Versuche zur Hydrolyse der Siloxan-Bindungen an Siliciumdioxid-Oberflächen

Zusammenfassung Am Beispiel des Aerosils wurde die Ver?nderung der Oberfl?che des Siliciumdioxids bei der Entwicklung verschiedener hydrolytischer Agentien untersucht. Die Oberfl?che des Aerosils enthielt ursprünglich neben Silanolgruppen in erheblichem Umfang Siloxangruppen. Mit kaltem Wasser, mit ammoniakalischer Brenzkatechin-L?sung und bei kürzerer Einwirkung von siedendem Wasser wurde eine teilweise Hydrolyse der Siloxan-Bindungen erreicht, doch, wurden nie mehr als 3.3 Silanolgruppen pro 100 ?² erhalten. Nach l?ngerer Einwirkung von siedendem Wasser wurde eine Abnahme der spez. Oberfl?che und der Zahl der Silanolgruppen pro Fl?cheneinheit beobachtet. Im Elektronenmikroskop zeigten die Teilchen dieser Aerosile Hüllen geringerer Dichte aus feinporigem Siliciumdioxid. Infolge der extrem engen Poren wurde ein erheblicher Teil der Oberfl?che und der Silanolgruppen bei den Messungen nicht erfa?t. Konz. Ammoniak und in geringerem Ma?e auch lange Lagerung an der Atmosph?re hatten ?hnliche Wirkung. überhitzter Wasserdampf katalysierte bei 200° die Abspaltung von Wasser aus Silanolgruppen. Die Pr?parate verloren dabei mehr Wasser als bei gleicher Temperatur im Hochvakuum. Die Ergebnisse und die Mechanismen der Ver?nderungen werden diskutiert.

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Summary The influence of various agents on the surface of Aerosil, a fine particle size silicia was studied. Originally, siloxane as well as silanol groups were present in the Aerosil surface. Partial hydrolysis of the siloxane bonds was achieved with cold water, ammoniacal pyrocatechol solution and after shorter contact with boiling water. The number of silanol groups per 100 ?² never exceeded 3.3. On prolonged action of boiling water a significant decrease of the surface area and of the number of silanol groups was observed. Electron microphotographs show that the particles became coated by a layer of less dense porous silicia. As a result of the extremely narrow pores part of the surface and of the silanol groups escaped detection. Ammonia and, to a lesser extent, prolonged storing at atmospheric conditions had similar effects. At 200 °C the condensation of silanol groups to siloxane bonds was catalyzed by superheated steam as evidenced by a greater loss of silanol groups than in a high vacuum at the same temperature. The results and the mechanisms of the changes in the silica surface are discussed.

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Herrn Prof.U. Hofmann zum 60. Geburtstag gewidmet.

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Herrn Prof. Dr.U. Hofmann sind wir für stete F?rderung und gro?zügige Unterstützung unserer Arbeiten zu gro?em Dank verpflichtet. Dem Fonds der Chemie und dem Landesgewerbeamt des Landes Baden-Württemberg danken wir für finanzielle Unterstützung.     

Heating in a stream of oxidizing or reducing gas for the qualitative analysis of inorganic substances

Summary Observation of the phenomena resulting from heating a substance first in air and then in hydrogen is recommended for the preliminary examination of small specimens of inorganic matter. It may permit immediate identification of simple compounds of the heavy metals. Reduction by heating in hydrogen is also recommended for the investigation of acid insoluble residues.

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Zusammenfassung Das Verhalten beim Erhitzen in Luft und dann in einer Wasserstoff-atmosphäre eignet sich für die Vorprüfung kleiner Mengen anorganischer Substanz. In einzelnen Fällen können einfache Verbindungen der Schwermetalle daran erkannt werden. Die Reduktion durch Erhitzen in einer Wasserstoffatmosphäre empfiehlt sich ferner für die Untersuchung säureunlöslicher Rückstände.

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Résumé L'observation du phénomène résultant du chauffage d'une substance dans l'air puis dans l'hydrogène est recommandée comme examen préliminaire de petits échantillons minéraux. Elle peut permettre l'identification immédiate de composés simples des métaux lourds. La réduction par chauffage dans l'hydrogène est également recommandée pour l'examen de résidus insolubles dans les acides.

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Dedicated to Prof.Hans Lieb on occasion of his 70th birthday.     

Thermal fluctuations in high-temperature superconductors

The effect of fluctuations and anisotropy on the transition from the normal to the superconducting state are studied. Neglecting magnetic fluctuations, which is justified as long as the Ginzburg-Landau parameter 1, the critical behavior belongs to thexy-universality class including superfluid helium. Since (t)=₀ t ^2/3, wheret=1-T/T _c , upon approachingT _c further, the intrinsic fluctuating magnetic field might change the nature of the transition. Concentrating on thexy-regime, we derive with the aid of the helicity modulus a universal relation betweenT _c and the amplitudes of the phase correlation length and penetration depth. We also extend the universal critical point amplitude relations to the case of superconductors with uniaxial mass anisotropy. Our analysis of recent specific heat and excess dc conductivity measurement suggest that for both static and dynamic properties three-dimensional critical behavior has been observed. The -like specific heat singularity points to criticalxy-behavior. Further evidence is provided in terms of the universal amplitude relations, providing estimates for the amplitudes of the correlation lengths for the magnitude and phase of the order parameter and the London penetration depth. We find remarkable agreement with experiment and the correlation volume is comparable to that in superfluid helium.     

