A chemically bonded glass-whisker column for gas chromatography

Summary Silica whiskers were grown on the inside of an open-tubular glass capillary column according to a modified version of Schieke's method. The surface of the silica whiskers was modified by reaction with a flowing solution of octadecylsilyl trichloride and hexamethyl-disilazane, then with a mixture of trimethylchlorosilane and hexa-methyldisilazane. The whiskers grown and the surface modifications were examined with a scanning electron microscope and an electron microprobe X-ray analyser. Finally, the chemically bonded glasswhisker columns thus prepared were evaluated with mixtures of hydrocarbons, fatty acid methyl esters andn-alcohols under isothermal or programmed-temperature conditions.

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Eine Säule mit chemisch gebundenen Whiskers für Zwecke der Gaschromatographie

Zusammenfassung Die Innenseite einer kapillaren Glasrohrkolonne wurde nach den Angaben von Schieke mit Quarz-Whiskers versehen. Deren Oberfläche wurde durch Reaktion mit einer fließenden Lösung von Oktadecylsilyltrichlorid und Hexamethyldisilazan, dann mit einer Mischung von Trimethylchlorsilan und Hexamethyldisilazan modifiziert. Die Whiskers und die veränderte Oberfläche wurden mit einem Raster-Elektronenmikroskop und mit einer Röntgenstrahlensonde untersucht. Schließlich wurden diese Säulen mit Kohlenwasserstoff-Gemischen, Fettsäuremethylestern undn-Alkoholen unter isothermen Bedingungen oder bei programmierten Temperaturen getestet.

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Presented at the 8th International Microchemical Symposium, Graz, August 25–30, 1980.     

Diffuse reflection and polarization modulation FT-IR spectrometry of surface species

Summary Two techniques for measuring the infrared spectra of adsorbed species on surfaces of different types are described. Diffuse reflectance spectra of species adsorbed on powdered substrates with a high surface area can be measured with an exceptionally high signal-to-noise ratio. The technique is illustrated by the adsorption of carbon monoxide on rhodium supported on alumina at metal loadings between 0.1 and 10%. Some doubt is cast on previous band assignments for adsorbed CO molecules. Grazing incidence reflection-absorption spectrometry can be used to measure the spectra of molecules on flat metallic substrates of very low surface area. Attempts to develop a technique for observing the intermolecular vibration between the adsorbate and the substrate using a unique triple modulation approach are discussed.

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FT-IR-Spektrometrie mit diffuser Reflexions- und Polari-sations-Modulation von Adsorbaten an Oberflächen

Zusammenfassung Zwei Techniken zur Messung von Infrarot-Spektren von Adsorbaten verschiedener Art werden beschrieben. Diffuse Reflexionsspektren von Adsorbaten an pulverförmigen Substraten mit einer großen Oberfläche können mit einem außerordentlich großen Signal-zu-RauschVerhältnis gemessen werden. Als Beispiel dient die Adsorption von Kohlenstoffmonoxid an Rhodium auf Aluminiumoxid bei Metallgehalten von 0,1 bis 10%. Einige Zweifel an früheren Bandzuweisungen für adsorbierte CO-Moleküle werden geäußert. Reflexions-Absorptions-Spektrometrie mit streifendem Einfall kann zur Messung der Spektren von Molekülen an flachen metallischen Substraten mit sehr geringer Oberfläche benutzt werden. Versuche zur Entwicklung einer Technik für die Beobachtung der intermolekularen Schwingungen zwischen dem Adsorbaten und dem Substrat mittels einer einzigartigen Dreifach-Modulationstechnik werden diskutiert.

     

Die Fehlordnung des Natriumazides und deren Einfluß auf die thermische Zersetzung, 5. Mitt.: Primärprozesse der thermischen Zersetzung von Natriumazid

