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Warum wird empfohlen, Blasenbildung beim Mischen zu vermeiden?

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Mir wurde gesagt, dass ich keine proteinhaltige Lösung vortexen soll. Als Grund wurde mir die Blasenbildung genannt. Hier interessiert mich die Wirkung der Blasenbildung im Allgemeinen.


Eine Blase" an sich würde nicht schaden, es sei denn, Sie haben Zellen (ohne Wände wie Säugetierzellen) in der Suspension. Wenn Sie die Proteinmischung kräftig schütteln, kann es zu einer Denaturierung von Proteinen durch ausgedehnte intermolekulare Kollisionen kommen. Die "Schaum"-Bildung ist ein Hinweis auf Denaturierung, da denaturierte Proteine ​​diese Schäume stabilisieren [1, 2].


Verweise:

  1. Zayas, Joseph F. "Schaumeigenschaften von Proteinen." Funktionalität von Proteinen in Lebensmitteln. Springer Berlin Heidelberg, 1997. 260-309.

  2. Schmidt, Isabelle et al. "Schaumeigenschaften von elektrostatischen Protein/Pektin-Komplexen und Schaumstruktur im Nanomaßstab." Zeitschrift für Kolloid- und Grenzflächenwissenschaft 345.2 (2010): 316-324.


  • Probleme mit der Standardkurvenanpassung
  • Inkonsistente Ergebnisse und hoher Variationskoeffizient
  • Schwierigkeiten, ein Signal zu erhalten
  • Hoher Hintergrund

Bevor Sie einen quantitativen ELISA durchführen, benötigen Sie eine gut funktionierende Standardkurve. So können Sie die Konzentration Ihrer Proben zuverlässig bestimmen.

Notiz: Bei Verwendung eines unserer ELISA-Kits können die Messwerte stark von den Beispielen auf dem Datenblatt oder Protokollheft abweichen. Dies ist normalerweise zu erwarten, solange die Kurve, gemessen am Regressionskoeffizienten (R 2 ), gut passt. Solange R 2 0,9 ist, kann die Standardkurve mit Sicherheit verwendet werden.

Häufige Probleme beim Einrichten einer Standardkurve sind:

Probleme mit Standardlösung

Die Standardlösung wurde nicht richtig verdünnt.

Vergewissern Sie sich, dass die Verdünnungen korrekt vorgenommen wurden.

Standard falsch rekonstituiert.

Die Durchstechflasche vor dem Öffnen kurz drehen und nach der Rekonstitution auf ungelöstes Material prüfen.

Lagern und handhaben Sie den Standard wie empfohlen.

Verwenden Sie kalibrierte Pipetten und die richtige Pipettiertechnik.

Das Kurvenanpassungsmodell funktioniert nicht mit den Daten

Möglicherweise benötigen Sie ein anderes Kurvenanpassungsmodell.

Sie sollten in erster Linie immer die Anweisungen des Herstellers befolgen. Wenn die Kurvenanpassung jedoch nicht zu funktionieren scheint, versuchen Sie es mit verschiedenen Modellen.


Krankheiten von Pfirsichen und Pflaumen

Einige der Krankheiten, die Pfirsiche in Mississippi befallen, sind sehr aggressiv, und das Fehlen von ein oder zwei wichtigen Spritzern kann zum Verlust des größten Teils einer Pfirsichernte führen, insbesondere wenn Spritzen ausgelassen werden, wenn die Wetterbedingungen für die Krankheitsentwicklung günstig sind. Fungizide schützen die Pflanze oder Frucht vor einer Infektion, sie beseitigen die einmal aufgetretene Infektion nicht. Während im tiefen Süden Fungizidsprays notwendig sind, um Pfirsiche anzubauen, wird ein Großteil des wirklichen Schutzes vor diesen Krankheiten durch die Entfernung und Zerstörung des Inokulums (oder der „Samen“-produzierenden Strukturen) dieser Krankheiten erzielt.

Die folgenden Krankheitsbeschreibungen mögen bis zu „zu viel“ umfangreich erscheinen, aber sie helfen Ihnen, diese Krankheitsinfektionen zu identifizieren, damit Sie diese Strukturen von Ihren Bäumen beschneiden und entfernen können, um den Krankheitsdruck zu verringern. In ähnlicher Weise können Beschreibungen der für eine Krankheit notwendigen Wetterbedingungen unnötig erscheinen, aber die Kenntnis der Bedingungen, die die Krankheit begünstigen, kann Ihnen bei der Entscheidung helfen, wie wichtig es sein könnte, vor oder zwischen Regenfällen auszusteigen und zu sprühen.

Wenn krankheitsverdächtige Baumteile vom Baum oder dem umgebenden Boden entfernt oder beschnitten werden, legen Sie sie sofort in eine Plastiktüte. Verschließen Sie die Tasche fest und zerstören Sie sie. Wenn die Äste zu groß sind, um in die Tasche zu passen, platzieren Sie sie in ausreichender Entfernung von den Bäumen und in Windrichtung. Verbrennen oder anderweitig entfernen Sie sie so schnell wie möglich. Lassen Sie nicht zu, dass sie sich ansammeln.

