{~ber den Nachweis yon friihzeitigen, subtilen Veriinderungen der Festkiirperoberfliiche am Beispiel des V20s

K u r z e M i t t e i l u n g

Von

Alfons Krause und S. Zielifiski Aus dem Institut ftir Anorganische Chemie der Universit~t Poznafi (Polen)

(Ei~gegangen am 12. lXebruar 1964)

Der Nachweis subtiler und m6glichst friihzeitiger Ver~nderungen der Festk5rperoberfl~che ist fiir den Chemiker und Physiker gleicher- mal~en yon Interesse. Auch in tier Industrie ist die Frage, inwieweit der lagernde Festk6rper, beispielsweise der Kata]ysator, sieh ver~indert, stets aktuel], da damit in der Rege] dessen Aktivit~t absinkt. Wir bat ten unl~ngst feststellen k6nnen, d~l~ beim festen r6ntgenamorphen Eisen- (III)-hydroxyd sehon naeh Ab]auf yon 4 Tagen die ersten Anzeichen yon Ver~nderungen erkennbar sind 1. Weitere Untersuchungen betrafen das y-A1203, dessen erste Ver~nderungen nach 10 Tagen sieh bemerkbar maehten ~. Gute Dienste leisteten dabei entsprechende k~talytische Redox-Reaktionen, insbesondere die peroxydatisehe Entf/irbung (Oxy- dation) des Indigocarmins, das mit zu den empfindlichsten Substraten auf diesem Arbeitsgebiet geh6rt. Auch das Ve05 wurde nach dieser Methode gepriift. Wie aus Tab. 1 ersiehtlich, zeigt die aktive Oberflgche des V205 bereits vor Ablauf einer Woche deutliche Vergnderungen, die sich mit der Zeit noch welter vertiefen. Das fiir die Untersuchungen efforderliehe V~O5 wurde durch Erhitzen yon NH4VOa bei 480 ~ bis zur Gewichtskonstanz gewonnen. ])as abgektihlte Prgparat wird schnel] gepulvert, dutch Nylongaze (Porendurchmesser 0,12 ram) gesiebt und in einem Schliffglas aufbewahrt. Zwecks Priifung der peroxydatischen Indigocarminentfgrbung versetzt man 10 mg V205 verschiedenen Alters mit 50 cm a 0,6proz. H202 und 10 cm a Indigocarmin]Ssung (= 3,3 mg

x A . K~auze und J . Lezuchowaka, KolIoicLZ. 181, 69 (1962). A . Krauae und S. Zieli;~ski, Naturwissensch. 80, 567 (1963).

A. Krause u. a. : Ver~inderungen der Festk6rperoberfl~iehe 599

Farbstoff) in der angegebenen t~eihenfolge bei 37 ~ Das I~eaktions- gemiseh verbleibt naeh einmaligem, griindliehem Umsehwenken ohne weitere Konvektion im Wasserthermostaten bei 37 ~ zweeks Ermit t lung der Entfgrbungszeig.

Tabe]le 1. P e r o x y d a t i s c h e I i l d i g o c a r i n i n e n t f f i r b u n g b e i 37 ~ an

10 m g V205 v e r s e h i e d e n e n A l t e r s

V~Os, Alter in Tagen O 6 15 60 180 Blind- probe

Entf/ irbungszePo (in Min.) 110 120 130 145 160 580

Um den Aktivitgtsschwund des alternden V205 zu erkl/iren, ist vor allem zu beriicksichtigen, dab das bei 480 ~ thermisch behandelte Pr~i- para t hygroskopisch ist. So betrug der Wassergehalt trotz Aufbewahrung im Schliffglas naeh 6 Tagen 0,2% H20, naeh 180 Tagen 2,5% I-t20. Es finder demnach mit der Zeit eine ]eichte Wasserdampfvergiftung statt, wodurch die a.ktiven Zentren, die Radikale a, an denen sonst die Indigo- carminentfgrbung nebst H202-Zerfall ausgel6st wird 4, teilweise btoekiert werden :

0 2 V - - + H20 " - - O - - V 0 2 . > 2 t - I0- - \ :02

Armmrkung: O2V--ist ein Donatorradikal, O2V--O--e in Akzeptor- radikal a.

Weitere Versuehe sind im Gange.

a A . Krause , Z. physikal . Chem. [N. F.] 30, 233 (1961). A. Krause und 37. Btawacka, Naturwissenseh. 49, 104 (1962).

Monatshefte frtr Chemie, I/d. 95/2 39