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Vermessung poröser Materialien - Bei welchem Überdruck dringt Quecksilber in die Poren ein?

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Formal Metadata

Title
Vermessung poröser Materialien - Bei welchem Überdruck dringt Quecksilber in die Poren ein?
Subtitle
Übungsaufgabe 23
Title of Series
Part Number
Ü 23
Number of Parts
75
Author
Contributors
License
CC Attribution - NonCommercial 3.0 Germany:
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Identifiers
Publisher
Release Date
Language
Production Year2013
Production PlaceJülich

Content Metadata

Subject Area
Genre
Keywords
Mercury (element)MoleculePharmaceutical drugWerkstoffMaterials scienceOreMercury (element)PorePascal (unit)Surface sciencePressureNuclear poreRiver deltaMeeting/Interview
Eine Möglichkeit, die Porengröße eines porösen Materials zu ermitteln, ist die Quecksilberporosimetrie. Man bringt dazu das poröse Material, etwa den Werkstoff oder das Arzneimittel in einen evakuierten Raum, bringt es in Kontakt mit Quecksilber und erhöht den Druck, schaut nach, bei welchem Druck das Quecksilber in die Poren eindringen kann.
Quecksilber benetzt nicht, es benötigt also einen Überdruck um seine Oberfläche zu krümmen. Eine gewisse Krümmung ist notwendig, damit das Quecksilber in die Poren hineinströmen kann.
Wir können die Gleichung von Yang und der Blass verwenden, die den Krümmungsdruck mit dem Krümmungsradius der Quecksilberoberfläche korreliert, wenn wir diese Gleichung, die für kugelförmige Oberflächen gilt, nach dem Krümmungsradius auflösen.
0,48 Nm für die Urteilentspannung von Quecksilber und 5 Millionen Pascal für den Überdruck einsetzen, erhalten wir ein Krümmungsradius der Oberfläche von 1,92 mal 10 hoch minus 7 Meter, also 0,19 Mikrometer. Das ist der Krümmungsradius der Quecksilberoberfläche.
Die Poren selber sind etwas kleiner. Diese beiden Radien sind über Cosinus des Kontaktwinkels verknüpft. Wenn wir den Kapillarradius ausrechnen, erhalten wir mit dem Cosinus von 140 Grad ein Kapillarradius von 0,147 Mikrometer.