Braunfäule

Braunfäule ist eine schwere Pfirsichkrankheit, die bei Pflaumen in Mississippi jedoch nicht sehr verbreitet ist. Die Krankheit befällt viele Pflanzenteile (Blüten, Zweige, Triebe und Früchte) vom Frühjahr bis zur Ernte. Fungizide helfen dabei, die Krankheit zu unterdrücken, kontrollieren sie jedoch nur mäßig, wenn die Bedingungen die Krankheit begünstigen, insbesondere in der späten Saison nahe der Ernte. Dennoch sind Fungizide in unserem Klima fast eine Notwendigkeit.

Der Pilz, der Braunfäule verursacht (Monilinia fruticola) überwintert in Zweigkrebsen, Fruchtmumien und Stielen (stielähnliche Strukturen, die die Blüte/Frucht am Zweig befestigen). Das Entfernen dieser Überwinterungsgebiete nach der Ernte verringert den Krankheitsdruck in der nächsten Saison.

Der Braunfäulepilz wird im zeitigen Frühjahr aktiv, etwa wenn sich die Blütenknospen zum „rosa“ Stadium entwickeln. Warmes, feuchtes und nasses Wetter begünstigt eine schnelle Ausbreitung und Krankheitsentwicklung. Die optimale Temperatur für die Krankheitsentwicklung beträgt 75 ° F, aber eine langsamere Krankheitsentwicklung kann bis zu 39 ° F und bis zu 26 ° F warm werden. Stürme sind eine perfekte Zeit für die Sporenbewegung, da das freie Wasser (Regen, Tau, Bewässerung) auf den Bäumen die Feuchtigkeit für diese Samen (Sporen) liefert, um zu keimen und die Pflanze zu infizieren. Das freie Wasser muss länger vorhanden sein, je weiter die Temperatur vom Optimum von 75°F entfernt ist.

Wenn der Pilz wächst, produziert er Sporenoder samenähnliche Strukturen. Sie sind sehr klein (wie sehr kleine Pollen) und werden leicht von Wind und Regen getragen. Die Fruchtbereiche, die die Sporen produzieren, sind kleine, aschgraue Büschel, die aus der Oberfläche des braun gefärbten infizierten Gewebes hervortreten. Infektionen in reifen Früchten zeigen diese Sporen deutlich (Abbildung 1).

Abbildung 1. Pfirsichbraunfäule. Die „Fuzzies“ auf der linken Seite des Pfirsichs sind die Sporen, die von der Pilzkrankheit produziert werden. Beachten Sie den hellbraun verfärbten Bereich zwischen den „Fuzzies“ und der hellen Farbe des Pfirsichs. Dies ist die führende Kante der Infektion, bei der der Pilz eindringt und die Fruchtsporen verzehrt, die bald auf der Außenseite erscheinen.

Zweigkrebse sind abgestorbene (bräunliche), eingesunkene Stellen. Der Krebs kann auf einer Seite des Zweigs bleiben oder ihn umschließen (umschließen). Aus dem Krebs entsteht ein schwacher oder toter Zweig oder Fruchtsporn. Einige Krebsarten können klein und schwer zu finden sein. Größere infizierte Zweige oder Sporen können Saft austreten, der wie eine Blase aus dunkelbraunem viskosem Kaugummi aussieht. Das nennt man Gummibärchen. Die Menge der Gummierung variiert von keiner bis zu einer angemessenen Menge und tritt nur an größeren Zweigen und Ästen auf.

Mumifizierte Früchte sind ein bevorzugter Überwinterungsstandort für viele Krankheiten. Die „Mumien“ sind getrocknete Früchte, die eine unappetitliche Scheinfrucht hinterlassen. Sie können am Baum hängen, auf dem Boden liegen oder, schlimmer noch, teilweise in der Nähe des Baumes im Boden vergraben sein (Abbildung 2). Infizierte Fruchtmumien, die im Boden vergraben oder teilweise vergraben sind, können kleine, braune, becherförmige Pilze produzieren (Apothezienstadium des Pilzes). Die Pilze produzieren eine andere Art von Sporen, die die Bäume infiziert. Alle Mumien zu bergen und zu zerstören wird sehr vorteilhaft sein.

Abbildung 2. Die Pfirsiche hier sind mit Braunfäule befallen und auf den Obstgartenboden gefallen. Sie werden weiterhin Sporen produzieren und andere Pfirsiche infizieren. Sie können mumifizieren und, besonders wenn sie teilweise vergraben sind, einige kleine Pilze produzieren, die eine zweite Art von Sporen produzieren, die Frühlingsblüten befallen.

