The influence of additives on the X-ray induced aggregation of malate synthase monitoring of the aggregation processin situ by time-resolved small-angle X-ray scattering

The X-ray induced aggregation of the sulfhydryl enzyme malate synthase in aqueous solution was monitoredin situ by time-resolved small-angle X-ray scattering. Experiments were performed in the absence/presence of various additives: formate, superoxide dismutase, catalase, NaCl, acetyl-CoA, glyoxylate, malate, pyruvate, -ketobutyrate, oxaloacetate, glycollate, lactate. The scattering curves were measured as a function of the time of irradiation and were analysed in terms of radii of gyration, degrees of aggregation, distance distribution functions, and parameters derived therefrom. Irradiation in the absence of additives resulted in a strong aggregation of enzyme particles. Each of the additives impeded aggregation, however to a different extent. The OH scavenger formate reduced aggregation efficiently; less pronounced effects were registered for superoxide dismutase and/or catalase (the scavengers for and H₂O₂), and for NaCl. Very pronounced diminutions of the aggregation phenomena were provided by substrates or analogues; the efficiency of these substances as radioprotectors may be explained by their action as both scavengers and specific ligands. Based on these results some implications for the performance of conventional small-angle X-ray scattering experiments on biopolymers are derived.

---

Der Einfluß von Zusätzen auf die röntgeninduzierte Aggregation der Malatsynthase. Registrierung des Aggregationsvorganges in situ mittels zeitaufgelöster Röntgenkleinwinkelstreuung

Zusammenfassung Die röntgeninduzierte Aggregation des Sulfhydrylenzyms Malatsynthase in wäßriger Lösung wurdein situ mittels zeitaufgelöster Röntgenkleinwinkelstreuung messend verfolgt. Streuexperimente wurden in An- bzw. Abwesenheit verschiedener Zusätze durchgeführt: Formiat, Superoxiddismutase, Catalase, NaCl, Acetyl-CoA, Glyoxylat, Malat, Pyruvat, -Ketobutyrat, Oxalacetat, Glycolat, Lactat. Die Streukurven wurden als Funktion der Bestrahlungsdauer registriert. Die Auswertung lieferte Streumassenradien, Aggregationsgrade, Abstandsverteilungsfunktionen, und daraus abgeleitete Parameter. Die Bestrahlung in Abwesenheit von Zusätzen verursachte eine starke Aggregation der Enzymteilchen. Jeder der Zusätze verminderte die Aggregation, wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß. Der OH Fänger Formiat verringerte die Aggregation wirksam; weniger stark ausgeprägte Effekte ergaben sich für die bzw. H₂O₂ Fänger Superoxiddismutase bzw. Catalase und für NaCl. Substrate und Substratanaloge reduzierten das Ausmaß der Aggregation besonders wirkungsvoll; der Schutzeffekt dieser Substanzen kann durch ihre zweifache Wirkung als Fänger bzw. spezifische Liganden erklärt werden. Ausgehend von diesen Ergebnissen werden einige Schlußfolgerungen für die Durchführung üblicher Röntgenkleinwinkelexperimente an Biopolymeren abgeleitet.

     

Small-angle X-ray scattering studies on the X-ray induced aggregation of malate synthase I. Structural and kinetic studies

Small-angle X-ray scattering measurements on malate synthase in aqueous solution revealed a continuous increase of the intensity in the innermost portion of the scattering curve with increasing measuring time. We have definite evidence that this increase reflects an X-ray induced aggregation of the enzyme particles in the course of the small-angle X-ray scattering experiment. Obviously this aggregation is a consequence of a radiation damage of the particles by the primary beam used in the scattering experiment.The aggregation process of malate synthase was monitoredin situ by smallangle X-ray scattering. For this purpose scattering curves were taken at various stages of aggregation. The analysis of these curves established the increase of the particle dimensions, the retention of the pseudo thickness factor of the native enzyme and the occurrence of one and later on of two pseudo cross-section factors. These results suggest the way how the aggregation might proceed. The results led to a tentative model of the aggregation process in which a one-dimensional side-by-side association of the oblate enzyme particles is followed by a two-dimensional aggregation. An aggregation in the third dimension was not observed during the time covered by our experiment.The time dependence of molecular parameters, for instance of the apparent mean radius of gyration, was used to compare the aggregation of enzyme samples that were irradiated under different experimental conditions. The addition of dithiothreitol to the enzyme solutions as well as the presence of the substrates or of a substrate analogue or of ethanol were found to reduce the rate of aggregation.

