Volltext (PDF) - Qucosa

Einleitung
Innerhalb der Stern-Schicht sind diese Näherungen allerdings nicht mehr zulässig (Lyklema,
1991). Zur Berechnung der elektrostatischen Kräfte wird eine der beiden folgenden
Randbedingungen festgelegt (Drechsler et al., 2004; Kuntzsch, 2004; Weidenhammer, 1998):
• Konstantes Oberflächenpotenzial
• Konstante Oberflächenladungsdichte.
Bei Annahme eines konstanten Oberflächenpotenzials ändert sich dieses während der
Annäherung und Wechselwirkung der beiden Festkörper nicht. Das ist nur möglich, wenn ein
Ladungstransport stattfinden kann, so dass sich die Oberflächenladungen ändern können. Für
eine konstante Oberflächenladungsdichte wird angenommen, dass sich die
Oberflächenladungen nicht ändern. Sie sind im Kristallgitter der Festkörperoberfläche fixiert.
Der Unterschied zwischen beiden Betrachtungen kommt nur bei Abständen kleiner der
Debye-Länge zum Tragen. Die im Experiment gemessenen Werte liegen zwischen denen für
ein konstantes Oberflächenpotenzial und eine konstante Oberflächenladungsdichte, da weder
Potenzial noch Ladung während der Wechselwirkung konstant bleiben. Dabei stellt der
Grenzfall konstante Oberflächenladung immer die obere, der Grenzfall konstantes
Oberflächenpotenzial die untere Grenze für die Wechselwirkungsenergie dar. Welcher
Grenzfall als gute Näherung betrachtet werden kann, hängt von der Natur der beiden
Oberflächen, aber auch von Elektrolytkonzentration und pH-Wert ab (Kuntzsch, 2004;
Weidenhammer, 1998).
1.4.2 Van-der-Waals-Wechselwirkung
Die van-der-Waals-Wechselwirkungen sind zwischenmolekulare Kräfte elektrostatischen
Ursprungs (Weidenhammer, 1998) und beruhen auf der unsymmetrischen Ladungsverteilung
in Folge der statistischen Bewegung der Elektronen in Molekülen (Everett, 1992; Kuntzsch,
2004). Sie treten universell in allen Dispersionen auf (Everett, 1992) und sind unabhängig von
der elektrischen Ladung der Moleküle und Festkörper (Weidenhammer, 1998). Die van-der-
Waals-Kräfte zählen zu den langreichweitigen Wechselwirkungen (Chen et al., 2007;
Drechsler et al., 2004; Weidenhammer, 1998). Die Größe der durch van-der-Waals-Kräfte
erzeugten Wechselwirkungsenergie wird durch die Materialien der Wechselwirkungspartner
und der Umgebungsflüssigkeit sowie der Größe der wechselwirkenden Oberflächen bestimmt
und ist umgekehrt proportional zum Abstand zwischen den Festkörperoberflächen (Everett,
1992; Weigl, 2004). Visser (1972) teilt die van-der-Waals-Wechselwirkungen in zwei Anteile
auf:
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