Zusammenfassung Elektronische Zustände des Natriumazides werden durch ein Energiebandmodell charakterisiert, dem mittlere spektroskopische Eigenschaften zugrunde liegen. Unter Verwendung von UV-Absorptionsspektren sowie der in der 2. Mitt. ber. Polarisationsund Gitterenergie kann mit Hilfe eines Kreisprozesses das Bandmodell vervollständigt werden. Ein Vergleich mit den elektronischen Daten der Natriumhalogenide ergibt, daß sich das NaN₃, wenn man von den feinstrukturellen Eigenschaften, die zur Zersetzung führen, absieht, natriumhalogenidähnlich verhält. Weiters werden Studien über elektronische Primärprozesse bei der thermischen Zersetzung mitgeteilt. Als geschwindigkeitsbestimmender Primärschritt wird ein Elektronentransfer von Azid-Ionen zu Elektronenfallen angenommen. Wie eine quantenmechanische Betrachtung gestörter Gitterpotentiale zeigt, ergeben kationische Fremdionen, anionische Leerstellen und Oberflächen Elektronenfallen, während kationische Leerstellen und anionische Fremdionen Streustellen für Elektronen und Excitonen darstellen. Auf der Basis eines Störzentrengases kann eine Geschwindigkeitsgleichung für den Primärschritt abgeleitet werden, die qualitativ durch Umsatz/Zeit-Kurven belegt wird. Diese wurden durch Registrierung der bei der Zersetzung entstehenden Stickstoff-Druck-Zunahme gewonnen. Durch Zersetzung von NaN₃-Präparaten mit verschiedenen Gitterfehlern wird gezeigt, daß mit steigendem Einbau von kationischen Fremdionen, anionischen Leerstellen sowie einer Vergrößerung der Oberfläche die autokatalytische Zersetzung beschleunigt und mit steigendem Einbau von anionische Fremdionen die Reaktion verzögert wird. In der Sprache der Festkörperchemie entspricht dies einer Variation der Keimbildungsperiode.

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Electronic states of sodium azide are characterized by an energy band model, based on mean spectroscopic properties. Using UV-absorption-spectra and the calculated polarization and lattice energies (see paper 2) the band model can be completed by means of a cyclic process. A comparison with the electronic data of sodium halogenides shows that sodium azide behaves similar neglecting the microstructural properties leading to the decomposition. Moreover, studies on electronic primary processes during thermal decompositions are reported on. An electron transfer from azide ions to electron traps is assumed to be a rate determining step. As shown by a quantum mechanical consideration of disturbed lattice potentials cationic impurities, anionic vacancies and surfaces give rise to electron traps, whereas cationic vacancies and anionic impurities represent defraction centers for electrons and excitons. Based on imperfections behaving like a gas a rate equation for the primary step can be derived, which is proved qualitatively by pressure/timecurves. By decomposing samples of sodium azides with various lattice defects it is shown that with increasing amounts of cationic impurities, anionic vacancies and an increase of the surface, the autocatalytic decomposition is accelerated, whereas with increasing amount of anionic impurities the reaction is slowed down. In decomposition chemistry this corresponds to a variation of the nucleiation period.

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Mit 9 Abbildungen     

Adsorption characteristics of polyvinylpyrrolidone at solid-liquid interface

Summary Adsorption studies of polyvinylpyrrolidone (PVP) on the surface of colloidal silicas, Aerosil 300 and Aerosil R-972 are reported. The adsorption isotherms of PVP at the hydrophilic silica/aqueous solution interface were greater than that at the hydrophobic silica R-972. The PVP adsorption shows that the amount adsorbed decreases with the concentration.The isotherms contain a minimum when water is used as the solvent. The minimum disappears when Na₂SO₄ 0.55 M is used as the solvent. The PVP adsorption behavior could be due to a different adsorption rate of the various molecular species of the fractions. The orientation of macromolecules adsorbed on the surface would depend on the polymer-solvent interaction in solution. The adsorption would be governed by the surface structural characteristics and would be a function of the molecular weight of the polymer depending on the macromoleculer orientation within the interface.

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Zusammenfassung Es wird über Adsorption von Polyvinylpyrrolidone (PVP) an der Oberfläche der Kieselgele Aerosil 300 and Aerosil R-972 berichtet. Die Adsorptionsisothermen von PVP auf der hydrophilen Kieselgel/Wasserlösungs-Grenzphase erwiesen sich als größer als die auf dem hydrophoben Kieselgel R-972. Die adsorbierte Menge nimmt mit der Konzentration ab. Die Isothermen zeigen ein Minimum, wenn Wasser als Lösungsmittel benutzt wird. Das Minimum verschwindet, wenn eine 0.55M wäßrige Natriumsulphat-Lösung verwendet wird. Das Adsorptionsverhalten des PVP könnte auf einer verschiedenen Adsorptionsgeschwindigkeit für die verschiedenen molekularen Spezies in den Fraktionen beruhen. Die Orientierung von den an der Oberfläche adsorbierten Makromolekülen würde von der Wechselwirkung zwischen Polymer und Lösungsmittel in der Lösung abhängen. Die Adsorption wurde von den strukturellen Eigenschaften der Oberfläche beherrscht werden und eine Funktion des Molekulargewichtes des Polymers sein, abhängig von der Orientierung der Makromoleküle in der Grenzphase.

