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Molekulare rotatorische Dynamik von Benzol und Pyridin in reiner Flüssigkeit und Benzol in einer Polymerlösung
2000
Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2000
Genehmigende Fakultät
Fak01
Hauptberichter/Gutachter
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2000-03-31
Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-817
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/51874/files/Witt_Richard.pdf
Einrichtungen
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Chemie (frei) ; Benzol (frei) ; Flüssiger Zustand (frei) ; Rotationsdiffusion (frei) ; Pyridin (frei) ; Polystyrol (frei) ; Polymerlösung (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 540
Kurzfassung
Das Modell der Rotationsdiffusion wurde verwendet, um die rotatorische Bewegung von Benzol und Pyridin in ihren reinen Flüssigkeiten und die von Benzol in einer Polystyrollösung zu beschreiben. Die drei Rotationsdiffusionskonstanten können mit konventionellen Spin-Gitter-Relaxationsmessungen nicht bestimmt werden. Zusätzlich zu den herkömmlichen dipolaren 13C-Spin-Gitter-Relaxationsraten wurden die Kreuzkorrelationsraten zwischen dem dipolaren und dem „chemical-shift-anisotropy”-Mechanismus gemessen. Beide Relaxationsmechanismen beinhalten die benötigten Informationen über die molekulare Dynamik. Aus diesen Meßdaten ließen sich dann die Rotationsdiffusionskonstanten ermitteln. Benzol wurde in reiner Flüssigkeit im Temperaturbereich zwischen 280 K und 323 K, Pyridin zwischen 278 K und 318 K und die Benzol/Polystyrollösung bei 298 K vermessen. Für die Moleküle in reiner Flüssigkeit konnten somit auch die Aktivierungsparameter der Reorientierung um die einzelnen Achsen angegeben werden. Die Bewegung um die Achse senkrecht zur Ringebene ist für beide Substanzen am schnellsten. Die Reorientierungen um die beiden senkrecht zueinander verlaufenden Achsen in der Ringebene des Pyridins sind unterschiedlich, wobei die Bewegung um die Achse, welche durch das Stickstoffatom verläuft, am langsamsten ist. Das Vorhandensein eines Dipolmoments beim Pyridin ist vermutlich die Ursache für die insgesamt langsamere Bewegung dieses Moleküls verglichen mit dem unpolaren Benzol. Die Bewegung um die senkrecht zur Ringebene verlaufende Achse weist einen deutlich trägheitsbestimmten Charakter auf, während die Bewegungen um die übrigen Achsen sehr gut durch das Rotationsdiffusionsmodell beschrieben werden.The model of rotational diffusion was used to describe the rotational motion of benzene and pyridine in their neat liquids as well as benzene in a solution containing polystyrene. The three rotational diffusion constants cannot be determined solely by conventional spin-lattice relaxation measurements. In addition to conventional dipolar 13C-spin-lattice relaxation rates the cross correlation rates between the dipolar and 'chemical-shift anisotropy' mechanism were measured. Both relaxation pathways contain all necessary information about the molecular dynamics. From these rates the rotational diffusion constants were calculated. The investigated temperature range for benzene lay between 280 K and 323 K and for pyridine between 278 K and 318 K. The benzene/polystyrene solution was investigated at 298 K. Thus the activation parameters of reorientation for the molecules in their neat liquids could be determined. For both substances the motion about the 'out of plane' axis is fastest. The reorientation about the two perpendicular 'in plane' axes for pyridine are different; the motion about the axis through the nitrogene atom being slowest. The high dipolar moment of pyridine is probably the cause for the overall slower motion compared to that of the unpolar benzene. The reorientation about the 'out of plane' axis shows almost inertial behaviour whereas the motion about all other axes is very well described by the model of rotational diffusion.
Volltext: 
PDF
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online, print
Sprache
German
Externe Identnummern
HBZ: HT012795270
Interne Identnummern
RWTH-CONV-114123
Datensatz-ID: 51874
Beteiligte Länder
Germany
PDF