Die Pilzsporen infizieren häufig Blüten, Früchte, Stiele und Zweige. Der Stiel ist der kräftige Stamm, der die Blüte/Frucht mit den Ästen des Baumes verbindet. Eine Infektion des Zweiges und der Blüten in der frühen Saison erzeugt die kleinen Krebse, aus denen der Pilz mehr Sporen produziert. Diese Infektionen in der Frühsaison können später in der Saison Fruchtinfektionen erheblich beeinflussen.

In Mississippi sind Befall der Blüte durch die Braunfäulekrankheit nicht üblich. Wenn sie auftreten, scheint dies eine sehr herausfordernde Saison für den Züchter vorherzusagen, da die Krankheit weit verbreitet ist. Symptome einer Blüteninfektion werden genannt Blütenfäule. Die Blüten werden braun und fallen wahrscheinlich zusammen. Die Knollenfäule tritt 3–6 Tage nach der Infektion auf, die wahrscheinlich während eines Regens, einer Bewässerung oder eines langen, starken Tauereignisses aufgetreten ist.

Die Symptome einer Spross- und Zweiginfektion treten 3–4 Wochen nach der Infektion auf. Sie können oder können nicht von infizierten Blüten herrühren, von denen der Pilz den Stiel hinunter in den Zweig oder Zweig wandert. Wenn diese Infektionen fortschreiten, können ganze Blütenbüschel oder Blattzweige welken und absterben. Dies liegt daran, dass der Krebs den Wasserfluss zu diesen Teilen des Baumes unterbricht. Beschneiden Sie diese, indem Sie so schnell wie möglich in gesundes Holz unterhalb der Läsion schneiden. Denken Sie daran, die geschnittenen Teile in eine Plastiktüte zu legen, zu versiegeln und zu zerstören.

Braunfäule kann jederzeit Früchte befallen, aber ältere Früchte sind anfälliger. Die Infektion kann direkt durch die Schale der Frucht, durch natürliche Öffnungen und durch Wunden, insbesondere durch Insekten erfolgen.

Richten Sie Ihre Sprüh- und Hygienekontrollen auf die Infektionsquellen. Entfernen Sie vor dem Frühjahr alte, mumifizierte Früchte, Stiele und infizierte Zweige/Astteile vom Baum und mahlen Sie sie. Wenn das Erntewetter die Krankheit begünstigt, ist regelmäßiges und gründliches Sprühen erforderlich, wenn Sie Ihre Früchte vor der Zerstörung durch Braunfäule bewahren möchten. Fungizide wirken präventiv – sie können eine Infektion nicht ausrotten. Dies bedeutet, dass Sie proaktiv sein müssen und diese Schutzsprays auf den Zielen aufbewahren, die der Pilz am liebsten infiziert.

Pfirsichschorf

Schorf ist eine Pilzkrankheit, die verursacht wird durch Cladosporium carpophilum. Obwohl der durch diese Krankheit verursachte primäre Schaden visuell ist, kann sie Eintrittswunden für Braunfäule liefern. Schwere Infektionen können auch dazu führen, dass sich der Pfirsich spaltet.

Die Krankheitssymptome sind samtige, olivgrüne Flecken an Früchten, Blättern oder Zweigen. Die Flecken sind ungefähr ein Sechzehntel Zoll groß und vergrößern sich auf ein Achtel Zoll. Sie werden diese Flecken etwa 3 Wochen nach dem Fallen der Blütenblätter sehen. Wenn sich die Flecken auf der Frucht befinden, befinden sie sich normalerweise auf der Seite des Stielendes. Bei zahlreichen Infektionen können sie verschmelzen und dazu führen, dass sich die Frucht spaltet. Die Fruchtflecken sind auf die Haut beschränkt und dringen nicht in das Fruchtfleisch ein.

Pfirsichschorf überwintert wie Braunfäule in Zweigläsionen. Infektionen von Zweigen treten bei neuem Wachstum auf und sind schwer zu erkennen. Sie beginnen als erhabene, ovale bis kreisförmige Bereiche, die ungefähr die gleiche Farbe wie das umgebende Gewebe haben. Mit zunehmendem Alter können sie bräunlich werden. Am Ende der Saison können die Läsionsränder etwas violett sein und die Läsionen können auf ein Viertel bis einen halben Zoll angewachsen sein. In der zweiten Infektionssaison produzieren diese Läsionen die meisten Sporen. Die Sporen sind sowohl luft- als auch wassergetragen und benötigen 24 Stunden hohe relative Luftfeuchtigkeit, um zu keimen.

Pfirsichblatt Curl

Die Pfirsichblatt-Curl-Krankheit wird durch den Pilz verursacht Taphrina deformans. Pfirsichblattlocken treten bei den meisten Pfirsich- und Pflaumenbäumen nicht regelmäßig auf, aber es kann eine ernsthafte Krankheit sein. Standard-Fungizidsprays, die zur Bekämpfung anderer Krankheiten wie Braunfäule verwendet werden, bekämpfen diese Krankheit normalerweise.