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With 4 figures and 1 table     

Mikroanalytische Probleme bei der Weiterverarbeitung von Stahl

Zusammenfassung Bei den Verfahren zur Weiterverarbeitung und Oberflächenbehandlung von Stahl spielt die Güte der Oberfläche naturgemäß eine entscheidende Rolle. Das Studium von Reaktionen an Oberflächen, die Untersuchung von Oberflächeneffekten und die Aufklärung von Störungsursachen im Ablauf dieser Verfahrensschritte stellen neuere Aufgaben des in der Stahlindustrie tätigen Chemikers und Analytikers dar.An einigen Beispielen wird gezeigt, daß in vielen Fällen mit Hilfe von spektrographischen, röntgenfluoreszenzanalytischen und coulometrischen Verfahren bei entsprechender Arbeitstechnik derartige mikroanalytische Probleme gelöst werden können. Der Einsatz der Elektronenstrahl-Mikroanalyse ist wegen der hierbei an die Probenoberfläche zu stellenden Anforderungen nicht immer möglich. Durch die Anwendung der IR-Spektroskopie können oft zusätzliche Informationen gewonnen werden.

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Microanalytical problems in the steel industry

Summary For the procedures and surface treatment of steel the quality of the surface is always of great importance. The study of effects and reactions on surfaces and the clearing of causes of faults during these processes represent newer problems for the analytical chemist in the steel industry.In this paper some examples are given in order to demonstrate that such microanalytical problems can be solved in many cases by the use of spectrographic, X-ray fluorescence, and coulometric methods. The use of the electron microprobe is not always possible as to the requirements of the surface of the samples. By the application of IR spectroscopy it is possible to get in special cases additional information.

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Vortrag anläßlich des VI. Internationalen Symposiums für Mikrochemie, Graz, 7. bis 11. September 1970.

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An der Durchführung der Untersuehungen waren die Herren Dr.L. Schmitz, Dr.K. Ohls, Dr.W. Loose undIng. G. Becker beteiligt.     

Dämpfung von zylindrischen stehenden Kapillarwellen durch grenzflächenaktive Stoffe

Zusammenfassung Es werden die Methode der zylindrischen stehenden Wellen sowie der Einfluß von oberflächenaktiven Stoffen (lösliche und unlösliche Fettsäure und Triton X 100) auf die Dämpfung dieser Wellen beschrieben. Die experimentelle Untersuchung der tangentialen Bewegung der Oberfläche in Anwesenheit des Oberflächenfilmes bestätigt die Aussagen der hydrodynamischen Theorie der Dämpfung. Für die untersuchten Oberflächenfilme werden Oberflächendruck und dynamische Elastizität berechnet. Der Unterschied zwischen den ermittelten dynamischen Elastizitäten und den aus der Zustandsgleichung berechneten statischen Elastizitäten wird diskutiert.

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Summary The method of stationary cylindrical waves and the influence of surface-active materials (soluble and unsoluble fatty acid and Triton X 100) on the damping of these waves are described. The experimental investigation of the tangential motion of the surface in the presence of a surface film confirms the conclusions of the hydrodynamic theory of damping. The surface tension and the dynamic surface elasticity for the investigated surface films are calculated. The difference between the determined surface elasticity and the static elasticity calculated with the surface equation of state is discussed.