---

Röntgenkleinwinkeluntersuchungen der durch Röntgenstrahlen induzierten Aggregation der Malatsynthase. I. Strukturuntersuchungen und kinetische Messungen

Zusammenfassung Röntgenkleinwinkeluntersuchungen an wäßrigen Lösungen von Malatsynthase zeigten eine mit der Meßdauer ansteigende Zunahme der Streuintensität im Innenteil der Streukurve. Dieser Intensitätsanstieg spiegelt zweifelsohne eine durch die Röntgenbestrahlung induzierte Aggregation der Enzymteilchen während der Röntgenkleinwinkelmessung wider. Diese Aggregation ist offensichtlich auf einen durch die Primärstrahlung verursachten Strahlenschaden zurückzuführen.Das Fortschreiten der Aggregation der Malatsynthase wurde mit Hilfe der Röntgenkleinwinkelstreuungin situ verfolgt. Zu diesem Zweck wurden Streukurven bei verschiedenen Aggregationsstadien aufgenommen. Die Analyse dieser Kurven zeigte die Zunahme der Teilchendimensionen, das Beibehalten des Pseudodickenfaktors des nativen Enzyms und das Auftreten eines und später zweier Pseudoquerschnittsfaktoren an. Diese Ergebnisse lieferten Hinweise, wie die Aggregation ablaufen könnte, und führten zu einem möglichen Modell für den Aggregationsvorgang. Demnach sollte auf eine eindimensionale, laterale Aggregation der oblaten Enzymteilchen eine zweidimensionale Aggregation folgen. Ein Fortschreiten der Aggregation in der dritten Dimension konnte während der Dauer des Experimentes nicht beobachtet werden.Die zeitliche Abhängigkeit molekularer Parameter, z. B. des apparenten mittleren Streumassenradius, wurde für den Vergleich der Aggregation von Enzymproben, die unter verschiedenen experimentellen Bedingungen bestrahlt wurden, herangezogen. Durch Zugabe von Dithiothreitol oder Ethanol zu den Enzymlösungen oder durch die Anwesenheit der Substrate oder eines Substratanalogen konnte die Aggregationsgeschwindigkeit herabgesetzt werden.

     

Oxazepines and thiazepines,XX: CD-spectra of optically active 2-phenyl-2,3-dihydro-1,5-benzothiazepin-4(5H)-ones and related 3-phenylthio-3-phenyl-propionic acid derivatives,and X-ray diffraction of one phenylethylamide

Summary The absolute configuration of (–)-(1R,3S)-4 has been determined by X-ray diffraction. The UV- and CD-spectra of the title compound8 and the intermediates for its synthesis are discussed. The stronger Cotton effects can be explained by application of the exciton theory to the observed CD-couplets. The CD of the lower homologue9 of known absolute configuration is in full agreement with that of homochirally analogue8.

---

Oxazepine und Thiazepine, 20. Mitt.: CD-Spektren optisch aktiver 2-Phenyl-2,3-dihydro-1,5-benzothiazepin-4(5H)-one und verwandter 3-Phenylthio-3-phenyl-propionsäure-Derivate und Röntgenstrukturanalyse eines Phenylethylamids

Zusammenfassung Die absolute Konfiguration von (–)-(1R,3S)-4 wurde durch Röntgenbeugung bestimmt. UV- und CD-Spektren der Titelverbindung8 und der Zwischenprodukte für ihre Synthese werden diskutiert. Die stärkeren Cottoneffekte können durch Anwendung der Excitontheorie auf die erhaltenen CD-Couplets erklärt werden. Der CD des niederen Homologen9 bekannter absoluter Konfiguration steht in voller Übereinstimmung mit dem des homochiral analogen8.

     