Die Krankheit wird durch gemäßigte Temperaturen (48–81 °F, optimale Temperatur für die Entwicklung beträgt 68 °F) und nasses Wetter während der frühen Knospenentwicklung begünstigt. Die Luftfeuchtigkeit muss über 98 Prozent liegen.

Zwei Stadien des Pilzes machen diese Krankheit einzigartig. Eine Sporenart wird im Frühjahr aus gekräuselten (infizierten) Blättern produziert. Der Pilz kann beide Seiten des Blattes befallen. Zu den Symptomen infizierter Blätter gehören gelbe bis rötliche Bereiche, die mit dem Wachstum des Pilzes dicker werden. Der infizierte und sich verdickende Teil des wachsenden Blattes bewirkt, dass dieser Teil des Blattes langsamer wächst als der Rest des Blattes, wodurch sich das Blatt kräuselt. Diese dicken Bereiche produzieren Sporen, die beim Keimen eine andere Phase des Pilzes erzeugen, die auf und zusammen mit den Triebspitzen wächst und mit ihrem Wachstum Schritt hält.

Hygiene und kulturelle Kontrollen sind bei dieser Krankheit nicht wirksam. Einige Pfirsichsorten wurden auf Resistenz gegen diese Krankheit gezüchtet, daher sind resistente Sorten und Fungizide die primären Managementinstrumente. Kupfersprays während der Baumruhe sowie Anwendungen in der Saison sind wichtig. Einmal in einer Baumgruppe etabliert, wird selbst ein radikaler Schnitt zur Entfernung von Infektionen nur mäßigen Erfolg bei der Bekämpfung der Krankheit haben.

Schussloch

Schussloch ist eine Pilzkrankheit (Wilsonomyces carpophilus), das seinen Namen von den Blattsymptomen hat – kleine braune Flecken, die herausfallen und ein "Schuss"-Muster im Blatt hinterlassen. Die Krankheit ist in Mississippi vorhanden.

Dieser Pilz beginnt in nassen Wintermonaten Probleme zu verursachen, wenn Knospen und Zweige, die in der vorherigen Saison infiziert wurden, Sporen produzieren. Der Pilz infiziert und tötet ruhende Knospen. Einige Knospen können ein lackiertes Aussehen haben, das entsteht, wenn Baumgummi die Infektion vom Rest der Pflanze abdichtet.

Stammläsionen haben einen Durchmesser von etwa einem Zehntel bis drei Achtel Zoll. Blatt- und Fruchtläsionen beginnen als kleine, violette Bereiche, die sich ausdehnen und braun werden. Alle können bei feucht-feuchtem Wetter eine samtige, bräunliche Pilzmasse in der Mitte haben. Wenn das Wetter warm wird, fallen die Blattläsionen vom Blatt und hinterlassen das Aussehen eines "Schusslochs". Fruchtläsionen befinden sich auf der oberen (Stiel-) Seite und werden rauh, fast korkig.

Um diese Krankheit zu behandeln, müssen Sie die ruhenden Knospen schützen. Eine einmalige Anwendung von fixierter Kupfer- oder Bordeaux-Mischung vor Herbst-/Winterregen bietet Winterschutz. Auch wachsende Triebe und Früchte brauchen Schutz. Eine Sprühanwendung unmittelbar nach dem Fruchtansatz ist am häufigsten. Normalerweise wird Captan verwendet, da Kupferfungizide, die zu dieser Jahreszeit verwendet werden, Pflanzenschäden (Phytotoxizität) verursachen können. Es stehen keine resistenten Sorten zur Verfügung.

Bakterienfleck

Wie der Name schon sagt, wird diese Krankheit durch ein Bakterium (Xanthomonas arboricola pv. pruni). Im Osten der Vereinigten Staaten kann es aufgrund der im Allgemeinen höheren Luftfeuchtigkeit, feuchteren Bedingungen und längeren Tauperioden als in den westlichen Staaten sehr aggressiv sein. Sehr anfällige Sorten können hier gar nicht angebaut werden.

Die Bakterien sind auf freie Feuchtigkeit (Tau, Regen, Bewässerung) angewiesen, um sich zu vermehren und das Läsionswachstum zu fördern. Vom Wind getriebener Regen verbreitet die Bakterien durch den Baum und zwischen den Bäumen. Die Infektionen werden an den Seiten der Bäume schlimmer sein, die den Winden zugewandt sind, die die Infektion verursacht haben. Die optimale Wachstumstemperatur beträgt 75–84 ° F. Die Krankheit befällt Zweige, Triebe, Blätter und Früchte.

