Grenzflächenphänomene - Praktikum Physikalische Chemie - page 85

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Abb. 2.11 Prinzipskizze
des PCD 02 zur Messung
des Strömungspotenzials
(Fa. Mütek, Bedienungs-
anleitung PCD 02)

5

v M

6

2

-

4 Hz

3

1

Grundsätzlich laufen Strömungspotenzialmessungen so ab, dass die Festkörper-
teilchen zu einem Diaphragma verdichtet werden, in welchem dann eine mit ei-
ner konstanten Geschwindigkeit strömende Flüssigkeit einen Druckabfall erfährt.
Die Flüssigkeitsbewegung führt zum Abscheren eines Teils der elektrochemischen
Doppelschicht, wodurch eine Potenzialdifferenz erzeugt wird, die über Messelek-
troden abgegriffen wird. Die Potenzialdifferenz steht in direktem Zusammenhang
zur Druckdifferenz innerhalb des Diaphragmas.
Im PCD 02 (Abb. 2.11 ) wird das ursprüngliche Messprinzip etwas abgewan-
delt. Kernstück des PCD 02 ist eine zylindrische PTFE-Messzelle (1) mit einge-
passtem PTFE-Verdrängerkolben (2). Wird in die Messzelle eine wässrige Lösung
eingebracht, adsorbieren höhermolekulare dissoziierbare Moleküle bzw. Teilchen
(z. B. kolloiddisperser Natur) durch Van-der-Waals-Kräfte an der Kunststoffober-
fläche des Probengefäßes. Die ladungstragenden adsorbierten Teilchen (die Ladung
kommt entweder durch die Dissoziation höhermolekularer Moleküle oder durch die
Oberflächenladung von kolloiddispersen Teilchen zustande) besitzen um sich im
lösungsseitigen Teil der elektrochemischen Doppelschicht die entsprechende An-
zahl an relativ frei beweglichen Gegenionen. Diese Ladungswolke wird durch die
einsetzende Kolbenbewegung - der Kolben wird durch einen Synchronmotor (4)
mit einer Frequenz von 4Hz bewegt - einmal nach oben, dann nach unten ver-
zerrt, d. h. zum Teil abgeschert. Es wird eine Potenzialdifferenz induziert, die als
Strömungspotenzial von den im oberen und unteren Bereich der Messzelle befind-
lichen Goldelektroden (3) abgegriffen, über die Messelektronik (5) verstärkt und
am Display (6) angezeigt wird. Die Hauptinformation liegt dabei in der Polarität
des Strömungspotenzials.