Über quasikristalline Strukturen bei der Flockung von Montmorilloniten und die Ausbildung diffuser Ionendoppelschichten in Nitrobenzol

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird am Beispiel der Na-Montmorillonite die Struktur zwischen plättchenförmigen Kolloidteilchen im peptisierten und geflockten Zustand untersucht. Im peptisierten Zustand mit Abständen > 30 Å zwischen den Schichten werden diffuse Ionendoppelschichten ausgebildet. Bei kleinen Schichtabständen geht diese Anordnung dagegen in eine quasikristalline Struktur mit zwei oder vier Wasserschichten zwischen den Silicatschichten über, die durch eine höhere Ordnung der Kationen und Wassermoleküle gekennzeichnet ist (Schichtsolvate). Mit diesem Übergang ist eine Änderung in der elektrostatischen Wechselwirkungsenergie verbunden. Bei diffusen Ionendoppelschichten ist sie positiv (Abstoßung), im quasikristallinen Bereich dagegen negativ (Anziehung).Im zweiten Teil der Arbeit wird der Einfluß strukturbestimmter Größen auf die Abstände zwischen den Silicatschichten am Beispiel von Schichtsilicaten mit organischen Gegenionen (N-n-Alkylpyridiniumionen) unter organischen Dispersionsflüssigkeiten (Methanol und Nitrobenzol) diskutiert. Bei Zimmertemperatur bilden sich unter Methanol und Nitrobenzol quasikristalline Strukturen aus. Bei höherer Temperatur können mit Nitrobenzol bei bestimmten Bedingungen auch diffuse Ionendoppelschichten ausgebildet werden.

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Summary With Na-Montmorillonites as examples the structure of the interlayer space between flat colloidal particles are discussed for the stable and the flocculated sol. In stable sols with interlayer distances > 30 Å the gegen ions form diffuse ionic double layers. With smaller distances the cations and water molecules arrange themselves to a quasicrystalline structure with two or four water layers between the silicate sheets. This rearrangement is connected with a change in the electrostatic interaction energy, which is positive (=repulsion) for diffuse ionic double layers and negative (=attraction) for the quasicrystalline structure.In the second part of the paper structural effects are discussed in case of layer silicates with organic gegen ions (N-n-Alkylpyridinium-ions) and organic liquids (methanol, nitrobenzene). At room temperature the Alkylpyridinium beidellites under methanol or nitrobenzene have quasicrystalline structures. Under nitrobenzene, however, diffuse ionic double layers can be formed at higher temperatures.

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

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Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Gewährung von Personal- und Sachmitteln.