Blattsymptome beginnen als wassergetränkter dunkelgrüner Fleck, der sich ausdehnt, bis er auf die Adern im Blatt trifft. Da die Blattadern die Ausbreitung der Läsion für eine Weile verhindern, sind eckige Läsionen (Läsionen mit scharfen Ecken) von etwa einem Sechzehntel bis einem Achtel Zoll ein Schlüssel dafür, dass Bakterienflecken das Problem sind. Wenn das warme, nasse Wetter anhält, können sich die Läsionen vergrößern und verschmelzen. Wenn die Läsionen altern, verfärben sich die Innenseiten von einem wassergetränkten Dunkelgrün zu einer hellvioletten Farbe. Wenn das Wetter trocknet, können die Läsionen braun werden und vom Blatt fallen. Die Läsionen treten häufiger in Bereichen des Gewebes auf, in denen Wasser für einen beliebigen Zeitraum sitzt, z. B. entlang der Blattmittelrippe, an Blattspitzen oder entlang der unteren Bereiche der Blattränder. Blätter mit zahlreichen Läsionen können chlorotisch (gelb) werden und vom Baum fallen.

Dieser bakterielle Erreger dringt normalerweise durch Blattnarben in Zweige ein. Das sind Stellen, an denen ein Blatt vom Zweig gefallen ist. Läsionen, die sich aus dem Wachstum des Vorjahres entwickeln, werden als „Frühlingskrebs“ oder „schwarze Spitze“ bezeichnet. Sie wurden von den Bakterien infiziert, die im vergangenen Herbst durch die Blattnarben wanderten. Frühjahrskrebse erscheinen als leicht erhabene Blasen. Sie können sich bis zu einem Zentimeter entlang des Zweiges ausdehnen. Die schwarze Spitze ist auf den Endknospenbereich des Zweigs beschränkt. Die Knospe öffnet sich nicht und ein dunkler Krebs kann sich bis zu 1 Zoll von der Knospe am Zweig hinab erstrecken.

Sommerkrebse bilden sich an neu wachsenden Trieben und werden im späten Frühjahr oder sehr frühen Sommer gesehen. Günstige Wetterbedingungen können zu einem schnellen Bakterienwachstum führen und die Infektion kann den Trieb abtöten.

Fruchtsymptome treten erst einige Wochen nach dem Fall der Blütenblätter auf. Sie erscheinen als kleine, wassergetränkte, bräunliche Läsionen, die mit Insektenschäden verwechselt werden könnten. Wenn die Infektion fortschreitet, kann bei hoher Luftfeuchtigkeit Zahnfleisch aus den Läsionen austreten. Wenn die Frucht und die Infektion altern, können die Läsionen aufplatzen und möglicherweise absinken.

Bakterielle Infektionen können nur mit angemessenen Hygienemaßnahmen, Produkten auf Kupferbasis oder Antibiotika-Sprays und Wirtspflanzenresistenz behandelt werden. Es gibt Sorten, die gegen diese Krankheit resistent sind. Häufige resistente Sorten sind Redskin, Redhaven, Loring, Candor, Biscoe, Dixired, Sunhaven, Jefferson, Madison, Salem, Contender, Harrow Beauty und Harrow Diamond. Bakterielle Flecken sind eine sehr schwer zu behandelnde Krankheit. Wenn Sie Pfirsiche oder Pflaumen pflanzen, wählen Sie bitte eine resistente Sorte.

Schwarzer Knoten

Schwarzer Knoten wird durch den Pilz verursacht Apiosporina morbosa. Das Hauptsymptom bei etablierten Infektionen tritt auf Holz auf und besteht aus Auswüchsen oder Knoten an Trieben, Spornen, Ästen und Stämmen. Alte Äste sind harte, dunkle, fast schwarze, erhabene Stellen. Die erhöhten Bereiche werden oft von Insekten befallen, deren Schäden wiederum von sekundären rosa oder weißen Pilzen befallen werden können.

Die Infektion beginnt im Frühjahr, wenn der Baum in das grüne Spitzenstadium eintritt, wobei die meisten Infektionen zwischen der sehr frühen Blüte und dem Ende des Blütenblattfalls auftreten. Aus 2 Jahre altem infiziertem Gewebe freigesetzte Sporen werden durch Wind und Spritzregen zu neuem Triebwachstum bewegt. Damit die Sporen gebildet werden können, sind mindestens 6 Stunden Regen bei 70 °C erforderlich, was nahe der optimalen Wachstumstemperatur für den Pilz ist.

Die Symptome einer Neuaustriebsinfektion sind schwer zu erkennen. Die vielleicht offensichtlichsten Symptome sind die im rechten Winkel wachsenden Äste. Weniger auffällig sind die kleinen, olivgrünen Äste, die fest bis etwas korkig sein können. Die Knoten werden später hart und werden wahrscheinlich leicht abbrechen.

Schwarzer Knoten kann bei Pflaumenbäumen in Mississippi ein Problem sein, normalerweise, wenn diese Bäume innerhalb von etwa 600 Fuß von wilden Pflaumen und Kirschen entfernt sind oder wenn die Bäume längere Zeit nicht gepflegt wurden. Fungizide unterdrücken anscheinend die Krankheit, aber das Beschneiden von Schwarzknotenkrebs überall am Baum ist eine Notwendigkeit. Wilde Pflaumen und Kirschen innerhalb von 600 Fuß sollten nach Möglichkeit entfernt werden. Beschneiden Sie Infektionen im Holz etwa 10 cm unter dem niedrigsten Infektionssymptom. Der Hochsommerschnitt ist am effektivsten, da die äußere Schwellung der Infektion auf der Innenseite des Holzes am nächsten kommt. Fungizide sollten während des aktiven Triebwachstums angewendet werden, wenn die Krankheit in Ihrer Nähe ein Problem darstellt.