     

Methode zur Bestimmung von Spurenkonzentrationen in Luftproben durch heterogene Derivatisierungsreaktionen

Zusammenfassung Am Beispiel der Bestimmung kleiner HCl-Mengen wurden Kriterien und Methoden aufgezeigt, die für den Einsatz heterogener Systeme bei der Derivatisierung und für die Untersuchung heterogener Oberflächenreaktionen von Bedeutung sind. Diese Systeme sind von großem allgemeinem analytischem Interesse für Luftanalysen weil die Probenahme in einem Absorptionsrohr direkt mit der Umsetzung gekoppelt werden kann und gleichzeitig die Möglichkeit einer Speziesbestimmung gegeben ist.Bei der HCl-Analyse zeigte sich, daß im Unterschied zu anderen von uns entwickelten Methoden bei der Umsetzung von Metalloxiden mit HCl zu Oxidchloriden eine Vielzahl von Nebenreaktionen zu berücksichtigen ist, was den Einsatz dieser Meßmethode nur dann gestattet, wenn die Herstellung gleichmäßig stabiler und reproduzierbarer Oberflächen gewährleistet ist.Die Verflüchtigungsanalyse wurde mit dem System CrO₃/HCl in einer Kreislaufapparatur ausführlich untersucht. Die Temperaturund Reaktionsführung wurden optimiert und eine Gaspumpe für kleine Volumina und stark adsorbierende Medien entwickelt. Während bei radioaktiv markiertem⁵¹CrO₃ die Ausbeute der Reaktion durch Reduktion der Oberfläche gering blieb, konnte diese im inaktiven Versuch bis auf 73% gesteigert werden. Der Nachweis erfolgte durch Kopplung der Verflüchtigungsanalyse mit der AAS. Dazu wurde eine speziell konstruierte Graphitrohrküvette in die Kreislaufapparatur eingesetzt. Es konnten noch absolute Konzentrationen von 2–3 ng HCl umgesetzt und nachgewiesen werden. Auch bei Zugabe eines Überschusses von H₂O ist die Reaktion deutlich nachweisbar. Die Linearität des Nachweisverfahrens erstreckt sich über 5 Zehnerpotenzen.Der Wert dieser Untersuchung liegt nicht in der Ausarbeitung eines Verfahrens zur Bestimmung geringer HCl-Mengen, da wir inzwischen bessere Verfahren entwickelt haben. Wir sind jedoch der Auffassung, daß die grundsätzlichen Erkenntnisse einer heterogenen Umsetzung im Probenahmerohr sehr wichtig bei der Ausarbeitung ähnlicher analytischer Verfahren sind. Der Umsatz der zu bestimmenden Spezies mit einer festen stationären Phase in einem Adsorptionsrohr hat den Vorteil, daß Kontamination weitgehend ausgeschlossen werden kann, während es immer schwierig ist, reproduzierbare Oberflächen und damit reproduzierbare Reaktionen zu erzielen.

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Determination of traces in air samples by heterogenous derivatization

Summary The example of the determination of low concentrations of HC1 is used in order to demonstrate methods which apply derivatisation of a gaseous compound at a solid surface. These systems are of general interest for analyses of compounds in air.When metal oxides react with HC1 and form oxide chlorides, a great number of side reactions has to be taken into account. These reactions depend on the surface properties, so that one important point is the production of uniform reproducable surfaces. In the present investigation HCl reacts with CrO₃ and forms CrO₂Cl₂, which is volatile and can be separated by heating. The CrO₂Cl₂ is decomposed in a grahpite tube, which can be used for a direct determination in an atomic spectrophotometry. The limit of detection is 3 ng HCl.In principle this example shows that a derivatisation using a heterogenous reaction is quite complex and should only be used in favourable cases.

     

Critical concentrations of polymers in solutions according to measurements of the viscosity and specific surface area of aerogels resulting after sublimation of the solvent

Summary Critical concentrations of polystyrene and cyclolinear polyphenylsiloxane solutions corresponding to rising of structural networks have been determined by viscosity measurements and by measurements of specific surface of aerogels obtained by solvent sublimation. Theoretical and experimental values of critical concentrations coincide. Conditions for preparation of aerogels with developed surface by sublimation drying have been determined. Dependence of aerogel specific surface on polymer concentration in solutions shows distinct maximum at critical concentration found by viscosimetric method.