Kinetik der Proteindenaturierung. II

Zusammenfassung Bei der durch Erwärmen auf 60 C eintretenden Aggregation des Rinderserumalbumins (RSA) in wä\riger Lösung im neutralen p_H-Bereich wird nach einiger Zeit die Einstellung eines scheinbaren Gleichgewichtszustands zwischen der Zahl der monomeren Proteinmoleküle und der Zahl der insgesamt vorhandenen Partikeln (einschlie\lich gebildeter Aggregate) beobachtet. Da jedoch die durch die Lichtstreuung feststellbaren Gewichtsmittelwerte der gelösten Partikeln in vergleichbaren Zeiten keinen Gleichgewichtszustand erreichen, sondern laufend grö\er werden, wird ein Reaktionsmechanismus vorgeschlagen, der (1.) aus einer Addition mehrerer Proteinmoleküle mit Rückreaktion, (2.) aus einer doppelten Umsetzung von nach [1] entstandenen Addukten besteht. Aggregate werden im untersuchten Fall durch Knüpfung intermolekularer Disulfidbrücken als Folge der Reaktion zwischen SH- und intramolekularen SS-Gruppen zweier Proteinmoleküle gebildet; diese Reaktion ist umkehrbar und kann zu einem echten Gleichgewicht führen. Gleichzeitig können auch Umsetzungen zwischen SH-Gruppen eines Moleküls und neugebildeten SS-Gruppen stattfinden [2], wobei Bruchstücke verschiedener Grö\e entstehen, ohne da\ die Zahl der Partikeln sich ändert; diese Reaktion verändert auch nicht die Zahl der monomeren Moleküle, wohl aber den Gewichtsmittelwert.Die zeitliche änderung der Konzentration der monomeren Proteinmoleküle beim Erwärmen wurde durch Messungen ihres Gipfels im Sedimentationsdiagramm, die der Partikelkonzentration durch Messungen des osmotischen Drucks und die des Gewichtsmittelwerts durch Lichtstreuungsmessungen bestimmt und mit der Theorie verglichen.     

Bestimmung geringer Urangehalte in Gesteinen und Rohphosphaten

Zusammenfassung Die Bestimmung geringer Mengen Uran in Gesteinen geschieht vorteilhaft durch polarographische Bestimmung unter Ausnützung der katalytischen Nitratwelle nach vorheriger Abtrennung der störenden Begleitmetalle. Die von Hecht angegebene Reinigungsmethode durch Ionenaustausch aus Acetatlösungen versagt in Gegenwart von Phosphaten, Molybdaten und Wolframaten. Es wird eine modifizierte Methode angegeben, nach der eine Ionenaustauschoperation aus Schwefelsäure vor der Acetatsäulenoperation vorgeschaltet ist. Reduktion mit gesättigter wäßriger SO₂-Lösung vor dem Sulfataustausch ermöglicht die Trennung auch von Vanadat, Eisen(III) und Chromationen. Die in die Lösung gelangten, die Polarographie störenden SO₄-Ionen werden durch nachfolgendes Abrauchen oder durch eine Acetatsäulenoperation entfernt. Die Brauchbarkeit der angegebenen Methode wird in einer Reihe von Testanalysen untersucht und spezielle Verfahren zur Abtrennung von Molybdat und Wolframat werden angegeben. Es gelingt die Bestimmung von Mengen ab 0,1 g Uran in Gegenwart von bis zu tausendfachen Mengen anderer Metalle mit Genauigkeiten von +10%.     

Influence of irradiation time on the usability of briquetted samples in X-ray emission spectrometry

Summary The influence of X-ray radiation on samples of organic binders (starch, graphite and cellulose) and briquetted samples of sinter and sinter mixture of blast furnace charge was examined. The time of irradiation by the primary X-ray beam was from 0 to 300 min. The usability of standard and reference samples, which are formed into briquettes with organic binders, depends upon the resistance of the binder to irradiation.

---

Einfluß der Bestrahlungsdauer auf die Verwendbarkeit von brikettierten Proben in der Röntgenfluorescenz-Spektrometrie

Zusammenfassung Der Einfluß von Röntgenbestrahlung auf Proben der organischen Bindemittel Stärke, Graphit und Cellulose sowie auf brikettierte Sinter- und Sintermischungsproben aus Hochofenbeschickung wurde untersucht. Die Bestrahlungsdauer betrug 0–300 min. Die Verwendbarkeit der mit organischen Bindemitteln brikettierten Standard- und Vergleichsproben hängt von der Widerstandsfähigkeit der Bindemittel gegen die Bestrahlung ab.

     

X-ray diffraction and morphology of crystalline,hard, elastic materials

Summary X-ray diffraction and electron microscopic results on several crystalline polymers which demonstrate elastic properties (polypropylene, Celcon^®, poly-4-methyl-pentene) are reported. Photographic small angle X-ray diffraction techniques provided considerable qualitative information, concerning the morphological features of these elastic materials both as extruded, annealed and during extension. Lamellar thickness, thickness distribution and perfection of lamellae could be estimated. Lateral order features and orientation of the lamellar structures were obtainable from the sharpness and length of the equatorial wide angle diffraction arcs. Electron microscopic results essentially confirm the morphological features postulated on the basis of the X-ray results. These morphological features are discussed in terms of a general structural model which appears consistent with the mechanical properties of these materials.

