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Image de cristallisation du chlorure cuivrique et structure chimique de l’additif

Jean-Georges Barth
Elemente der Naturwissenschaft 66, 1997, S. 16-42 | DOI: 10.18756/edn.66.16
Article | Sprache: French | €6.00
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Zusammenfassung:

Welche Bedeutung hat die chemische Struktur einer organischen Substanz bei der Entstehung einer Kupferchlorid-Kristallisation? Dieser Frage wird anhand von Untersuchungen mit Zusätzen von Stoffen mit bekannter chemischer Struktur (Derivate von Carboxylsäuren, natürliche und synthetische Polymere sowie Proteine) nachgegangen. Es lassen sich zwar Beziehungen zwischen bestimmten chemischen Eigenschaften der Zusätze und der Gestaltungsart der Kristallisationsbilder erkennen. Damit ist jedoch noch nicht erklärt, wie die Bilder insgesamt zustandekommen. Die wichtigsten Ergebnisse sind in den folgenden Punkten zusammengefaßt: 1) Stark polare funktionelle Gruppen wie die Carboxyl- und Sulfonylgruppe wirken sich vor allem auf die Gestalt der «Textur», die Aminogruppe dagegen mehr auf die «Struktur» aus. Dieses Ergebnis ist insofern zu relativieren, als diese Effekte konzentrationsabhängig sind. 2) Die wenig polaren funktionellen Gruppen wie die Alkohol- und die Mercaptangruppe verstärken den Einfluß des Zusatzes auf die Kristallisation. 3) Die Art des Monomers, das ein homogenes Polymer bildet, oder die Art der Primärstruktur eines Proteins scheinen einen wichtigen Einfluß auf die Gestaltdifferenzierung der Kristallisation zu haben. 4) Die dreidimensionale Struktur eines Stoffes könnte eine wichtige Rolle spielen bei der Gestaltung einer Kristallisation, wie vergleichende Experimente mit verschiedenen Glykanen zeigen: Glykane mit kurzen Verzweigungen an jeder dritten bis fünften Glucoseeinheit der Hauptkette geben ganz andere Bilder als solche mit einem Zusatz von Glykanen, die sehr kurze oder lange Verzweigungen an jeder 20. bis 33. Glucose-Einheit der Hauptkette aufweisen. Die Arbeit zeigt im weiteren, daß keine Beziehung zwischen dem Molekulargewicht des Zusatzes und dem Kristallisationsbild besteht; daß der pH—Wert der Mischung (Salz mit Zusatz) keinen Einfluß auf die Ausgestaltung der Kristallisation hat; und daß bei eiweißhaltigen Zusätzen keine vorgeformte Eiweißmatrix beobachtet werden konnte, welche das Kristallisationsbild nach abgeschlossener Kristallisation sichtbar machen würde. Die Beeinflussung des Kristallwachstums durch den Zusatz läßt sich nicht monokausal erklären. Wir haben es hier wohl mit einer komplexen Wechselwirkung zwischen dem Salz und dem Zusatz beim Übergang von der flüssigen in die feste Phase zu tun. Dabei spielen die kolloidalen Eigenschaften der Mischlösung, die hydrophilen Eigenschaften des Zusatzes und die Größenverteilung der Substanzpartikel in der Suspension der Mischlösung eine wichtige Rolle.
 

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