Aufgabe 2 Erläutern Sie den Matijevic-Mechanismus zur Bildung einheitlicher Partikel durch Fällung. (10 Punkte)

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1 Klausur Aufgabe 1 Erläutern Sie die Ihnen bekannten Methoden zur Herstellung a) einer feinteiligen Suspension b) eine feinteilige Emulsion Erläutern Sie dabei auch aus welchen Gründen sich die meisten Methoden nur für a) oder b) eignen. Aufgabe 2 Erläutern Sie den Matijevic-Mechanismus zur Bildung einheitlicher Partikel durch Fällung. Aufgabe 3 Erläutern Sie warum Scherströmung zur Erzeugung einer feinteiligen Emulsion weniger effektiv ist, als Dehnströmung. Erläutern Sie, warum ein Turrax nicht nur Scher- sondern auch Dehnströmung erzeugt. Aufgabe 4 Erläutern Sie das Verfahren einer Emulsionspolymerisation. Erörtern Sie den Zusammenhang zwischen eingesetzter Menge an Emulgator, eingesetzter Menge an Monomer und der erzielten Partikelgröße. Erläutern Sie zusätzlich was man unter einer emulgatorfreien Emulsionspolymerisation versteht. Aufgabe 5 Leiten Sie die Kinetik einer Aggregation von Teilchen unterschiedlichen Durchmesser nach Smoluchowski her. Aufgabe 6 Nennen und beschreiben Sie die Vorgänge, die eine Dispersion destabilisieren und Gegenmaßnahmen gegen diese Vorgänge. Aufgabe 7 Bei der Zubereitung einer feinteiligen Dispersion von Zinkoxyd in Wasser mittels einer Sievermühle wurde beobachtet, dass die Zugabe von Natriumhydroxyd die Stabilität der erzeugten Dispersion erhöht. Erklären Sie diese Beobachtung. (5 Punkte) Aufgabe 8 Warum ist es vorteilhaft, Partikel, die man voneinander getrennt halten möchte, mit gequollenen Polymerketten und mit geladenen Gruppen zu versehen? Aufgabe 9 Zur Erzeugung von feinteiligen Dispersionen wird häufig eine alkoholische Lösung eines wasserunlöslichen Wirkstoffes mit Wasser vermischt und aus der entstehenden Dispersion innerhalb weniger Minuten nach dem Mischen der Alkohol abgezogen. Begründen Sie diese Verfahrensweise. (5 Punkte

2 Klausur Aufgabe 1 Benenn Sie die unterschiedlichen Arten von Dispersionen abhängig vom Aggregatzustand der kontinuierlichen und der dispersen Phase. Aufgabe 2 Welche Möglichkeiten haben Sie eine feinteilige Dispersion herzustellen: a) feste Partikel in einem flüssigen Dispersionsmittel b) flüssige tropfen in einem Flüssigen Dispersionsmittel geben Sie bitte an, welch der aufgelisteten Methoden jeweils die feinsten Partikel erzeugt und warum Aufgabe 3 Unter welchen Bedingungen bilden sich bei einer instabilen Dispersion 'Flocken' die sich sehr leicht wieder dispergieren lassen? Aufgabe 4 Erklären Sie das Modell der Bildung einer eng verteilten Dispersion nach La- Mer. Aufgabe 5 Leiten Sie die Kinetik einer Aggregation von Teilchen unterschiedlichen Durchmesser nach Smoluchowski her. Aufgabe 6 Nennen und beschreiben Sie die Vorgänge, die eine Dispersion destabilisieren und Gegenmaßnahmen gegen diese Vorgänge. Aufgabe 7 Zeigen Sie auf, dass Keimbildung ein aktivierter Prozess ist und welche Größe ein Keim mindestens besitzen muss um weiter zu wachsen. Aufgabe 8 Was verstehen wir unter 'depletion forces'.

3 Klausur Aufgabe 9 Erklären Sie den Begriff "Spaltdruck". Aufgabe10 Warum ist es vorteilhaft, Partikel, die man voneinander getrennt halten möchte, mit gequollenen Polymerketten und mit geladenen Gruppen zu versehen?

