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Mechanische Verfahrenstechnik - Verfahren zur Oberflächenmessung

Kursangebot | Mechanische Verfahrenstechnik | Verfahren zur Oberflächenmessung

Mechanische Verfahrenstechnik

Verfahren zur Oberflächenmessung

Auch wenn man es im ersten Moment vielleicht nicht vermuten würde, so ist die Oberfläche von dispersen Stoffen an vielen chemischen und physikalisch-chemischen Vorgängen beteiligt. Vorgänge bei denen die Oberfläche eine besondere Bedeutung besitzt sind:

  • Verbrennung
  • Katalyse
  • Trocknung
  • und viele weitere.

Varianten der Oberflächenmessung

Für unsere weitere Betrachtung sind gerade zwei Varianten der Oberflächenmessung von Bedeutung:

Messung der äußeren Oberfläche: Bei dieser Variante wird auf eine Berücksichtigung von Rauigkeiten und eventuell vorliegenden Poren bei der Berechnung verzichtet.

Messung der inneren Oberfläche: Hier erfolgt eine annähernd gesamtheitliche Betrachtung der Oberfläche inkl. Poren und Rauigkeiten. Bei dieser Messung muss aber beachtet werden, dass die Berechnung nur die Poren und Rauigkeiten berücksichtigt, die nach dem verwendeten Messverfahren auch erfasst werden können.

Verfahren zur Untersuchung der Partikeloberfläche

In der Mechanischen Verfahrenstechnik haben sich besonders drei Verfahren etabliert, wenn es um die Betrachtung der Oberfläche von Partikeln geht.

Wir unterscheiden:

Gasadsorptionsverfahren:

Da Moleküle eines Messgases (Inertgas) infolge der Physisorption an der Oberfläche des dispersen Partikels gebunden werden, kann diese physikalische Eigenschaft zur Oberflächenmessung genutzt werden. Wir können also die Menge des Gases bestimmen, die am Feststoff adsorbiert wird. Besonders vorteilhaft ist, dass die innere Oberfläche inkl. Poren mit erfasst wird.
In der Literatur wird besonders die Adsorptionsisotherme nach Brunauer, Emmet und Teller als Kenngröße angeführt. Man spricht in diesem Zusammenhang bei der bestimmen Oberfläche auch von der BET-Oberfläche.

Fotometrische Verfahren:

Das Funktionsprinzip entspricht weitestgehend der fotometrischen Extinktion (Partikelgrößenanalyse). Licht und die auftretende Schwächung der Lichtintensität eines parallelen Lichtstrahls erlauben eine Bestimmung der äußeren Partikeloberfläche.

Durchströmungsverfahren:

Werden Partikel einer Durchströmung unterzogen, so entsteht ein Widerstand an den Partikeln, der der Durchströmung entgegenwirkt und folglich einen Druckabfall erzeugt. Letzterer kann dann als Maß für die Oberflächenbestimmung genutzt werden. Kennt man die Porosität der Partikel und den Strömungswiderstand, so lässt sich daraus eine Maßzahl (Blaine-Zahl) ableiten, die die Oberfläche und auch die