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Zusammenfassung Mit Viskositätsmessungen und mittels Bestimmung der spezifischen Oberfläche an Aerogelen, erhalten durch Sublimation des Lösungsmittels aus Lösungen Polymerer, wurde die Existenz einer kritischen Konzentration für Polystyrol und zyklisches lineares Polyphenylsiloxan festgestellt, hervorgerufen durch Aufbau struktureller Netzwerke.Theoretisch vorausgesagte und experimentell gefundene Werte für die kritischen Konzentrationen stimmen überein. Bedingungen für die Präparation von definierten Aerogelen mit durch Sublimationstrocknung erzielter Oberfläche wurden festgelegt. Die Abhängigkeit der spezifischen Oberflächen von Aerogel von der Polymerkonzentration in Lösung zeigt ein ausgeprägtes Maximum bei der kritischen Konzentration, die man aus den Viskositätsmessungen findet.

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With 19 figures and 3 tables     

Diffuse double layer interaction between two parallel plates with constant surface charge density in an electrolyte solution

Summary The double layer interaction between two parallel metallic plates with adsorbed surface charge of constant density in a symmetrical electrolyte solution is considered. Numerical calculations using the nonlinearPoisson-Boltzmann equation are made. Analytic expressions for the interaction are also obtained by using theDebye-Hückel approximation. The double layer interaction is found to be influenced by true charges induced on the plate surface due to electrostatic induction. This influence becomes important at small plate separations. It is also shown that the force and potential energy of interaction between metallic plates are small compared with those between insulating plates.

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Zusammenfassung Die Wechselwirkung der Doppelschichten zwischen zwei parallelen metallischen Platten mit der konstanten Dichte der adsorbierten Oberflächenladung in einer symmetrischen Elektrolytlösung wird betrachtet. Numerische Berechnungen werden mittels der nichtlinearenPoisson-Boltzmannschen Gleichung ausgeführt. Durch Benutzung der Debye-Hückel-Näherung werden auch analytische Ausdrücke für die Wechselwirkung gewonnen. Es zeigt sich, daß die Wechselwirkung der Doppelschichten von reellen Ladungen, die an der metallischen Oberfläche durch elektrostatische Induktion induziert werden, beeinflußt wird. Dieser Einfluß wird besonders wichtig für kleine Plattenabstände. Die Kraft und die potentielle Energie der Wechselwirkung zwischen metallischen Platten sind kleiner als die zwischen Isolierplatten.

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With 4 figures and 3 tables     

Bemerkungen zur Thermodynamik der Immersionsbenetzung von festen Adsorbentien

Zusammenfassung Es wird zur Thermodynamik der Immersionsbenetzung ein Formalismus dargelegt, der dem Umstand Rechnung trägt, daß im Fall von kolloidal dispergierten Adsorbentien infolge der Konstanz der spezifischen Oberfläche die Ausdehnung der Grenzfläche fest/flüssig nicht unabhängig, sondern nur zusammen mit der Adsorbensmenge verändert werden kann, und daß der Begriff der Oberflächenspannung in einem solchen System problematisch wird. Dementsprechend wird der Gebrauch des Begriffs der Oberflächenarbeit vermieden. Alle in den Formalismus eingehenden thermodynamischen Größen sind einer eindeutigen Berechnung aus experimentell meßbaren Daten zugänglich.

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Notes on the thermodynamics of immersion-wetting of solid adsorbents

A thermodynamic treatment of immersion-wetting is presented which takes into account the fact that, in the case of colloidally dispersed adsorbents, owing to the constancy of the specific surface the extent of the solid/liquid interface is not independent of, but can only alter together with the amount of adsorbent, and that the concept of surface tension in such a system is problematic. Use of the term surface work is accordingly avoided. All thermodynamic quantities made use of in the treatment are derivable by unambiguous calculation from experimental data.

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Herrn Prof. Dr.H. Nowotny gewidmet.     

Zusammenhänge zwischen dem Sedimentationsverhalten und der Oberflächenladung von Leuchtstoffpulvern in Wasser

Zusammenfassung Anhand von Modellsuspensionen wurden die Zusammenhänge zwischen der Oberflächenladung von Leuchtstoffpulvern und ihrer Dispergierbarkeit mit Hilfe der Sedimentationsanalyse aufgezeigt. Definierte Oberflächenladungen werden durch Adsorption von kation- und anionaktiven Tensiden an der Leuchtstoffoberfläche erzeugt. Es zeigt sich, daß gemäß der Theorie sowohl bei hohen positiven als auch negativen Oberflächenladungen wegen starker abstoßenderCoulomb-Kräfte die Dispergierung gut ist. Aggregation tritt vor allem im Bereich geringer positiver Oberflächenladungen auf. Aus den Daten der Sedimentationsanalyse werden nachGarner Aggregationskonstanten und Haftenergien berechnet und diskutiert. Die Untersuchung dieser Zusammenhänge ist von Bedeutung für die Verarbeitbarkeit von Leuchtstoffen bei der Farbbildröhrenherstellung.

