541.182.05 : 546.571.51

SCHUTZWIRKUNG UND SENSIBILISIERUNG VON

H. R. KRUYT und C. W. HORSTING.

In geringen Konzentrationen sensibilisieren Natriumarabinat sowie St&ke das SiBer]odidsol, obwohl dieselben in grosseren Konzentrationen eine Schutzwirkung ausihn.

Die ' Sensibilisierung ist begleitet von einer Festlegung des hydrophilen Kolloids durch das hydrophobe. Die Hocken enthalten bide Bestandteile.

Es ist eine allgemein bekannte Tatsache, dass hydrophile Kolloide imstande sind gleichsinnig geladene hydrophobe Kolloide gegen Flockung zu schutzen. Dagegen durfte kaum bekannt sein. dass ein hydrophiles Kolloid in sehr geringer Konzentration eine sensibilisierende Wirkung auszuuben vermag, obwahl es in hoherer Konzentration eine Schutzwirkung aufweist. Beim Studium eines technischen Verfahrens beobachteten wir eine derartige Sensibilisierung, welche wir sodann eingehender untersuchten, und zwar am Natriumarabinat (spater auch an der Stiirke) und dem Silberjodidsol.

W i r mischten 1 1 einer Silbernitratlosung (100 mMol fur 1 Liter) mil 1 Liter einer Kaliumjodid-Losung ( 110 mMol fur 1 Liter) und reinigten das Gemisch etwa zehn Tage lang mittels Elektrodialyse und Elektrodekantierung. Die Jodionenkonzentration ergab sich auf potentiometrischeni W e g zu 2 X 10-5. Durch Verdunnen mit Wasser brachten wir die Konzentration des Sols nunmehr auf 15 mMol AgJ fur 1 Liter.

Ferner stellten wir uns eine Lijsung her von 120 g Gummiarabicum (Gomme senegale petite boule blanche I ) in 1 Liter Wasser. Man liltrierte diese Ltisung zunachst durch ein Jenaer Glasfilter G2, sodann durch ein Filter G3. Nachdem wir die Lijsung in zwei gleiche Teile geteilt hatten, behandelten wir jede Halfte folgendermassen: Man setzt 85 g Natriumacetat zu und dann unter kraftigem Ruhren 1 Liter 96 C/o-igen Alkohol. Das Gummiarabicum setzt sich zu Boden; man dekantiert die ubrrstehende Flussigkeit, saugt den Niederschlag ab

738 H. R. Kruyt und C. W. Horsting.

und lost denselben dann in Wasser. Dieser Vorgang mit Natrium- acetat und Alkohol wurde dann noch zweimal wiederholt und zum Schluss wurde viele Male mit 96 O/o-igem Alkohol gewasschen.

In den hier zu beschreibenden Versuchen mischten wir stets gleiche Volumina des Silberjodidsols, der Arabinatlosung und der Elektrolyt- losung. Die Endkonzentration des Silberjodids betrug somit stets 5 mMol fur 1 Liter.

In einem blinden Versuch (ohne Natriumarabinat ) ergab sich der Grenzwert fur Kaliumnitrat zu 110 mMol fur 1 Liter. Es stellte sich heraus, dass dieser Grenzwert beim Zusetzen von Natriumarabinat in geringen Konzentrationen des Arabinats abnimmt, in grosseren dagegen steigt. (Vergl. Fig. 1) . Eine Sensibilisierung zeigt sich bei

Fig. 1. Aenderung des Flockungswertes von Kaliurnnitrat durch Zusatz von Natriurnarabinat.

Konzentrationen unterhalb 10-3 % Natriumarabinat. Bei hoheren Konzentrationen tritt eine Schutzwirkung ein.

Fuhrt man die gleiche Untersuchung mit mehrwertigen Ionen aus, z.B. mit Barium- bezw. Cernitrat, so lasst sich die Sensibilisierung vie1 weniger deutlich beobachteten. Indess lasst sich dieselbe folgender- weise feststellen: Man vergleicht die Triibung der betref fenden Losung mit derjenigen bei Solen, denen eine geringere Menge des flockenden Elektrolyten zugesetzt wurde, als dem Grenzwerte entspricht, und beurteilt dann den Einfluss der zugesetzten Natriumarabinats auf die vorhandene Triibung. Letztere entspricht den Zahlenwerten 0-6.