---

Zusammenfassung Röntgenbeugung und elektronenmikroskopische Daten von einigen kristallinen Polymerprodukten mit elastischen Eigenschaften (Polypropylen, Celcon, Poly-4-methylpenten) werden berichtet. Die photographische Röntgen-Kleinwinkelmethode liefert wichtige qualitative Messungen der morphologischen Struktur dieser elastischen Materialien in den Zuständen sowohl wie hergestellt als auch nach Tempern und während des Dehnungsprozesses. Die Dicke der Lamellen, ihre Dikkenverteilung und die Güte der Lamellen konnten abgeschätzt werden. Die laterale Ordnung und die Orientierung der Lamellen kann aus Weitwinkelbeugungsdaten abgeleitet werden. Die Elektronenmikroskopie bestätigt die Morphologie, die aus Röntgendaten folgt. Ein allgemeines Strukturmodel dieser Morphologie, das im Einklang mit den mechanischen Eigenschaften dieser Produkte steht, wird diskutiert.

     

Small angle X-ray scattering studies of poly(ethylene terephthalate) and poly(butylene terephthalate)

Summary Small angle X-ray studies and density measurements were carried out on isotropic PET and PBT samples. PET samples were crystallized between 60 and 260 °C, and PBT between 60 and 225 °C. The aim of these studies was to investigate the dependence of the amorphous density, the degree of crystallinity and the average transmission path through the regions of the two-phase system on the crystallization temperature. It could be shown that PET and PBT crystallize with sharp phase boundaries.Since for the evaluation of the amorphous density the knowledge the exact crystal density is very important, additional measurements of the wide angle X-ray behaviour were made. Both the crystal and the amorphous densities of PET and PBT show specific differences dependent on the crystallization temperature, which can be explained by the higher mobility of the PBT chain.The degrees of crystallization, evaluated with the individual values of crystal density and amorphous density determined on each sample, are principally higher than those calculated with the usually used values of crystal and amorphous density. Investigations of the background scattering have shown that both the specific amorphous and specific crystalline scattering background are constant.For PET and PBT the average transmission path through the amporhous regions firstly decreases with increasing crystallization temperature. This can be explained by new formation of crystallites. At higher crystallization temperatures increases. The average transmission path through the crystalline regions increases over the whole range of crystallization temperature.

---

Zusammenfassung An isotropen PET- und PBT-Proben, kristallisiert bei Temperaturen zwischen 60 und 260 °C bzw. 60 und 225 °C wurden Röntgenkleinwinkel- und Dichtemessungen durchgeführt, mit dem Ziel, die amorphe Dichte, die Volumenanteile und die mittleren Durchschußlängen durch die Phasen in Abhängigkeit von der Kristallisationstemperatur zu bestimmen.Da für die Bestimmung der amorphen Dichte die Kenntnis der genauen Kristalldichte sehr wichtig ist, wurden zusätzliche Röntgenweitwinkelmessungen durchgeführt.Es konnte gezeigt werden, daß sowohl PBT als auch PET mit scharfen Phasengrenzen kristallisiert.Die Kristalldichte und die amorphe Dichte von PET bzw. PBT zeigen in Abhängigkeit von der Kristallisations-temperatur spezifische Unterschiede, die durch die höhere Beweglichkeit der PBT-Kette erklärt werden können.Die Kristallisationsgrade, die mit den von uns bestimmten Kristalldichten und amorphen Dichten ermittelt wurden, liegen generell höher als die mit den bekannten Werten von _c und _a berechneten. Untersuchungen des Streuuntergrundes zeigten, daß sowohl der spezifische amorphe als auch der spezifische kristalline Streuuntergrund konstant ist.Bei PET und PBT nehmen die mittleren Durchschußlängen durch die amorphen Phasenanteile bei geringen Kristallisationstemperaturen ab, was durch die Neubildung von Kristalliten erklärt wird, und nehmen bei höheren Kristallisationstemperaturen wieder zu.Die mittleren Durchschußlängen durch die kristallinen Phasenanteile nehmen über den gesamten Temperaturbereich zu.

---

---

With 22 figures and 3 tables     

A new X-ray method for the study of crystallization kinetics

Summary A new method for the study of crystallization kinetics has been developed which is based on time dependent intensity measurements of the diffuse X-ray small-angle scattering. This scattering is predominantly due to the electron density fluctuations within the crystalline and amorphous domains and has been found to vary linearly with the crystallinity.The method has been applied to the study of the crystallization kinetics of unstretched natural rubber at 248 K. The precision of the data obtained permit a quantitative check of the validity of the Avrami equation for the interpretation of the crystallization isotherm up to relatively high crystallinities. It is shown that this check allows an accurate determination of the final crystallinity related to the primary crystallization process together with the parameters of the Avrami equation.

