Dampfdruckosmometer

Zur Bestimmung von Molmassen organischer und anorganischer Moleküle können unterschiedliche Verfahren wie z.B. die Lichtstreuung, Viskosimetrie und GPC angewendet werden. Weitere Verfahren beruhen auf den kolligativen Eigenschaften der Stoffe. Neben der Gefrierpunktserniedrigung und Siedepunktserhöhung gehört hierzu die Messung des osmotischen Druckes. In diesem Zusammenhang sind insbesondere Verfahren, die mit semipermeablen Membranen arbeiten, bekannt. Hier erfolgt die Messung des Gleichgewichtsdrucks in einem System, wo nur die Lösemittelmoleküle durch die Membrane, nicht aber der gelöste Stoff wandern kann. Im Gegensatz hierzu steht die Dampfdruckosmometrie als druckloses Verfahren. Das Prinzip der Dampfdruckosmometrie soll anhand der Abbildung näher erläutert werden. In der auf ±1 mK thermostatisierten mit Lösemitteldampf gesättigten Probenkammer sind zwei als hochempfindliche Temperatursensoren genutzte Thermistoren untergebracht, die zu einer Wheatstonschen Brücke geschaltet sind. Auf diese Weise ist es möglich, thermische Effekte unter 0,1 mK zu untersuchen. Auf den einen Thermistor wird im thermischen Gleichgewicht des Systems mit Hilfe der Spritze reines Lösemittel getropft, auf den anderen eine Lösung des zu untersuchenden Stoffes in diesem Lösemittel. Zum Ausgleich der Konzentration diffundiert nun Lösemittel aus der gesättigten Gasphase in den Tropfen der Lösung. Die hierbei freiwerdende Kondensationswärme führt zu einer messbaren Temperaturdifferenz die proportional der Teilchenzahl und damit der Molmasse ist. Auf diese Weise ist es möglich, das Molekulargewicht von Stoffen im Bereich von 40 bis 35000 g/mol in organischen Lösemitteln und bis 5000 g/mol in Wasser zu bestimmen.