Einfluss Ionen auf Stabilität von Kolloidal-System

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo,
ich habe noch nicht ganz verstanden, wie der Zusammenhang Ionenmilieu - Stabilität eines kolloidales Systems ist… bzw wie Ionen darauf Einfluss nehmen.

generell suchen sich ja die negativen Ladungen positive Gegenspieler, was aber noch nicht zum neutralisieren ausreicht. dies geschieht ja dann erst in der Diffusionsschicht.
und umso mehr Partikel ich habe, umso höher die Ionenstärke und umso schneller fällt das Potential der Oberfläche ab? (Zetapotential) und wenn ich aber ganz viel Ionen habe, könnte es ja zum Aussalzen kommen… heißt das quasi, dass die Diffuionsschicht am „kleinsten“ ist, wenn die Partikel kurz vorm Aussalzen sind?
Irgendwie gehen mir noch ein paar zusammenhänge ab… wäre dankbar wenn mir wer weiterhelfen könnte…

#2

Moin,

Irgendwie gehen mir noch ein paar zusammenhänge ab… wäre
dankbar wenn mir wer weiterhelfen könnte…

als Gott die Physiker strafen wollte, erschuf er die Oberflächen (Max Born)

Koloidchemie/Physik ist ein sehr hartes Brot.
Die von Dir genannten Effekte haben mehrere Ursachen.
Hauptsächlich elektrostatische und osmotische

Sie hängen von der chemischen Struktur der Kolloide ab, aber auch von deren Konformation.

Nicht umsonst gibt es eine Unzahl von Büchern und Fachzeitschriften, die sich mit diesem Thema beschäftigen.

Gut diese Antwort ist sicher unbefriedigend im Sinne Deiner Anfrage, aber soll auch nur aufzeigen, daß die Frage mehr als komplex ist.

Kannst Du Details nennen?

Gandalf

#3

Mir geht es eben Speziell um den Einfluss des Ionenmilieus.
Also inwiefern diese bei der Stabilisierung ein Rolle spielen.
Eine hohe Ionenkonzentration und -Ladung bedeutet, dass das Potential schneller abnimmt, wenn ich das richtig verstanden habe? (weil die Quadratwurzel von der Ionenstärke zu kappa proportional ist oder so ähnlich:wink:)
und gibt es noch weitere (diesbezügliche) Faktoren?

#4

Moin,

Eine hohe Ionenkonzentration und -Ladung bedeutet, dass das
Potential schneller abnimmt, wenn ich das richtig verstanden
habe?

in grober Näherung stimmt das.

und gibt es noch weitere (diesbezügliche) Faktoren?

Der pKs und pKb Wert der Ionen im Polymer spielen auch eine Rolle, ob das Molekül eher hydrophob ist oder nicht, strukturbestimmende Faktoren (bei Proteinen z.B. Prolin) und vieles mehr.

Ich bin mir gar nicht sicher, ob man das schon halbwegs realistisch simulieren kann und wenn ja, hab ich keine Ahnung davon.

Gandalf

#5

Hallo

Vielleicht schreibst Du einmal etwas genauer, worum es geht.
Aussalzen ist jedenfalls ein zugehöriger Begriff bei Wikipedia.
An Elektrostatik glaub ich nicht so recht bei Wasser.
Chemische Ionen spielen unter anderem eine Rolle beim aussalzen(z.B beim Seife aussalzen).

MfG
Matthias

#6

Hallo,

zu deinem Teilproblem

Mir geht es eben Speziell um den Einfluss des Ionenmilieus.
Also inwiefern diese bei der Stabilisierung ein Rolle spielen.

kann man sagen:
Das Zeta-Potential (der Begriff ist in deinem UP enthalten) hat für die Stabilität von Systemen die dispergierte Partikel enthalten, praktische Bedeutung, da es den Grad der Abstoßung zwischen benachbarten, ähnlich geladenen dispergierten Teilchen stärker bestimmt als das NERNST-Potential.

Mit Hilfe eines Ultramikroskops und einer Elektrophoresezelle kann man die Wanderungsgeschwindigkeit der kolloidalen Teilchen einer bestimmten Rezeptur mit bestimmten „Ionenmilieu“ im elektrischen Feld messen.
Aus diesen Messungen ist das Zeta-Potential eines Kolloidsystems zugänglich.