---

Zusammenfassung Es wurde ein neues Verfahren zur Untersuchung der Kristallisationskinetik entwickelt, das auf zeitabhängigen Intensitätsmessungen der diffusen Röntgenkleinwinkelstreuung beruht. Das Verfahren benutzt die Tatsache, daß die diffuse Röntgenkleinwinkel-streuung überwiegend durch die Elektronendichtefluktuation innerhalb der kristallinen und amorphen Bereiche bedingt ist und sich linear mit der Kristallinität ändert.Zur experimentellen Überprüfung wurde das Verfahren für die Untersuchung der Kristallisationskinetik von unverstrecktem Naturkautschuk bei 248 K benutzt. Die Genauigkeit der hierbei erhaltenen Meßdaten gestattet eine quantitative Überprüfung der Gültigkeit der Avrami-Gleichung für die Auswertung der Kristallisationsisothermen bis zu relativ hohen Kristallinitäten. Es zeigt sich, daß dieses Verfahren für eine genaue Bestimmung der zum Prozeß der Primärkristallisation gehörenden Endkristallinität zusammen mit der Ermittlung der Parameter der Avrami-Gleichung geeignet ist.

     

Application of radionuclide sources for excitation in energy-dispersive X-ray fluorescence analysis

Summary X-ray fluorescence (XRF) analysis is in broad application in many fields of science where elemental determinations are necessary. Solid and liquid samples are analyzed by this method. Solids are introduced in thin or thick samples as melted glass, pellets, powders or as original specimen. The excitation of X-ray spectra can be performed by specific and polychromic radiation of X-ray tubes, by protons, deuterons, -particles, heavy ions and synchrotron radiation from accelerators and by -particles, X- and -rays and by bremsstrahlung generated by ^–-particles from radionuclide sources. The radionuclides are devided into groups with respect to their decay mode and the energy of the emitted radiation. The broad application of radionuclides in XRF excitation is shown in examples as semi-quantitative analysis of glasses, as quantitative analysis of coarse ceramics and as quantitative determination of heavy elements (mainly actinides) in solutions. The advantages and disadvantages of radionuclide excitation in XRF analysis are discussed.

---

Anwendung von Radionuklidquellen zur Anregung in der Energie-dispersiven Röntgenfluorescenz-Analyse

Zusammenfassung Die Röntgenfluorescenzanalyse (RFA) ist auf all denen Gebieten der Wissenschaften verbreitet, in denen die Bestimmung der Elemente notwendig ist. Mit Hilfe dieser Methode können feste und flüssige Proben analysiert werden. Dünne oder dicke, feste Proben werden als geschmolzene Gläser, Tabletten, Pulver oder in Originalform eingesetzt. Die Anregung der Röntgenspektren erfolgt durch die spezifische und kontinuierliche Strahlung von Röntgenröhren, durch Protonen, Deuteronen, -Teilchen, schwere Ionen und Synchrotronstrahlung aus Beschleunigern und durch -Teilchen, Röntgen- und -Strahlung sowie durch von ^–-Teilchen erzeugte Bremsstrahlung von Radionuklidquellen. Die Radionuklide werden auf Grund ihrer Zerfallsart und auf Grund der Energie der emittierten Strahlung geordnet. Die breite Anwendung von Radionukliden für die Anregung bei der RFA wird an Hand von Beispielen wie der semiquantitativen Analyse von Gläsern, der quantitativen Analyse grober Keramik und der quantitativen Bestimmung schwerer Elemente (hauptsächlich der Aktinide) in Lösungen gezeigt. Die Vor- und Nachteile der RFA mit Radionuklidanregung werden diskutiert.

---

---

Dedicated to Prof. Dr. K. H. Lieser on the occasion of his 65th birthday

---

The author wishes to thank the Director of the Institute of Nuclear Chemistry at the Technische Hochschule Darmstadt, Prof. Dr. K. H. Lieser, for having the possibility to work in the field described in this paper.     

Small angle X-ray scattering from amorphous polymers arising from heterogeneities

Summary The small angle X-ray scattering of glassy polymers (PET, PC, PVC, PMMA) and of polymer melts (PE) was studied. The dependence of the intensity scattered at small angles on the sample treatment suggests that neither the inherent structure of the pure polymer phase nor microholes are the origin of the scattering. In agreement with all experimental facts the scattering can be attributed to foreign particles such as for instance stabilizers in the polymer matrix. The consequence of this result is discussed with respect to the nodular structure of the amorphous phase and with respect to structural models of the amorphous phase. The nodular structure is not related to regions of different densities within the pure amorphous phase.The small angle X-ray scattering can be used to characterize the microscopic and macroscopic distribution of additives in polymer samples.

