Untersuchungen zur Bestimmung der Elastizität von Adsorptionsschichten löslicher grenzflächenaktiver Stoffe

Abstract Für die Bestimmung der Oberflächenelastizitäten der Adsorptionsschichten löslicher grenzflächenaktiver Stoffe wurde ein Verfahren entwickelt, dessen Prinzip darauf beruht, eine kleine Luftblase in einer Lösung eines grenzflächenaktiven Stoffes in Abhängigkeit von der Frequenz zu Radialschwingungen definierter Amplitude zu erregen. Die Anwesenheit der Adsorptionsschicht in der Grenzfläche ruft einen zusätzlichen Druckeffekt hervor, der der Änderung des Drucks entgegengerichtet ist. Aus der Lösung der Schwingungsgleichung. die das System beschreibt, läßt sich durch Vergleich mit den gemessenen Amplituden die Oberflächenelastizität bestimmen. In den Berechnungen wird der Diffusionsaustausch zwischen der Grenzfläche und der Volumenphase während der Deformation der Grenzfläche unberücksichtigt gelassen. Solange diese Voraussetzung tatsächlich gegeben ist, erhält man reine “austauschlose” Oberflächenelastizitäten. Spielt die Diffusion jedoch eine nicht mehr zu vernachlässigende Rolle, so resultieren – hier als “effektiv” gekennzeichnete – Elastizitätswerte, die nur im Zusammenhang mit dem konkreten physikalischen Modell und einem begrenzten Frequenzintervall von Bedeutung sind. Die Untersuchungen wurden mit wäßrigen Lösungen verschiedener n ‐Alkansäuren (Hexan‐, Octan‐ und Decansäure in 0,07 n HCl), n ‐Alkylsulfate (Decyl‐, Dodecyl‐ und Tetradecylsulfat in rein wäßriger und 0,1 n NaCl‐Lösung) und Polyäthylenglykolmono‐ n ‐dodecyläther (Penta‐ und Heptaäther in rein wäßriger und in 0,1 n NaCl‐Lösung) durchgeführt. Die Ergebnisse lassen sich in drei Gruppen zusammenfassen, die sich durch abwesenden bzw. unterschiedlich starken Diffusionsaustausch zwischen Grenzfläche und Volumenphase auszeichnen, der sich in der Neigung der Elastizitäts‐Konzentrations‐Isothermen zu erkennen gibt. Das hier beschriebene Verfahren besitzt gegenüber dem der Dämpfung von Kapillarwellen den Vorteil einfacherer und schnellerer Auswertbarkeit.