4 Klausur am Aufgabe 1 a) Erklären Sie den Begriff Raleigh Instabilität und auf welche Ursachen er zurückgeht. b) Unter welcher Bedingung könnte eine Kugel einer Raleigh Instabilität unterliegen? Aufgabe 2 Welche Methoden sind besonders gut und welche weniger gut geeignet um möglichst fein verteilte Dispersionen zu erzeugen? Unterscheiden Sie hierbei zwischen Emulsionen und Suspensionen und begründen Sie Ihre Entscheidungen. Aufgabe 3 Erklären Sie das Modell der Bildung einer eng verteilten Dispersion nach LaMer. Aufgabe 4 Leiten Sie die Kinetik einer Aggregation von Teilchen unterschiedlichen Durchmesser nach Smoluchowski her. Aufgabe 5 Nennen und beschreiben Sie die Vorgänge, die eine Dispersion destabilisieren und Gegenmaßnahmen gegen diese Vorgänge. Aufgabe 6 Warum muss man beim Zerkleinern eines Feststoffes in einer Kugelmühle i.d.r. Tenside zugeben Aufgabe 7 Beim Dispergieren von Substanzen ist es oft hilfreich mehr als eine Art von Tensid zuzugeben. Erklären Sie warum dies so ist. Aufgabe 8 Erklären Sie die Wirkungsweise eines Hochdruckhomogenisators Aufgabe 9 Welche Möglichkeiten gibt es, eine Monodisperse Emulsion herzustellen? Aufgabe 10 Erklären Sie den Begriff "Spaltdruck".

5 Klausur am Aufgabe11 Warum ist es vorteilhaft Partikel, die man voneinander getrennt halten möchte, mit gequollenen Polymerketten bzw. mit Ladungen zu versehen? Aufgabe 12 Die Wechselwirkungsenergien zwischen einzelnen Dipolen fallen umgekehrt proportional zum Abstand zur sechsten Potenz. Die Wechselwirkungsenergie zwischen zwei planparallelen Oberflächen umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes. Gibt es einen Zusammenhang zwischen diesen beiden Beziehungen und wenn ja, erläutern Sie ihn bitte.

6 Aufgaben zur Sammelklausur im Diplomstudiengang zur Vorlesung Grenzflächenchemie II 2006: 1) Nennen und beschreiben Sie kurz die wichtigsten Mechanismen, die zu einer Destabilisierung einer Dispersion führen. 2) Nennen und beschreiben Sie kurz die wichtigsten Prinzipien mit denen wir die Agregation von Partikeln verhindern können. 3) a: In einer Dispersion kleiner Teilchen wachsen bei geringfügiger Löslichkeit der dispergierten Substanz in dem flüssigen Dispersionsmittel aufgrund von Ostwaldreifung die großen Teilchen auf Kosten der kleinen Teilchen. b:betrachten wir nun den umgekehrten Fall: ein poröser Feststoff ist gefüllt mit einer Flüssigkeit in der er geringfügig löslich ist, die Poren sind miteinander verbunden. Wachsen in diesem Fall die kleinen Poren auf Kosten der großen Poren? Begründen Sie Ihre Entscheidungen 2007: 1) Welche Möglichkeiten haben Sie eine feinteilige Dispersion herzustellen; a: feste Partikel in einem flüssigen Dispersionsmittel und b: flüssige tropfen in einem Flüssigen Dispersionsmittel. Geben Sie bitte an, welch der aufgelisteten Methoden jeweils die feinsten partikel erzeugt und warum 2) Was versteht man wir unter der Raleigh-Iinstabilität? Ist der unter einer Raleigh-Instabilität ablaufende Prozess ein spinodaler (nicht thermisch aktivierter) oder binodaler (thermisch aktivierter) Prozess. Begründen Sie bitte Ihre Entscheidung. 3) Nennen und erläutern Sie die vier wichtigsten Mechanismen der Destabilisierung einer Dispersion und mögliche Gegenmaßnahmen. 4) a: Die Wechselwirkungsenergien zwischen einzelnen Dipolen fallen umgekehrt proportional zum Abstand zur sechsten Potenz. Die Wechselwirkungsenergie zwischen zwei planparallelen Oberflächen umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes. Gibt es einen Zusammenhang zwischen diesen beiden Beziehungen und wenn ja, erläutern Sie ihn bitte. B: Bitte erläutern Sie den Begriff 'Spaltdruck'. c: Was verstehen wir unter der 'Retardation' der Dispersionskräfte? 2008: 1) Erklären Sie die Begriffe "Exzesskonzentration" und "dividing surface. 2) Wie können Sie die Exzesskonzentration eines Tensides aus thermodynamischen Daten ermitteln? 3) Was verstehen wir unter einer "kritischen Mizellkonzentration" und unter der "Krafft- Temperatur", wie können Sie die kritische Mizellkonzentration experimentaell bestimmen?

