Messen des Stoffübergangs durch die Phasengrenze zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten zum Berechnen des Strukturvektors

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Der Stofftransport durch die Phasengrenze zweier untereinander nicht mischbarer Flüssigkeiten findet in vielen Apparaten der Extraktionstechnik, der Biotechnik und der Medizintechnik statt. Die theoretischen Grundlagen zur Beschreibung der Transportprozesse und der thermodynamischen Gleichgewichte beruhen auf den Gesetzmäßigkeiten der Thermodynamik irreversibler Prozesse und sind durch die Hypothese von Hampe [1] beschrieben, welche eine Kopplung der Konzentrationsgradienten beiderseits der Phasengrenze mit dem Strukturvektor voraussagt. In den vorgeschlagenen Experimenten kommt eine neuartige Versuchsapparatur zum Einsatz, die die Größe und Lage der Phasengrenze durch die geometrische Anordnung zweier sich in benachbarten Ebenen kreuzender Minikanäle mit charakteristischen Querschnittsabmessungen unter einem Millimeter festlegt. Der Stofftransport einer fluoreszierenden Komponente findet durch die gemeinsame Phasengrenze von Wasser und 1-Butanol bzw. Toluol statt. Die Konzentrationsprofile des transportierten Farbstoffs werden beidseitig der Phasengrenze mit Hilfe eines sogenannten Femtosekundenlasers mit hoher Ortsauflösung gemessen. Die von Hampe [1], Millies und Tokarz [2] angegebene Modellbildung ermöglicht es, aus den experimentellen Ergebnissen den Strukturvektor und die Kopplung der Konzentrationsgradienten zu berechnen.