Lepidoide IV Farbstoffadsorption und Bildung definierter lepidoider Farbstoffsilikate

Abstract

Die bei verschiedenem pH gemessenen Isothermen des Austausches von H-Ionen der lepidoiden Kieselsaure (OH)6 gegen Methylenblauionen (Mb) sind S-formig. Die B-Punkte der Isothermen, als Funktion von pH in ein Koordinatensystem eingetragen, ergeben eine Kurve mit zwei charakteristischen Richtungsanderungen: von pH 6–8, 5 verlauft sie zunachst geradlinig aufwarts geneigt, bei pH 9–9, 3 geht sie in eine steile Gerade und bei pH 9, 8 in die Waagrechte uber. Jeder Punkt der ganzen Kurve entspricht einer Absattigung der Kieselsaureoberflache mit einer einmolekularen Schicht von Mb. Die Anzahl der in den verschiedenen Punkten angelagerten Mb ist eine Funktion des Dissoziationsgrades der Kieselsaure. Aus der Anzahl der Mb und der bekannten Oberflache der Kieselsaure, welche die SiOH-Gruppen tragt (4, 21 · 105 m2/Mol), berechnet sich der Flachenbedarf eines Mb. Beim Maximalwert des Ionenaustausches (pH 9, 8) betragt dieser Flachenbedarf 26, 2 A2: Alle Mb stehen hochkant in dichtester zweidimensionaler Packung auf der Kieselsaureoberflache. Die Formel dieses Methylenblau-Silikates ist (OH)3,33 (OMb)2,67 · Die molare Oberflache des Mb betragt 1, 58 · 105 m2. Mit abnehmendem pH sinkt die Menge der Mb, ihr Flachenbedarf nimmt zu. In dem bei pH 9 vorliegenden Mb-Silikat (OH)5,07 (OMb)0,93 stehen die Mb langskant in dichtester Packung auf der Kieselsaureoberflache. Der Flachenbedarf eines Mb betragt in diesem Falle 75 A2, die molare Oberflache des Mb 4, 53 · 105 m2. In beiden Mb-Silikaten ist die ursprungliche Kieselsaureoberflache in eine einheitliche organische Oberflache bekannter Grose ubergefuhrt, deren chemischer Charakter durch die die Oberflachen bildenden Gruppen bestimmt ist. In analoger Weise ist der H-Ionenaustausch durch Rhodamin an Kieselsaure untersucht worden, mit dem Ergebnis eines Rhodaminsilikates (OH)5,33 (ORh)0,67, in welchem die Rh-Molekule dicht gepackt mit ihrer Langsseite auf der Kieselsaureoberflache stehen. Die molare Oberflache des Rh in dieser Anordnung betragt 6,1 · 105 m2.