7 4) Was verstehen wir unter der Stern-Schicht und unter der diffusen Schicht der Gegenionen zu einer geladenen Oberfläche. Skizzieren Sie den Verlauf der Konzentration der Gegenionen, des elektrischen Feldes und des elektrischen Potentials in einem Spalt zwischen zwei geladenen Oberflächen, die durch einen Flüssigkeit mit hoher dielektrischer Konstante getrennt sind. 5) Warum ist es besonders vorteilhaft, Oberflächen gleichzeitig mit gequollenen Polymerketten und mit Ladungen zu versehen, um sie voneinander getrennt zu halten? ) a: Erklären Sie warum es zur Erzeugung einer feinteiligen Emulsion besser ist, eine Dehnströmung einzusetzen, als eine turbulente Strömung. B: Nennen Sie drei effektive Vorrichtungen zur Erzeugung einer feinteiligen Emulsion mittels einer Dehnströmung und erklären Sie deren Funktionsweisen. 2) a: Beim Erzeugen einer feinteiligen Suspension durch Mahlen in einer Kugelmühle ist es in der Regel notwendig Tensid zuzusetzen. Erklären Sie warum. B: Meist werden beim Erzeugen von Suspensionen nicht ein einzelnes Tensid, sondern Tensidmischungen eingesetzt. Erklären Sie warum. 3) a: Bei der Ostwaldreifung vergröbert sich kontinuierlich die Teilchengröße einer Suspension oder Emulsion. Erklären Sie die der Ostwaldreifung zugrunde liegenden Prinzipien, welche Gegenmaßnahmen man gegen Ostwaldreifung ergreifen kann und warum diese wirken. B: Tritt auch Ostwaldreifung auf, wenn man anstelle einer feinteiligen Suspension einen porösen Körper hat, der aus dem gleichen Material besteht, aus dem die Teilchen der unter a) genannten Suspension bestehen und dessen Poren mit der gleichen Flüssigkeit gefüllt sind die in Teil a) das Dispersionsmittel bildete? Wenn ja, werden in diesem Falle durch Ostwaldreifung die Poren beständig kleiner oder größer? Begründen Sie Ihre Entscheidung. 4) Warum ist es besonders vorteilhaft, Partikel, die man voneinander getrennt halten möchte, gleichzeitig mit gequollenen Polymerketten und mit Ladungen zu versehen? ) a: Erklären Sie den Begriff Raleigh Instabilität und auf welche Ursachen er zurückgeht. B: Unter welcher Bedingung könnte eine Kugel einer Raleigh Instabilität unterliegen? 2) Welche Methoden sind besonders gut und welche weniger gut geeignet um möglichst fein verteilte Dispersionen zu erzeugen? Unterscheiden Sie hierbei zwischen Emulsionen Suspensionen und begründen Sie Ihre Entscheidungen 3) Erklären Sie das Modell der Bildung einer eng verteilten Dispersion nach LaMer 4) Leiten Sie die Kinetik einer Aggregation von Teilchen unterschiedlichen Durchmesser nach Smoluchowski her. 5) Nennen und beschreiben Sie die Vorgänge, die eine Dispersion destabilisieren und Gegenmaßnahmen gegen diese Vorgänge.

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