Pflaumentaschen

Der Pilz Taphrina verursacht die Pflaumentaschen-Krankheit, aber obwohl sie in Mississippi vorhanden ist, war sie kein ernsthaftes Problem. Es ist hier enthalten, weil es häufig genug vorkommt, damit viele Leute, die Pflaumen züchten, es sehen können. Obwohl der Pilz Blätter, Triebe und Früchte befällt, sind die Symptome bei Früchten am offensichtlichsten. Symptome treten an allen Pflanzenteilen 6–8 Wochen nach dem Knospenbruch auf.

Früchte werden vergrößert (bis zum 10-fachen ihrer normalen Größe), faltig und verzerrt. Die Kerne der Frucht sind schwammig oder hohl und können einen Kern enthalten oder nicht.Wenn die Früchte trocknen, werden sie braun bis schwarz und werden „Blasenpflaumen“, „Scheinpflaumen“ oder am häufigsten „Pflaumentaschen“ genannt.

Verdrehen und Einrollen sind die häufigsten Anzeichen von Blatt- und Fruchtinfektionen, aber diese Symptome können nicht vorhanden sein.

Wenn Sie neue Bäume pflanzen, wählen Sie resistente Sorten. Die wirksamste Fungizid-Praxis ist ein einmaliges Fungizid-Spritzen im Spätherbst oder vor dem Austrieb im Frühjahr. Bordeaux-Mix, Chlorothalonil und flüssiger Kalkschwefel sind wirksame Behandlungen.


Warum wird empfohlen, die Blasenbildung beim Mischen zu vermeiden? - Biologie

Wie macht man ganz einfach viel Schaum? Es erweist sich als überraschend schwierig, ein Erfolgsrezept zu finden, mit vielen erschwerenden Faktoren. Wenn Sie sich mit der Schaumherstellung beschäftigen, lehnen Sie sich zurück, entspannen Sie sich und genießen Sie die Lektüre. Das 2020-Update weiter unten auf der Seite bietet eine Zusammenfassung auf dem neuesten Stand der Technik, die besagt, ja, es ist kompliziert, aber die praktisch Regeln sind nicht zu hart. Ich habe auch einen Abschnitt über verschiedene Methoden zur Schaumherstellung hinzugefügt, basierend auf dem, was ich in den letzten Jahren gelernt habe.

Es ist trivial einfach, einen Schaum herzustellen - mischen Sie einfach Luft und Flüssigkeit mit etwas Energie und es bilden sich Blasen. Wenn diese Blasen mit einem Flüssigkeitsanteil ε im Bereich von 0,1-0,2 an die Oberfläche gelangen, handelt es sich um einen Kugelschaum ("Kugel" bedeutet "Kugel" und "Schaum" bedeutet Schaum). Diese Schäume werden in diesen Apps nicht wirklich berücksichtigt. Wenn &epsilon <0.1 dann haben wir einen Polyederschaum (Polyeder), den klassischen Schaum, der das zentrale Anliegen von Practical Foams ist. Obwohl es einfach ist, einen Schaum zu erzeugen, ist er in den meisten Fällen völlig instabil. Bei der Herstellung von Schaum geht es also nicht so sehr darum, wie man sie herstellt (was trivial ist), sondern wie man sie stabil macht (was nicht ist). Im Abschnitt AntiFoam werden wir die noch schwierigere Frage diskutieren, wie man einen stabilen Schaum herstellt unstabil.