Schutzwirkung und Sensibilisierung. 739

Dabei wurde der Trubung des Sols bei der Elektrolytkonzentration, welche dem Grenzwerte entspricht, der Wer t 3 zuerkannt. In unserer Figur 2 sind die Versuchsergebnisse bei den drei Elektrolyten KNO,, B a ( N 0 3 ) 2 bezw. Ca (N03)2 dargestellt. Fig. 2A bezieht sich auf die gleichen Ergebnisse wie Fig. 1. Die Figuren 2B bezw. 2C stellen den schwach sensibilisierenden Einfluss des Natriumarabinats fur Ba+ +

bezw. Ce++& dar.

r

-5 -4 - 3 - 2 lp Ron1 NHriurnarabinat In Pro1

Fig. 2. Aenderimg der Trubung durch Zusatz von Natriumarabinat. A. KNOs. Flockungswert 112.8 mMol fiir 1 Liter.

Arbeitskonzentration 109.9 mMol fiir 1 Liter. B. Ba( NO& Flockungswert 2.00 mMol fur 1 Liter.

Arbeitskonzentration 1.83 mMol fiir 1 Liter. C. Ce(NO3):t. Flockungswert 0.071 mMol fiir 1 Liter.

Arbeitskonzentration 0.067 mMol fur 1 Liter.

W i r haben auch untersucht, welcher Zusammenhang zwischen der sensibilisierenden Wirkung des Arabinats auf Kaliumnitrat als Funk- tion der Silberjodidsol-Konzentration besteht. Zu diesem Zwecke verglichen wir das urspriingliche Sol mit einem solchen, dessen Konzentration 10 ma1 so gering war. Es folgen hier die Grenzwerte des Sols ohne Zusatz des Arabinats, sowie die Mengen desselben, welche eine maximale Sensibilisierung herbeifuhrten.

Max. Sensibilisierung Kcmz. des Arabinats Konzentration des Sols Grenzwert des KN03

0.5 ,, ,, ,, 85 I t 9 , ,, 3X1od%

Hieraus ergibt sich, dass die zur maximalen Sensibilisierung erforder-

5 mMol fiir 1 Liter 110 mMol fiir 1 Liter 3 X l ( r %

Iiche Arabinatmenge der Solkonzentration proportional ist.

740 H . R. Kruyt und C. W . Horsting. Schutzwirkung, U.J.W.

Bei der ultramikroskopischen Untersuchung fanden wir, dass der Zusatz des Arabinats in der Konzentration maximaler Sensibilisierung ohne Einfluss auf das Bild ist.

Eine derartige Untersuchung fuhrten wir aus mit Starke als Schutz- kolloid. Wir verwendeten Amylum solubile Merck. Es ergab sich, dass die Sensibilisierung bei etwa denselben Konzentrationen eintrat wie beim Natriumarabinat. Die Verwendung der Starke ermoglichte auf einfachem Wege die Feststellung, was aus dem lyophilen Kolloid bei der sensibilisierten Flockung wird: Die Blaufarbung der Stiirke durch Jod laisst sich zu einem geeigneten colorimetrischen Verfahren ver- wenden um geringe Starkemengen nachzuweisen. Es stellte sich heraus, dass 10-4 % Starke die minimal nachweisbare Menge waren. Wir flockten nunmehr eine gewisse Menge des AgJ-Sols mittels der maximal sensibilisierenden Menge Starke, und zwar 6 X 10-4 %. Nachdem sich die Flocken zu Boden gesetzt hatten. untersuchten wir die klare uberstehende Fliissigkeit auf Gegenwart von Starke. Die- selben liess sich darin nicht mehr nachweisen. d.h. somit. dass deren Konzentration jedenfallsvon 6 X 10-4 bis unterhalb 1 X 1 0 - 4 gefallen war. Hieraus lasst sich schliessen, dass das lyophile Kolloid somit in die Flocken iibergetreten ist. Dass dem tatsachlich so war, ergab sich aus der Tatsache, dass die Flocken sich in Beruhrung mit einer ver- diinnten Jodlosung blau farbten.

Wir wollen an dieser Stelle nicht auf die Erklarung dieser Sensibili- sierung naher eingehen, sondern begnugen uns damit auf eine Abhand- lung von J. Th. G. O v e r b e e k im Chemisch Weekbhd vom 5. Februar 1938 hinzuweisen 1).

U t r e c h t. van 't Hoffhboratorium, Dezember 1937.

(Eingegangen am 3. Februar 1938).

1) Auch in Hydropobic Colloids Symposium, Amsterdam 1938, S. 121.