Konduktometrische Bestimmung kleiner Bleimengen

Zusammenfassung Kleine Bleimengen (0,2–0,005 mg Pb in 50 bzw. 20 ml Lösung) lassen sich konduktometrisch mit H₂S-Wasser als Maßflüssigkeit zuverlässig bestimmen. Die Sicherheit der Titration wird besonders von folgenden, experimentell geprüften Faktoren beeinflußt: Verhältnis von Gas- und Flüssigkeitsvolumen im Vorratsgefäß der H₂S-Lösung, Temperaturkonstanz der Maß- und Analysenlösung, Verhältnis der Normalität von Maßlösung und Bleilösung, p_H-Wert sowie Art und Behandlung des destillierten Wassers. Der Einfluß dieser und aller anderen, die Genauigkeit der Methode bedingenden Faktoren wird an Hand experimenteller Daten erörtert. Bei Berücksichtigung aller Fehlerquellen können Pb-Mengen über 0,02 mg mit einem Fehler von ± 2%, Mengen von 0,005 mg noch mit etwa ± 10% bestimmt werden.     

Fluorescence studies and semiempirical calculations on alkali ion indicators

Two newly synthesized cryptands act as sensitive Na⁺- and K⁺-selective indicators for cation concentrations above 20 M. The fluorescence properties change markedly upon cation binding. In addition, the free ligands exhibit a pronounced sensitivity to pH, which is considerably lower for the cation complexes. Time resolved fluorescence is characterized by a decay time of about 5 ns that is attributed to the diprotonated protolytic state of the uncomplexed ligands. Semiempirical calculations show the systematic influence of the nitrogen lone pairs or the N–H bond on the stability of the system. The cause of the strong fluorescence intensity increase observed upon protonation of the fluorescent cryptands may be attributed to an increase in the S₁–T _x energy gap as a consequence of bridgehead nitrogen protonation.This is a peer-reviewed conference proceeding article from the Third Conference on Methods and Applications of Fluorescence Spectroscopy, Prague, Czech Republic, October 18–21, 1993.     

Quantitative Elektronenstrahlmikroanalyse und Zyklotronresonanzmessungen an Wismut-Antimon (Bi1−xSbx)

For the investigation of the electronic properties of bismuth-antimony single crystals the analysis of their chemical composition is important. For this te Electron Microprobe Analysis is a suitable method. In general the quantitative Elektron Microprobe Analysis requires to take into account various influences. This is possible by correcting calculations on the basis of theoretical models. For the reproducibility and the comparability of analytical results information is necessary on conditions of measurement and on theoretical corrections. In this paper an investigation is made, under which conditions in the analysis of bismuth-rich bismuth-antimony alloys the correction can be neglected. The successful utilization of the Electron Microprobe Analysis for the investigation of the dependence of the band structure of Bi_1−xSb_x on the antimony concentration x is shown by the example of the measurements of cyclotron resonance.     

Zur quantitativen Auswertung von Mikro-Autoradiogrammen mit dem Densitron

Die vorliegende Arbeit beschāftigt sich mit der Answertung von Autoradiogrammen inhomogen markierter mikroskopischer Strukturen am Densitron. Dazu fertigten wir von herkömmlichen Stripping-Filmen (z. B. ORW O K 106) Mikro-Stufengraukeile an und bestimmten die Schwärzung S_ijeder Stufe photometrisch. Graukeile geeigneten Schwärzungsumfangs dienten dann zur Einstellung der Farbtrigger des Densitrons, so daß sich die bei dieser Einstellung gemessenen Farbflächen F_i des jeweiligen Objektes bestimmten Schwärzungswerten zuordnen ließen.

Als Modellobjekte verwendelen wir erstens Autoradiogramme von ³H-Thymidin-markierten Tumorzellen. Vergleichsmessungen an unterschiedlich lange exponierten, sonst aber identischen Präparaten ergaben eine gute Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse. Als zweites Testobjekt dienlen Autoradiogramme einer nur schwach markierten Struktur im Gehirn von Fröschen. Die an diesem Grenzfall erhaltenen Ergebnisse werden mit Meßwerten verglichen, die vom gleichen Objekt mittels Scanning-Photometrie an einem. Mikroskop-Photometer SMP 01 (OPTON, Oberkoches, BRD) gewonnen wurden.     

Lanthanide Identity Governs Guest-Induced Dimerization in LnIII[15-MC N(L-pheHA)-5])3+ Metallacrowns

Series of lanthanide-containing metallic coordination complexes are frequently presented as structurally analogous, due to the similar chemical and coordinative properties of the lanthanides. In the case of chiral (Ln^III[15-MC _N(L-pheHA)-5])³⁺ metallacrowns (MCs), which are well established supramolecular hosts, the formation of dimers templated by a dicarboxylate guest (muconate) in solution of neutral pH is herein shown to have a unique dependence on the identity of the MC's central lanthanide. Calorimetric data and nuclear magnetic resonance diffusion studies demonstrate that MCs containing larger or smaller lanthanides as the central metal only form monomeric host-guest complexes whereas analogues with intermediate lanthanides (for example, Eu, Gd, Dy) participate in formation of dimeric host-guest-host compartments. The driving force for the dimerization event across the series is thought to be a competition between formation of highly stable MCs (larger lanthanides) and optimally linked bridging guests (smaller lanthanides).