In dem Buch von Martin/Swarbrick/Cammarata, „Physikalische Pharmazie“ Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart (2. Auflage), ist ein praktisches Beispiel mit Berechnung angegeben, wie man aus einer derartigen Messung das Zeta-Potential bestimmen kann.
Für ein wässeriges Eisenhydroxid-Sol wurde über die gemessene Wanderungsgeschwindigkeit im bekannten elektrischen Feld das Zeta-Potential mit dieser Methode bei 20 °C zu 45 mV bestimmt.
Nach der untenstehende Tabelle also: „good stability“.

Zu Zeta-Potential:
http://en.wikipedia.org/wiki/Zeta_potential
Daraus folgende Tabelle:

Zeta potential [mV] Stability behavior of the colloid
from 0 to ±5, Rapid coagulation or flocculation
from ±10 to ±30 Incipient instability
from ±30 to ±40 Moderate stability
from ±40 to ±60 Good stability
more than ±61 Excellent stability

Eine Verringerung der Zeta-Potentials und damit eine Verringerung der Stabilität des kolloidalen Systems findet statt bei:

-> Erhöhung der Elektrolytkonzentration im System. Das erhöht den Abschirmeffekt der Gegenionen. Demzufolge sinkt das Potential mit der Entfernung von der Feststoffoberfläche rascher ab, da die Dicke der Doppelschicht abnimmt.
-> Sie kann stattfinden wenn die Wertigkeit der Gegenionen erhöht, die Gesamtkonzentration der Elektrolyte aber konstant gehalten wird.

Gute Informationen über die Theorie des Zeta-Potentials finden sich unter:
http://www.diss.fu-berlin.de/diss/servlets/MCRFileNo…

auf den Seiten 22 – 55.

Gruß

watergolf

#7

Moin,

An Elektrostatik glaub ich nicht so recht bei Wasser.

oha, ein Experte!

Chemische Ionen spielen unter anderem eine Rolle beim
aussalzen(z.B beim Seife aussalzen).

gibt es andere Ionen als chemische?

Aber Hauptsache, man hat was dazu geschrieben.

Gandalf

#8

Hallo

Moin,

An Elektrostatik glaub ich nicht so recht bei Wasser.

oha, ein Experte!

Das sag ich deswegen, weil elektrostatische Ladungen schon in Gegenwart geringer Mengen Feuchtigkeit in Wohnräumen sofort entladen werden.
Dies betrifft vor allem den gewöhnlichen Sprachgebrauch, weniger meine Expertise.

Chemische Ionen spielen unter anderem eine Rolle beim
aussalzen(z.B beim Seife aussalzen).

gibt es andere Ionen als chemische?

Es gibt auch noch die Ionen der Physik, welche deutlich größere Spannungen aufnehmen können, als chemische Ionen. Aber ich glaub, ich muss das nicht extra sagen?

Aber Hauptsache, man hat was dazu geschrieben.

Das war es wohl, was ich „getan“ habe.

MfG

#9

Hallo,

An Elektrostatik glaub ich nicht so recht bei Wasser.

oha, ein Experte!

Das sag ich deswegen, weil elektrostatische Ladungen schon in
Gegenwart geringer Mengen Feuchtigkeit in Wohnräumen sofort
entladen werden.
Dies betrifft vor allem den gewöhnlichen Sprachgebrauch,
weniger meine Expertise.

Dies hat jedoch absolut nichts mit dieser Frage zu tun, das sind zwei grundverschiedene Dinge.

Chemische Ionen spielen unter anderem eine Rolle beim
aussalzen(z.B beim Seife aussalzen).

gibt es andere Ionen als chemische?

Es gibt auch noch die Ionen der Physik, welche deutlich
größere Spannungen aufnehmen können, als chemische Ionen. Aber
ich glaub, ich muss das nicht extra sagen?

Ion ist Ion, eine Unterscheidung nach wissenschaftlichem Gebiet ist da sinnfrei.
Spannung kann man nicht „aufnehmen“. Ein Ion trägt eine Ladung (per Definition). Vgl.
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Spannung
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Ladung
http://de.wikipedia.org/wiki/Ion

Anton

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#10

Hallo Anton,

Dies hat jedoch absolut nichts mit dieser Frage zu tun, das
sind zwei grundverschiedene Dinge.

Ion ist Ion, eine Unterscheidung nach wissenschaftlichem
Gebiet ist da sinnfrei.

ich glaube wir brauchen uns bei „Carnegias“ Frage gegenseitig nicht hineinzusteigern.

„Carnegia“ hat seine Antwort bekommen, alles andere ist ihm gleichgültig und er meldet sich auch nicht mehr.

watergolf