Bestimmung von Gleichgewichtskonzentrationen an akustisch levitierten flüssigen Mehrkomponentengemischen

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In jüngsten Veröffentlichungen konnten wir zeigen, dass mit der Ramanspektroskopie Konzentrationen in der Flüssig- und Dampfphase von binären Gemischen mit vergleichbaren Genauigkeiten bestimmt werden können wie mit konventionellen Verfahren. Nach Einstellung des Gleichgewichtes werden die Konzentrationen ohne Probennahme in wenigen Sekunden vermessen. Das Einstellen des Gleichgewichtes selbst kann sich, je nach Stoffsystem, trotz Rühren über einen längeren Zeitraum (Stunden, Tage etc.) erstrecken. In diesem Projekt soll die Zeit zur Bestimmung der Gleichgewichtskonzentrationen und die notwendigen Stoffmengen dadurch wesentlich reduziert werden, dass die Messungen an sehr kleinen Stoffmengen durchgeführt werden. Die Flüssigphase wird als Tropfen mit einem typischen Durchmesser von 1mm in den Autoklaven eingebracht und dort akustisch levitiert. Die Konzentrationen in der Flüssig- und Gasphase werden ramanspektroskopisch bestimmt. Da der Tropfen frei von Kontakten zu festen Oberflächen ist, sind Störungen des Gleichgewichtes durch Wandeinflüsse und Fehler bei der Größenbestimmung durch Meniskusbildung auszuschließen. Auch Störungen der Ramanspektren durch Lichtstreuung an der Wand werden dadurch vermieden. Die Konzentrationen können durch kontrollierte Zugabe von Mikrotropfen verändert werden. Durch das kleine Flüssigkeitsvolumen und das sehr große Verhältnis der Oberfläche zum Volumen stellt sich die Gleichgewichtskonzentration schnell ein, Die Einstellung des Gleichgewichtes wird aus der Konstanz der Größe des levitierten Tropfens und der Konzentrationen bestimmt. In diesem Projekt sollen die Grenzen und Möglichkeiten dieses Konzeptes erforscht werden.