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Summary With the aid of model suspensions the correlations are shown between the surface charge of phosphor powders and the dispersibility of the latter by means of the sedimentation analysis.Defined surface charges are produced by adsorption of cation-active and anion-active tensides on the phosphor surface. It becomes evident that — in accordance with the theory — the dispersing is satisfactory both with high positive and negative surface charges because of strongCoulombian repulsions. Aggregation occurs above all in the region with low positive surface charges. From the data of the sedimentation analysis, equilibrium constants of aggregation and adhesive energies are calculated and discussed in accordance withGarner. The inquiry into these correlations is of importance with regard to the processability of phosphors used for the colour tube production.

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Vorgetragen auf der 25. Hauptversammlung der Kolloid-Gesellschaft am 13–15.10.1971 in München.     

Analysis of copolymer surfaces by surface reactions and XPS

Summary The adsorption of polar groups at the polymer melt/mould interface is detected by chemical analysis. Vinyl alcohol groups and vinyl acetate groups (after hydrolysis) react with heptafluoro-butanoic acid chloride to attach a fluorine-containing molecular group to the surface. By measuring fluorine and other elements with XPS the surface composition is determined. On a gold substrate vinyl alcohol groups are adsorbed in a copolymer of vinyl chloride, vinyl acetate and vinyl alcohol. If a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer is compression moulded against gold, the polymer surface energy is increased by adsorption of vinyl acetate groups. Subsequent relaxation, after removal of the substrate, leads to slow desorption of vinyl acetate groups. At the interface of the vinyl chloride-vinyl acetate copolymer with nickel or aluminium the polymer is oxidized.

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Zusammenfassung Die Adsorption von polaren Gruppen an der Polymerschmelze/Substrat — Grenzfläche wird chemisch analysiert. Vinylalkohol- und Vinylazetatgruppen in Oberflächen von Copolymeren reagieren (nach Hydrolyse) mit Heptafluorbuttersäurechlorid. Mit XPS (X-ray-Photoelectron-Spectroscopy) messen wir die Fluormenge, um die Oberflächenzusammensetzung zu bestimmen. In PVC/Ac/Alc Copolymerem adsorbieren Vinylalkoholgruppen an ein Goldsubstrat. Die Zunahme der Oberflächenenergie von PVC/Ac durch Schmelzen auf einer Goldoberfläche und die spätere Relaxation, werden verursacht durch Adsorption und Desorption von Vinylazetateinheiten. Bei Gebrauch von Nickel oder Aluminium wird die Polymeroberfläche oxydiert.

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With 3 tables     

Gas-Adsorptions-Chromatographie mit aktivem Chrom (III)-oxid

Zusammenfassung Die Anwendung gaschromatographischer Methoden auf die Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff an der Oberfläche von aktivem Chrom(III)-oxid ermöglicht die getrennte Durchführung von zwei Teilreaktionen:Beladung des Chromoxids mit Wasserstoff durch aktivierte Adsorption, Umsetzung des adsorbierten Wasserstoffs mit Sauerstoff.Die Menge des über 150°C an Chromoxid adsorbierten Wasserstoffs kann bei 37°C durch gaschromatographische Titration mit Sauerstoff bestimmt werden. Das dabei gebildete Wasser wird vom Chromoxid festgehalten.Mit Chromoxidsäulen, die über 150°C mit Wasserstoff beladen wurden, können bei 37 °C Sauerstoffhaltige Gasgemische analysiert werden. In den Chromatogrammen tritt Sauerstoff nicht in Erscheinung. Beispiel: Sauerstoff-Stickstoff-Argon-Helium in wechselnden Mengenverhältnissen.Gaschromatographisch wurde auch die Reaktion von Äthylen mit dem an Chromoxid adsorbierten Wasserstoff verfolgt.

