Eine semiempirische Gleichung zur Beschreibung des Lösungsmitteleinflusses auf Statik und Kinetik chemischer Reaktionen. Teil I

A model has been developed for calculating the enthalpy, entropy and free energy change associated with the creation of cavities in a liquid the size of which corresponds to the volume occupied by a solvent molecule. The molar enthalpy change H _cav equals the molar enthalpy of vaporization of the liquid, the free energy change G _cav is given by G _cav=–RT ln (V _m ·p _eq /RT) (V _m =molar volume,p _eq =equilibrium vapor pressure) and is related to the standard free energy of vaporization. This relationship provides an estimate of the free energy of cavity formation required to accomodate a substrate in the liquid. It has been shown, that the free energy of solvation of a substrate can be dissected into different contributions accounting for (1) the concentration dependence of partial molar free energy quantities, (2) the formation of holes in the solvent, (3) the existence of specific, short range solute-solvent interactions and (4) the dielectric polarization of the medium. Application of this concept leads to an equation of the general form G ^S –G ^R =a(DN ^S –DN ^R )+b(AN ^S –AN ^R )+c(G _vp ^oS –G _vp ^oR ), where G represents the free energy of reaction or activation,DN the donor number,AN the acceptor number and G _vp ^o the standard free energy of vaporization of a solventS and a reference solventR, resp.

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Mit 3 Abbildungen     

Untersuchung der Temperaturabhängigkeit derg ik -Tensoren von Polyäthyleneinkristallen

Zusammenfassung Es wurden die Kristallitgröße und die Änderungen der parakristallinen Gitterstörungen aus den Linienbreiten des Röntgenweitwinkeldiagramms von lösungskristallisiertem linearem Polyäthylen bei den Temperaturen 15°K, 73°K, 173°K und Zimmertemperatur bestimmt. Es wurde eine Zunahme der Gitterstörungen mit fallender Temperatur gefunden.

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Summary The crystallite size and the paracrystalline distortions in polyethylene single crystals were evaluated by the measurement of the linewidth in the X-ray wide angle diagram at four different temperatures (15°K, 73°K, 173°K and 297°K). An increase of the lattice distortions with decreasing temperature was found.

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Mit 3 Abbildungen

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Vorgetragen auf der Arbeitssitzung des Fachausschusses Physik der Hochpolymeren in der Frühjahrstagung 1970 des Regionalverbandes Hessen-Mittelrhein-Saar der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Darmstadt, 10.–13. März 1970.     

Die Schmelzdiagramme der Systeme CsN3/Zn(N3)2 und KN3/Zn(N3)2

The phase diagrams of the systems CsN₃/Zn(N₃)₂ and KN₃/Zn(N₃)₂ have been obtained employing the microscopic technique ofL. Kofler andA. Kofler. Within the system CsN₃/Zn(N₃)₂ three eutectics at 148°C, 142°C, and 210°C were found. Besides Cs₂Zn(N₃)₄, melting incongruently in the interval 153°C to 170°C, there exist two further compounds of the most probable composition Cs₃Zn₂(N₃)₇ and CsZn₂(N₃)₅, melting congruently at 170°C and 210°C, resp. In the system KN₃/Zn(N₃)₂ there exist two eutectics at 203°C and 172°C and two compounds, one of them, i.e. K₂Zn(N₃)₄, melting congruently at 206°C, the other one, with composition KZn₃(N₃)₇ or KZn₄(N₃)₉, melting incongruently at 210°C.

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Mit 8 Abbildungen

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Herrn Professor Dr.Heribert Grubitsch zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Über einige Eigenschaften von Zinkphosphiten mit Berücksichtigung ihrer Wasserstoffbrückenbindung

Zinc phosphites ZnPHO₃·2.5 H₂O, Zn₂H₂P₃H₃O₉·H₂O, Zn₃H₄P₅H₅O₁₅·1.5 H₂O, ZnH₂H₂P₂H₂O₆ have been studied at higher temperatures and by X-rays and molecular spectroscopy. Hydrates ZnPHO₃·2.5 H₂O and Zn₂H₂P₃H₃O₉·H₂O, when heated, yield an anhydrous salt. Thermal decomposition of dihydrogen triorthophosphite and tetrahydrogen pentaorthophosphite leads, before oxidation of the anion, to a mixture of zinc phosphite ZnPHO₃ and dihydrogen diorthophosphite ZnH₂P₂H₂O₆ and then after loss of water of constitution dihydrogen diorthophosphite converts to zinc diphosphite ZnP₂H₂O₅. The results of the thermal decomposition study were confirmed by X-ray investigation. Anhydrous zinc dihydrogen triorthophosphite Zn₂H₂P₃H₃O₉ and zinc diphosphite ZnP₂H₂O₅ were hitherto unknown. Infrared spectra confirmed the existence of hydrogen bonding in all the phosphites studied and in the case of zinc phosphite ZnPHO₃·2.5 H₂O exhibited a symmetry decrease of the anion PHO₃ ^2– from the point group C_3v to C_s. In the crystal lattice of ZnPHO₃·2.5 H₂O hydrogen bonding by water molecules participates, with polyorthophosphites hydrogen bonding shares in the production of anions and in the case of their hydrates there is in addition hydrogen bonding by water molecules.

