, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1985. • Mortimer, C. E., Müller, U., Chemie. Das Basiswissen der Chemie, 9. Auflage, Thieme, Stuttgart 2007. • Pötter, M., Vom Stoffgemisch z den Kolloiden, in: PdN – ChiS (7/2006), S. 5 – 17. • Tuckermann, R., Wipper, K., Cammenga, H. K., Demonstrationsversuche zur Herstellung und zu den Eigenschaften von Kolloiden, in: PdN – ChiS (7/2006), S. 18 – 24. • Voigt, R., Pharmazeutische Technologie. Für Studium und Beruf, 7. Auflage, Ullstein Mosby, Berlin 1993.

  39. 8 Literatur • http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.geo-reisecommunity.de/bild/regular/140601/Sevilla-Kathedrale.jpg&imgrefurl=http://www.geo-reisecommunity.de/bild/140601/Spanien-Sevilla-Kathedrale&usg=__ni3BPGht6x7SEPsxcRAa8phGgjA=&h=733&w=550&sz=105&hl=de&start=12&tbnid=_KfXARIR_qTGEM:&tbnh=141&tbnw=106&prev=/images%3Fq%3Dsevilla%2Bkathedrale%26gbv%3D2%26hl%3Dde • www.xella.de/downloads/deu/press/1_Xella_auf_Wachstumskurs_61.doc • matsci.iw.uni-halle.de/Kressler/EDUCATION/lectures/VOScript6-PhysChemPharm.doc – • http://books.google.de/books?id=t0t1g7CN0BMC&pg=PA59&lpg=PA59&dq=ausf%C3%A4llen+von+kolloiden&source=bl&ots=BZ-KYsosgL&sig=mmRMnV9xP7qml3rislNFrQqEp10&hl=de&ei=GUUuSovGPMKwsAa6-oC_CQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1 • http://www.rechtsklick.org/alt/online_lesen/Jahresarbeit_Komplett-img3.png • http://www.bau-docu.at/5/pdcnewsitem/00/82/65/ytong.jpg • http://darwin.bth.rwth-aachen.de/opus3/volltexte/2006/1371/pdf/Noyong_Michael.pdf

More Related