---

Zusammenfassung Es wurden Röntgenkleinwinkeluntersuchungen an glasig erstarrten Polymeren (PÄT, PC, PVC, PMMA) und an Polymerschmelzen vorgenommen (PÄ). Die Abhängigkeit der bei kleinen Winkeln beobachteten Streuung von der Probenbehandlung weist darauf hin, daß weder die innere Struktur der amorphen Phase noch Mikrolöcher die Ursache für die Streuung sein können. In Übereinstimmung mit allen Ergebnissen wird die Streuung Fremdpartikeln wie z. B. Stabilisatoren in der Polymermatrix zugeschrieben. Die Folgerungen, die sich hieraus ergeben, werden hinsichtlich der Körnerstruktur der amorphen Phase und der Strukturmodelle diskutiert. Die Körnerstruktur kann nicht durch Bereiche unterschiedlicher Dichte in der amorphen Phase erklärt werden.Die Röntgenkleinwinkelstreuung kann zur Charakterisierung der makroskopischen und der mikroskopischen Verteilung der Zusätze im Polymeren herangezogen werden.

     

The paracrystalline nature of the purple membrane of halobacterium halobium

Summary The paracrystalline fluctuations arising from the imperfect packing of bilayer stacks in dry oriented purple membrane of Halobacterium halobium have been investigated by small-angle X-ray diffraction. The values of the relative inter-membrane macro-lattice distortions and coherently diffracting length along the bilayer stack are respectivelyg = 4,5% andD = 680 Å. The hydratation of the membrane reduces the size of the coherently diffracting domains and increases the relative fluctuation of the membrane stack according to the * law.

---

Zusammenfassung Die parakristallinen Fluktuationen, hervorgerufen von gestörten Schichtstrukturen aus getrockneter, orientierter Halobacterium halobium Purple Membran, wurden mittels Röntgenkleinwinkelstreuung untersucht. Die Werte der flüssigkeitsähnlichen Gitterstörungen der Schichtstruktur der Membran und der kohärent streuenden Bereiche entlang der Schichten sind jeweils g = 4,5% und D=680 Å. Die Wasseranreicherung der Membran verkleinert die Größe der kohärent streuenden Bereiche und vergrößert die statistischen Abstandsfluktuationen der Schichtstruktur der Membran nach dem * Gesetz.

     

Einflu? der Versuchsbedingungen bei analytischen Bestimmungen mit Hilfe der square wave-Polarographie nach Vorelektrolyse an der station?ren Elektrode

Zusammenfassung Die Kombination der square wave-Polarographie mit der anodic stripping-Technik wird beschrieben.Die Anreicherung der Metalle durch Vorelektrolyse erfolgt an einer stationären Quecksilbertropfenelektrode in gerührter Lösung. Wegen der ungeklärten hydrodynamischen Bedingungen an der sphärischen Elektrode ist der Diffusionsgrenzstrom nicht theoretisch zu erfassen. Eine empirisch erhaltene Beziehung gibt die Abhängigkeit des Grenzstroms von den Versuchsbedingungen befriedigend wieder.Der Einfluß folgender Versuchsbedingungen auf die weehselspannungspolarographische Wellenhöhe der anodischen Oxydation wurde experimentell untersucht: Elektrodengröße, Rührgeschwindigkeit, Vorelektrolysespannung, Vorelektrolysedauer, Spannungsdurchlaufgeschwindigkeit, Komponenten der Lösung (Metallionen- und Leitsalzkonzentration, Anwesenheit von Sauerstoff und von oberflächenaktiven Substanzen). Die Störung durch Verbindungsbildung in der Amalgamphase wird, wie gezeigt werden konnte, mit sinkender Metallionenkonzentration weniger einschneidend.Kleine Lösungsvolumina (bis zu 0,2 ml) können in der Mikrozelle nach Vorelektrolyse ohne Rührung untersucht werden. 4ngTl⁺, 1,2ngPb²⁺ und 0,2 ng Cd²⁺ sind so in nicht entlüfteter Lösung quantitativ zu bestimmen.Die optimalen Versuchsbedingungen und die Reproduzierbarkeit der Messungen werden mitgeteilt. Für die Elemente Bi, Cu, Sb, Pb, Sn, Tl, Cd, In, Zn, Mn und Ba wurde die Empfindlichkeit der Anzeige bestimmt.Herrn Professor Dr. M. v. Stackelberg zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Weitere Beiträge zur photochemischen Kinetik

Zusammenfassung Es werden für eine photochemische Umlagerung mit teilweiser Inaktivierung der angeregten Molekelnunter Berücksichtigung der Absorption aller vorhandenen Stoffe bei guter Durchmischung und sehr großer Geschwindigkeit der beteiligten Dunkelreaktionen Formeln für den Umsatz und die absorbierten Lichtenergien abgeleitet (auch für Fälle von sensibilisierender Wirkung des Lösungsmittels, vorgelagerten Gleichgewichten und Rückverwandlung des Produktes). Die Absorption durch das Lösungsmittel und durch das Endprodukt können den Reaktionsablauf stark beeinflussen. Das Güteverhältnis hängt in den einfacheren Fällen bei gegebener Temperatur von den Versuchsbedingungen nicht ab und kann auch von der Wellenlänge unabhängig sein.     