  1. Elastizität. Der erste Grund, warum Tenside zur Schaumbildung beitragen, ist, dass die Oberfläche elastisch. Dies bedeutet, dass die Blasen Stößen, Quetschungen und Verformungen standhalten. Eine reine Wasseroberfläche hat keine solche Elastizität und die Blasen platzen schnell. Es bedeutet auch, dass die Systeme, die mehr Elastizität erzeugen (siehe Abschnitt Elastizität), unter sonst gleichen Bedingungen stabilere Schäume produzieren. Wie im Abschnitt Rheologie besprochen, stellt eine Wand, die sowohl steif als auch elastisch ist, im Allgemeinen einen Schaum mit einer größeren Fähigkeit bereit, einer Druckkraft zu widerstehen, und daher einer höheren Fließspannung. Kleinere Blasen ergeben auch eine höhere Streckgrenze
  2. Trenndruck. Der zweite Grund, warum Tenside zur Schaumbildung beitragen, ist, dass die Flüssigkeit in den Schaumwänden auf natürliche Weise aus den Wänden in die Kanten gesaugt wird. Dies hat nichts mit Drainage zu tun (wie in Drainage erklärt, enthalten die Wände einen irrelevanten Anteil der Flüssigkeit), es ist nur einfache Kapillarität. Der Kapillardruck zieht weiter Flüssigkeit heraus, es sei denn, ein Gegendruck ("Disjoining Pressure") wirkt dagegen. Dies kann durch Ladungen auf dem Tensid auf beiden Seiten der Wand und/oder durch sterische Wechselwirkungen zwischen Tensidketten erzeugt werden. Diese Effekte werden in DLVO diskutiert, aber da der Ladungseffekt über große Distanzen (50 nm) im Vergleich zu den kleinen Distanzen (5 nm) sterischer Effekte wirkt, erzeugen ionische Tenside im Allgemeinen viel besser stabile Schäume.
  3. Reifungsbeständigkeit. Der Ostwald-Reifungseffekt führt dazu, dass kleine Bläschen schrumpfen und große wachsen. Wie der Ostwald-Abschnitt zeigt, wird dies zum Teil durch das Gas gesteuert (CO2 zerfällt schnell, Luft/N2 ist langsamer und C2F6 viel langsamer), aber auch davon, wie gut die "Wand" des Tensids an der Oberfläche eine Gasdiffusionssperre darstellt.
  4. Beständigkeit gegen Entwässerung. Je mehr Wasser den Schaum umgibt, desto geringer ist (im Allgemeinen) das Risiko, dass er beschädigt wird. Ein schnell abfließender Schaum wird also eher beschädigt. Wie wir sehen werden, benötigen Sie eine hohe Viskosität und kleine Blasen, um der Entwässerung zu widerstehen, obwohl die Tensidwand einen gewissen Einfluss auf den Entwässerungsprozess hat, wobei steifere Wände (normalerweise) eine langsamere Entwässerung bewirken.
  5. Fehlerbeständigkeit. Wenn Öl oder ein hydrophober Partikel in die Schaumwand eindringen kann, kann dies zum Bruch der Wand (und damit des Schaums) führen. Obwohl es plausible und einfache Theorien (diskutiert in AntiFoams) zu Entry-, Bridging- und Spreading-Koeffizienten gibt, erweisen sie sich als von begrenztem Vorhersagewert. Sie sind wiederum notwendig, aber nicht ausreichend. Das zentrale Thema ist die Eintrittsbarriere. Wenn dieser hoch ist, ist der Schaum resistent gegen Defekte.

Diese Prinzipien sind so einfach, dennoch ist es überraschend schwer, Schäume effizient zu erzeugen. Wieso den? Das zentrale Thema sind die Zeitvorgaben. Wenn ein Tensid wunderbar elastisch ist und einen starken Trenndruck hat und eine gute Gasbarriere ist und eine hohe Eintrittsbarriere hat, kann (und tut es normalerweise) keine Schaumbildung, weil es zu lange dauert, die Flüssigkeit/Luft-Grenzfläche zu erreichen und sich zu bilden seine starke widerstandsfähige Domäne, so dass der Schaum bereits zusammengebrochen ist. Auf der anderen Seite erzeugt ein Tensid, das schnell an die Oberfläche gelangt, um eine ausreichende Elastizität und einen ablösenden Druck zu erzeugen, große Schaummengen - der Schaum wird jedoch schnell zusammenfallen, insbesondere bei Anwesenheit von öligen Verunreinigungen wie Fett, das von den Händen gewaschen wird.