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Mit 3 Abbildungen     

Hydroxybromierung und Methoxybromierung von (Z)-Cycloocten

In addition totrans-2-bromocyclooctanol andtrans-1,2-dibromocyclooctane,cis-4-bromocyclooctanol,cis-1,4-dibromocyclooctane,trans-1,4-dibromocyclooctane, and (Z)-5-bromocyclooctene are obtained, when (Z)-cyclooctene is treated with N-bromosuccinimide in the presence of water. Similarly the methoxybromination of (Z)-cyclooctene gives transanular products.     

Interaction of dextran sulfates with positively and negatively charged silver bromide hydrosols

Summary The effects of dextran sulfates of different molecular weights and charge densities on the stability of positively and negatively charged silver bromide solsin statu nascendi have been studied by means of light scattering.The plots of scattering intensities of a positively charged sol against the concentration of the added dextran sulfates show one pronounced maximum, the position which is independent on the molecular weight of the polyelectrolyte used. The maximum shifts to lower polyion concentrations with dilution of the sol.The effect of polyanions on the stability of silver bromide sols of the same sign of charge were investigated as a function of molecular weight of the polymers, the sol concentration, the charge and the concentration of counterions, and the addition of methanol. Destabilization only occurred if sufficient amount of indifferent electrolyte was present in the system. However, the concentration of counterions necessary to produce a flocculation maximum was lower in the presence of the polyelectrolytes than in their absence. The results obtained were compared with the data on sols containing nonionic dextrans reported earlier.

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Zusammenfassung Der Einfluß der Dextransulfate von verschiedenen Molekulargewichten und Ladungsdichten auf die Stabilität der positiv und negativ geladenen Silberbromid-Solein statu nascendi wurden durch Lichtstreuung untersucht. Wenn die Intensitäten der Lichtstreuung eines positiv geladenen Silberbromid-Sols gegen die Konzentration der zugesetzten DextranSulfate aufgetragen werden, tritt ein ausgeprägtes Maximum auf, dessen Lage von dem Molekulargewicht des angewandten Polyelektrolyten unabhängig ist. Bei Verdünnung des Sols wird das Maximum zur niedrigeren Konzentration des Polyanions verschoben.Der Einfluß der Polyanionen auf die Stabilität der Silberbromid-Sole mit gleichem Ladungsvorzeichen wurde in Abhängigkeit von dem Molekulargewicht des zugesetzten Dextransulfats, der Solkonzentration, der Ladung und Konzentration der Gegenionen und dem Zusatz von Methylalkohol untersucht. Destabilisierung wird nur in Anwesenheit einer genügenden Menge von Neutralelektrolyten in den untersuchten Systemen beobachtet. Die Konzentration der Gegenionen, die ein Flockungsmaximum verursachen, ist immer niedriger als die kritische Koagulationsmenge derselben Ionen für das gleiche Sol in Abwesenheit von Makroionen. Die Resultate wurden mit den Wechselwirkungen der Silberbromid-Sole mit nichtionogenen Dextranen verglichen, und der Mechanismus der Flockung durch Polyelektrolyte wurde diskutiert.

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5 figures and 1 table

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Supported by the NSF Grant GP 42331 X.

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A part of the Ph.D. Thesis by David Lindsay.     

Vernetzung und Abbau von Polyäthylenterephthalat durch Elektronenbestrahlung

Zusammenfassung PÄT-Folien wurden in Luft, Stickstoff und Vakuum bei 20 °C mit 1 MeV-Elektronen bestrahlt. Untersucht wurden Löslichkeit und Viskosität von Proben, die unmittelbar nach der Bestrahlung gelöst wurden.In allen untersuchten Fällen trat bei hohen Bestrahlungsdosen ein unlöslicher, d. h. vernetzter Anteil auf, dessen Ausbildung jedoch durch in den Proben enthaltene Feuchtigkeit verzögert werden kann. Bei niedrigen Bestrahlungsdosen bewirkt Feuchtigkeit einen Abbau des Polymeren, wie durch Viskositätsmessungen gezeigt wird.Aus den Gel-Messungen wurde derp ₀/q ₀-Wert für Bestrahlung in Luft, Stickstoff und Vakuum zu 1,05 bestimmt.Die Änderung des Gel-Anteils bei Lagerung der Proben zwischen Bestrahlung und Lösung wird diskutiert.