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Summary By application of gas chromatographic methods to the reaction of hydrogen with oxygen on the surface of active chromium(III) oxide the following two reactions can be carried out separately: loading of chromium(III) oxide with hydrogen by activated adsorption and reaction of the adsorbed hydrogen with oxygen. The quantity of hydrogen adsorbed on chromium(III) oxide above 150°C can be determined at 37°C by gas chromatographic titration with oxygen. The water formed thereby is retained by the chromium(III) oxide. By help of chromium(III) oxide columns, loaded with hydrogen above 150°C, oxygen containing gas mixtures can be analysed at 37°C. In the chromatograms oxygen does not appear (example: oxygen-nitrogen-argon-helium in changing ratios). The reaction of ethylene with hydrogen adsorbed on chromium(III) oxide was also examined by gas chromatography.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Bad Godesberg und der Fa. Röhm & Haas GmbH., Darmstadt.     

Zur Kinetik der Grenzflächenaktivität

Zusammenfassung Bei den meisten praktischen Benetzungsvorgängen findet gleichzeitig eine Änderung der Grenzfläche flüssiggasförmig statt. Daher spielt auch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit neben den Grenzflächenenergien fest-gasförmig und fest-flüssig eine Rolle; diese kann in gewissen Fällen dominierend sein. Bei verdünnten Netzmittellösungen bewirkt eine Vergrößerung der Oberfläche eine vorübergehende Verminderung der Oberflächenkonzentration und damit eine Zunahme der Oberflächenspannung. Bei einer Verkleinerung der Oberfläche ist es umgekehrt. Zur Erzielung einer großen Benetzungsgeschwindigkeit ist es günstig, wenn diese dynamischen Änderungen der Oberflächenspannung möglichst klein sind.Es wird ein Verfahren zur Messung der dynamischen Veränderlichkeit der Oberflächenspannung beschrieben, das auf dem Unterschied der Oberflächenspannungen an den beiden Menisken eines in einer Kapillare sich bewegenden Flüssigkeitsfadens beruht. Messungen mit einer Reihe von technischen Netzmitteln ergaben, daß die mit ihnen gemessenen Textilnetzzeiten mit der dynamischen Veränderlichkeit der Oberflächenspannung parallel gehen.Weitere Versuche befaßten sich mit Beziehungen zwischen der dynamischen Veränderlichkeit der Oberflächenspannung und dem Diffusionskoeffizienten des Netzmittels. Es wurde der zeitliche Verlauf der Bewegung eines unter konstantem Druck in einer Kapillare unter Benetzung der Wand zurückweichenden Flüssigkeitsmeniskus gemessen. Nimmt man an, daß hierbei die freie Diffusion geschwindigkeitsbestimmend ist, so erhält man aus den Versuchen Werte für den Diffusionskoeffizienten, die um rund eine Zehnerpotenz zu klein sind. Es wird daraus geschlossen, daß die Netzmittelmoleküle beim Übergang aus dem Innern an die Oberfläche der Lösung eine irgendwie geartete Hemmung, sei es eine elektrische Potentialschwelle oder eine sterische Hinderung, zu überwinden haben.     

Die Oxydation von Blei in Wasser bei Gegenwart von atmosphärischem Sauerstoff, 2. Mitt.

Zusammenfassung Der zeitliche Verlauf der Oxydation von granuliertem Blei ist unregelmäßig, weil sich dessen Oberfläche während der Reaktion nicht konstant vermindert. Die Reaktion verläuft an der Luft mit und ohne CO₂ mit gleicher Geschwindigkeit, weil auch an der Luft nur eine Mischung von Bleioxyd und Hydroxydcarbonat entsteht. Auf die geometrische Oberfläche bezogen, hat die Oxydationsgeschwindigkeit unter den beschriebenen Bedingungen eine Größenordnung von 0,6 g/dm²h. Auch die Abhängigkeit der oxydierten Bleimenge vom Partialdruck des Sauerstoffes (0,00–0,21) wurde bestimmt. Die Bleikonzentration hat in breitem Intervall praktisch keinen Einfluß. Der Lichteinfluß ist positiv, auf die Reaktion in der Dunkelheit bezogen, ist die oxydierte Bleimenge 1,2mal höher. Die Bedingungen für die Herstellung von tetragonalem Bleioxyd, dessen Bildung über das rhombische Bleioxyd verläuft, werden wiedergegeben.Mit 3 Abbildungen     