On the unusual fluorescence X-ray intensity variations in iron-silicon and aluminium-silicon-copper alloys

Summary The unusual fluorescence X-ray intensity variations in iron-silicon and aluminium-silicon-copper alloys have been investigated. In these alloys, the unusual behaviour was found not only in the fluorescence X-ray intensity of the Si K line but also in that of Fe K. It was confirmed that the phenomenon occurred not only when the primary crystals having large differences of the mass-absorption coefficients for the X-ray of the elements to be analyzed precipitated on both sides of the eutectic point and/or the intermetallic compound but also when there was a large difference in the effective volume ratio between the primary phase and the secondary phase. Therefore, the phenomenon should be considered in the fluorescence X-ray analysis of actual samples such as alloys of light metals, ores, oxides, and other compounds.

---

Über ungewöhnliche Intensitätsveränderungen bei der Röntgenfluorescenz von Fe-Si- und Al-Si-Cu-Legierungen

Zusammenfassung Das ungewöhnliche Verhalten wurde bei der Si K- und auch bei der Fe K-Linie festgestellt. Die Erscheinung tritt nicht nur auf, wenn Primärkristalle mit stark unterschiedlichen Massenabsorptionskoeffizienten für die Röntgenlinien der zu untersuchenden Elemente sich auf beiden Seiten des eutektischen Punktes und/oder der intermetallischen Verbindung abscheiden, sondern auch, wenn ein großer Unterschied im effektiven Volumenverhältnis zwischen der primären und sekundären Phase vorhanden ist. Diese Veränderungen müssen bei der Röntgenfluorescenzanalyse von Leichtmetallegierungen, Erzen, Oxiden u. ä. berücksichtigt werden.

     

Study of air pollution particulates by X-ray photoelectron spectroscopy

Summary This paper discusses the application of X-ray photoelectron spectroscopy to the determination of the chemical composition of sulfur and nitrogen species in air pollution particulates. Core electron chemical shift measurements are augmented by the determination of relative concentrations and volatility of particulate species.

---

Untersuchung von Verunreinigungsteilchen in der Luft durch Röntgenphotoelektronen-Spektroskopie

Zusammenfassung Die Anwendung der Röntgenphotoelektronen-Spektroskopie auf die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Schwefel und Stickstoff enthaltenden Verunreinigungsteilchen in Luft wird diskutiert. Messungen der chemischen Verschiebung werden ergänzt durch die Bestimmung der relativen Konzentrationen und der Flüchtigkeit der Verbindungen.

Presented at the 6th Annual Symposium on Recent Advances in the Analytical Chemistry of Pollutants, April 21–23, 1976; Vienna, Austria.     

Light and X-ray scattering by polystyrene glasses

Summary Polarized and depolarized components of the light scattered by atactic polystyrene samples prepared from monomer of varying purity were investigated at 25 °C. In addition, small angle X-ray measurements were made on a well purified sample. These investigations show that the angular dependence and the magnitude of the scattered intensity are strongly influenced by dust-like solid impurities. The scattering observed with polystyrene glasses prepared from the purest monomer is consistent with a model in which the glass is a structureless liquid-like material. No evidence for any ordered regions is seen in these clean glasses by either light or X-ray scattering.Further consideration shows, however, that light and X-ray scattering are not very sensitive to the presence of small isotropic regions. While depolarized light scattering may be more sensitive to order through orientational correlations, quantitative interpretation of the H _v intensities is difficult. Nevertheless, from the observation that the light scattering is unaffected by thermal history, one can be reasonably certain that no structure is present beyond that expected in a supercooled liquid.