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Summary Polyethyleneterephthalate samples were irradiated in air, nitrogen and vacuum at 20 °C with 1 MeV electrons. The solubility of the samples and the viscosity of the solutions were studied immediately after irradiation. At high doses an insoluble crosslinked part was always observed. Crosslinking was delayed by moisture in the samples. At low irradiation doses moisture causes chain scission as shown by viscosity measurements. The ratiop ₀/q ₀ of degradation to crosslinking in the case of irradiation in air, nitrogen and vacuum was found by gel measurements to be 1.05. The insoluble gel-part changes with increasing storage time of the samples between irradiation and solution.

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Herrn Diplom-PhysikerH. Fischer sei an dieser Stelle für wertvolle Anregungen und Diskussionen besonders gedankt.     

Viskoelastische Eigenschaften von Polyisobutylenen in verdünnten Lösungen

Zusammenfassung Die Speicher- und VerlustmodulnG undG verdünnter Lösungen (2–4%) dreier Isobutylenpolymerisate mit den Molekulargewichten 0,63, 1,29 und 11×10⁵ wurden in der Apparatur vonBirnboim undFerry über einen Frequenzbereich von 0,4–400 Hz und einen Temperaturbereich von –17,5 bis 25,0° bestimmt. Für die scharf fraktionierten Polymerisate von niederem Molekulargewicht ergab die Frequenzabhängigkeit der Moduln eine ausgezeichnete Übereinstimmung mit der Theorie vonZimm. Die aus den experimentell erhaltenen Kurven ermittelten Molekulargewichte und größten Relaxationszeiten waren von der erwarteten Größenordnung. Für das Polymerisat mit höherem Molekulargewicht entsprach die Frequenzabhängigkeit vonG undG – _s jedoch der Theorie vonRouse. Der Einfluß der hydrodynamischen Wechselwirkung in der Bewegung der Knäuelsegmente, in welchem der Unterschied zwischen den beiden Theorien besteht, erscheint als von der Größe des Molekulargewichts abhängig.

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Summary The storage and loss moduliG andG of dilute (2–4%) solutions of three polyisobutylenes of molecular weight 0.63, 1.29, and 11×10⁵ were determined in the apparatus ofBirnboim andFerry over a frequency range of 0.4 to 400 cps, and a temperature range of –17.0 to 25.0°. The sharply fractionated polymers of low molecular weight showed a frequency dependence in excellent agreement with the theory ofZimm. The experimentally determined molecular weights and terminal relaxation times were of the expected order of magnitude. The frequency dependence of the polymer of highest molecular weight, however, conformed more closely to the theory ofRouse. The influence of the hydrodynamic interaction on the motion of the coil segments, which constitutes the difference in the two theories, appears to depend on the magnitude of the molecular weight.

     

Further explorations on bridged 1,2,4-trioxanes

Three new bicyclo[3.2.1]-type 1,2,4-trioxanes have been designed and synthesized. One of them demonstrates better tolerance of the intramolecular hemiketals to steric crowding in hydroperoxidation. The other represents a prototype for possible manipulation of the transient radicals generated in cleavage reactions. A new substitution pattern in the bridged system is explored through synthesis of the third molecule. The configurations of all stereogenic centers in the bridged system can be effectively controlled by the chirality of the allyl alcohol as illustrated by the enantioselective synthesis of the fourth molecule. Finally, similar bicyclo[3.3.1]-type 1,2,4-trioxanes are shown very difficult to be synthesized because of the involvement of a conformer with two substituents at axial positions at the same time.     

Spektrophotometrische Bestimmung von L-Askorbinsäure mit 2,2',5,5'-Tetra-(4-nitrophenyl)-3,3'-(3,3'-dimethoxy-4, 4'-biphenyl)-ditetrazoliumchlorid (TNBT)

Zusammenfassung Die Optimalbedingungen für die spektrophotometrische Bestimmung der L-Askorbinsäure mit TNBT wurden ermittelt. Die L-As-korbinsäure wurde in Anwesenheit eines 100fachen Überschusses folgender Stoffe bestimmt: Glukose, Fruktose, Saccharose, Wein-, Zitronen-, Oxal-, Äpfel- und Bernsteinsäure. 0,5g/ml ist die minimale Askorbinsäurekonzentration, die sich bestimmen läßt. Die rel. Standardabweichung beträgt 2,1%, der rel. Fehler 0,875%.

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Spectrophotometric assay of L. ascorbic acid with 2,2,5,5-tetra-(4-nitro-phenyl)-3, 3-(3,3-dimethoxy-4,4-biphenyl)-ditetrazolium chloride (TNBT)

Summary The optimal conditions for spectrophotometric assay of L-ascorbic acid with TNBT were determined. L-ascorbic acid was assayed in the presence of a 100 fold excess of the following substances: glucose, fructose, sucrose, tartaric acid, citric acid, oxalic acid, malic acid and succinic acid. 0.5g/ml is the minimum concentration of ascorbic acid which can be assayed. The relative standard deviation is 2.1%, the relative error 0.875%.