Microspot chemische Analyse mittels kombinierter hochaufgel?ster AES und XPS

Summary Üblicherweise wird Auger-Elektronenspektroskopie als eine Methode zur Elementanalyse der Oberflächen betrachtet, wobei in wenigen Fällen (C, Al, Si, u.a.) chemische Informationen geliefert werden. Hochaufgelöste Spektren im direkten Mode zeigen jedoch, daß die chemische Verschiebung meistens größer bei den Augerlinien als bei den Photolinien ist. Dies heißt, daß AES wie XPS eine chemische Information enthält, die trotz der breiteren Peaks erreicht werden sollte.Diese Betrachtung ist von Interesse, falls chemische Informationen im Mikrometerbereich gesucht werden. In den besten Fällen kann eine Fläche Ø > 0,1 mm mit XPS analysiert werden, da die Röntgenstrahlen schlecht fokussierbar sind. Unter gleichen Bedingungen (Energieauflösung, Nachweisgrenze) können viel kleinere Bereiche mit AES analysiert werden (Ø < 1 m). Für die Bestimmung der Bindungszustände mit AES benutzt man die Fingerprintmethode und den Vergleich zwischen elektronen- und photoneninduzierten Augerlinien.Als Beispiel wird diese Methode auf GaAs-Schichten angewandt. Während des Wachstums der Schicht mittels Molecular Beam Epitaxy (MBE), können unter gewissen Bedingungen Flecken auftreten, deren Durchmesser kleiner als 20 m ist. Die Oberfläche wurde mittels XPS und AES analysiert (AlK Anode, 10 kV Rasterelektronenkanone, Mac 2 Spektrometer). Werden XPS- sowie AES-Spektren mit denselben Spektrometerparametern gefahren, so sind die photonen- und elektroneninduzierten Augerlinien direkt vergleichbar.Nach Oxidation der Oberfläche sind die Ga L₃MM (1 065,5 eV) und As L₃MM (1 224,3 eV) Augerpeaks in zwei Komponenten (Oxid + Metall) aufgespalten. Das Oxid/Metall-Verhältnis bleibt ungefähr konstant, wenn die Röntgenquelle eine Fläche mit 3 mm Ø erfaßt oder der Elektronenstrahl über eine fleckfreie Fläche von 10 × 10 m² gerastert wird. Wird aber der Strahl auf einem Fleck gerastert, dann sind die Oxid/Metall-Verhältnisse drastisch verändert. Es wurde nachgeprüft, daß keine Beschädigung der Probe durch den Elektronenstrahl entstanden ist.Dieses Beispiel zeigt, wie hochaufgelöste AES mit XPS kombiniert werden kann, um chemische Informationen im Mikrometerbereich zu liefern.

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Microspot chemical analysis using combined high resolution AES and XPS

     

Voltammetrisches Verhalten von Gold an einer Dithizon-modifizierten Kohlepasteelektrode

Zusammenfassung Gold(III) kann aus salzsaurer Lösung an der Oberfläche einer mit Dithizon chemisch modifizierten Kohlepasteelektrode vorkonzentriert werden. Das elektrochemische Verhalten des gebildeten Dithizonates wird mittels Cyclovoltammetrie (CV) und kathodischer differentieller Pulsvoltammetrie (CDPV) untersucht. Die Anwendbarkeit der letzteren für analytische Zwecke wird überprüft, und die Beziehungen zwischen den methodischen Parametern werden studiert. Für Konzentrationen von 10 bis 1000 ppb Au liegt Linearität zwischen Peakstrom und Goldkonzentration vor. Der Einfluß anderer saurer Dithizonatbildner wird ebenfalls untersucht.

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Voltammetric behaviour of gold at a dithizone-modified carbon-paste electrode

Summary Gold(III) can be preconcentrated from hydrochloric solution on the surface of a carbon paste electrode which has been chemically modified with dithizone. The electrochemical behaviour of the dithizonate formed is investigated by cyclovoltammetry (CV) and cathodic differential pulse voltammetry (CDPV). The applicability of the latter method for analytical purposes is checked, and the relations between the methodical parameters are studied. For concentrations from 10 to 1000 ppb Au linearity exists between peak current and gold concentration. The influence of other ions forming dithizonates in acidic medium is also investigated.