---

Zusammenfassung Polarisierte und depolarisierte Komponenten des gestreuten Lichtes von ataktischen Polystyrol-Proben hergestellt von Monomeren mit verschiedenen Reinheitsgraden, wurden mit Hilfe eines Lichtstreuphotometers bei 25 °C untersucht. Ferner wurden Röntgenkleinwinkelmessungen an einigen Proben von höchster Reinheit durchgeführt. Diese Untersuchungen ergaben, daß sowohl die Winkelabhängigkeit als auch die Höhe der Intensität durch Staub und feste Verunreinigungen stark beeinflußt wird. Die Streuung von Polystyrolen im Glaszustand, die von höchstreinen Monomeren hergestellt wurden, stimmte mit dem Modell eines strukturlosen, flüssigkeitsähnlichen Glases überein. Licht- und Röntgenkleinwinkelstreuung zeigten keinen Hinweis auf geordnete Gebiete.Theoretische Überlegungen zeigen, daß die Lichtund Röntgenstreuung durch kleine isotrope Gebiete wenig beeinflußt wird. Während die depolarisierte Lichtstreuung empfindlicher gegen Ordnung durch Orientierungskorrelationen sein kann, sind quantitative Aussagen über dieH _v Intensitäten schwierig. Da die Lichtstreuung durch Wärmebehandlung nicht beeinflußt wurde, kann man mit ziemlicher Sicherheit sagen, daß es nicht mehr Struktur gibt als man es von einer unterkühlten Flüssigkeit erwarten würde.

     

Study on the conformations in poly(p-chlorostyrene)-endothermic solvent (n-propylbenzene) and poly(p-chlorostyrene)-exothermic solvent(tert-butyl acetate) at theta temperatures by X-ray small-angle scattering

Summary Conformations of linear poly(p-chlorostyrene) (PPCS) in an endothermic solvent (n-propylbenzene) and an exothermic solvent (tert-butyl acetate) at theta temperatures have been investigated by X-ray small angle scattering. By analyzing X-ray small-angle scattering data for the two systems, the determination of molecular parameters and the comparison between an angular dependence of experimental scattering curve and that of theoretical one have been made, with the discussion on the asymptotic behavior of the scattering curve.The values of persistence length and the radius of gyration of a cross section of polymer chain were 10.5–13.0 Å and 3.7 Å for PPCS-n-propylbenzen, and 11.1–13.7 Å and 5.2 Å for PPCS-tert-butyl acetate, respectively.The values of persistence length seem to be little affected in both systems, while those of radius of gyration of a cross section of polymer chain seem to be affected appreciably by the condition whether the system is endothermic or exothermic. The effect of the distribution of the electron density on the cross section is almost equal in both solvents. From the asymptotic behavior of scattering curves, the system of PPCS-n-propylbenzene has the area of interface larger than that of PPCS-tert-butyl acetate. Agreements between theoretical and experimental scattering curves are found over the experimental angular regions. Thus, it is considered that conformations of PPCS in both theta conditions are the same as that of an ideal chain and only a radius of gyration of the cross section of the polymer chain assumes different values in two solvents.

---

Zusammenfassung Es wurde die Konformation vom linearen Poly(p-chlorostyrol) (PPCS) im endothermen Lösungsmittel (n-Propylbenzol) und im exothermen Lösungsmittel (tert-Butylacetat) bei den -Temperaturen untersucht. Die Bestimmung des molekularen Parameters, der Vergleich zwischen den Winkelabhängigkeiten der experimentellen und theoretischen Streukurven und die Diskussion über das asymptotische Verhalten der Streukurven wurden für die beiden Systeme durch Analyse der Röntgenkleinwinkelstreuungsdaten durchgeführt.Die Werte von Persistenzlängen und Querschnittsstreumassenradien waren 10.5–13.0 Å und 3.7 Å für PPCS-n-Propylbenzol, bzw. 11.1–13.7 Å und 5.2 Å für PPCS-tert Butylacetat.Es scheint, daß kein Einfluß auf die Persistenzlängen in den beiden Systemen existiert, während ein solcher auf die Querschnittsstreumassenradien der Polymerknäuel festzustellen ist, je nachdem das System endotherm oder exotherm ist. Die Verteilung der Elektronendichte hat die gleiche Wirkung auf den Querschnitt in den beiden Systemen.Nach dem asymptotischen Verhalten der Streukurven hat das System von PPCS-n-Propylbenzol die größere innere Oberfläche als die von PPCS-tert Butylacetat. Die Übereinstimmung zwischen den experimentellen und theoretischen Streukurven wird innerhalb der experimentellen Winkelbereiche festgestellt. Hieraus wird geschlossen, daß die Konformationen des PPCS unter Thetabedingungen dieselben sind, die Knäuel ideale Knäuel sind und nur die Werte von Querschnittsstreumassenradien der Polymerknäuel in den beiden Lösungsmitteln differieren.

---

---

With 10 figures and 1 table