Dies führt uns zum Thema dynamische Oberflächenspannungen. Es wäre wunderbar, eine App bereitzustellen, die die Komplexität von DST vollständig beschreibt und es Ihnen daher ermöglicht, eine Mischung mit sehr schneller Abnahme von ST herzustellen, um ein schnellstmögliches Schaumverhalten zu erzielen. Aber meine Lektüre der Literatur ist, dass es schneller ist, das DST-Verhalten mit (meistens) einem Maximum Bubble Pressure-Gerät (das Blasen über verschiedene Zeitskalen erzeugt und daher die Oberflächenspannung auf jeder dieser Zeitskalen angibt) zu messen, als es zu versuchen das Verhalten durch Theorien zu beschreiben. Insbesondere gibt es große Debatten darüber, ob die DST durch Diffusion, durch Barriereeintritt und/oder durch die Notwendigkeit, aus einer Mizelle herauszukommen, bevor sie die Grenzfläche betritt, begrenzt wird. Meine Lesart der ausgezeichneten Übersicht von Eastoe 1 ist, dass einfache Diffusion dominiert und dass die Existenz von Mizellen weitgehend keinen Unterschied macht, da die Zeitskala für die Abtrennung eines Tensidmoleküls von der Mizelle sehr schnell ist, obwohl die Zeitskala für die Bildung/den Kollaps der Mizelle sehr groß ist langsam. Natürlich kann man reale Fälle von Eintrittsbarrieren und reale Fälle von mizellenbegrenzter Diffusion finden. Aber es ist noch komplizierter. Eine umfangreiche Analyse von U. Sofia zeigt, dass es 4 mögliche Ergebnisse in Micellen enthaltenden Systemen gibt, von denen zwei (für den zufälligen Beobachter) nicht von einfachen Diffusionskinetiken zu unterscheiden sind und von denen zwei mit Barrierekinetiken verwechselt werden könnten. Schließlich ist es überraschend schwierig, Eintrittsbarriere- und Mizelleneffekte von den Auswirkungen geringer Mengen an Verunreinigungen in den Tensiden zu unterscheiden, und für den praktischen Formulierer, der kommerzielle, ungereinigte Tenside verwendet, besteht wenig Hoffnung, die Feinheiten der DST-Kurven zu verstehen. Die Botschaft zum Mitnehmen lautet: "Formulieren Sie keine Schäume, ohne die DST zu messen, aber verbringen Sie nicht zu viel Zeit damit, zu theoretisieren, warum Sie mit einer bestimmten Tensidkombination großartige Ergebnisse erzielen." Ich schreibe nicht gerne solche Ratschläge, da ich normalerweise finde, dass gute Modelle der beste Weg sind, um viele Laborexperimente zu vermeiden. Das unten besprochene Review-Papier für 2020 enthält jedoch eine Meisterklasse zur relevanten Theorie und kommt zu dem Schluss: "Die Theorie hilft nicht wirklich - messen Sie einfach die DSTs" .

Die harte Realität ist, dass erfolgreiche Schaummittel dazu neigen, Mischungen mit all der Komplexität zu sein, die sie verursachen. Die allgegenwärtige SLES/CAPB (Sodium Laureth Sulfate/CocoAmidoPropyl Betaine) Mischung wird zufällig aus zwei hervorragenden schnellen Schäumern hergestellt. Der CAPB alleine produziert viel stabilen Schaum, ist aber ziemlich teuer. CAPB ist besonders gut geeignet, eine hohe Eintrittsbarriere zu schaffen, ist also beständig gegen Öle während der Schaumbildung. SLES allein produziert viel relativ instabilen Schaum. Eine Mischung aus beiden bietet eine gute Balance zwischen Kosten, Schaum und Stabilität. Die Zugabe eines geringen Prozentsatzes von Laurin- oder Myristinsäure hat jedoch einen dramatischen Einfluss auf die Schaumstabilität. Es erhöht die Elastizität, verlangsamt aber auch das Blasenwachstum (Ostwald-Reifung) drastisch, so dass der Schaum klein bleibt. Dies hat einen großen Einfluss auf die Fähigkeit des Wassers, aus dem Schaum zu entweichen - die Entwässerungsgeschwindigkeit hängt von Durchmesser² ab - und je trockener der Schaum ist, desto einfacher (unter sonst gleichen Bedingungen) ist er auseinanderzubrechen. Die langkettigen Säuren allein sind als Schaumbildner unbrauchbar (und als Natriumsalze sind als gewöhnliche Seife von mäßigem Schaumvermögen, leicht durch hartes Wasser zerstört). Die Kombination aus SLES/CAPB/Long-chainAcid ist eine potente Mischung zur Erzeugung eines Schaums mit kleinen Bläschen und einer langen Lebensdauer. Tatsächlich lässt sich eine Handseife ganz einfach in einen Rasierschaum verwandeln, indem man einige % der langkettigen Säure hinzufügt.

Aber was ist mit mein Tensidsystem?

Die Regeln für die Herstellung eines guten, stabilen Schaums (oder auch die Regeln, um sicherzustellen, dass kein solcher Schaum entsteht) sind einfach und klar. Warum ist es so schwer, neue Schaumformulierungen zu entwickeln? Die Antwort lautet: Wenn Sie das richtige Setup haben, um alle Grundlagen zu messen: CMC, &Gammam, Trenndruck v Filmdicke, Grenzflächenelastizität und Eintrittsbarriere, dann ist es ziemlich einfach, das Beste aus jedem Satz von Tensiden und Schaumverstärkern herauszuholen, den Sie verwenden möchten. Die Messungen lassen sich weitgehend automatisieren, sodass viele Rezepturmischungen schnell gescreent werden können. Ein Problem sind, wie oben erwähnt, die Zeitskalen. Die meisten Messungen werden nach vergleichsweise langen Zeiten durchgeführt, daher sind zusätzliche zeitabhängige Experimente erforderlich, um zu sehen, ob die entsprechenden Teile einer Tensidmischung schnell genug an die Oberfläche gelangen, um einen Schaum zu bilden, der sich dann stabilisiert, wenn die langsameren Komponenten ankommen, um ein zäheres . zu bilden Tensidschicht. Das andere Problem ist, dass kleine Zugaben von Cotensiden, Schaumverstärkern usw. einen großen Unterschied machen können, so dass Messungen an einer großen Anzahl von Proben durchgeführt werden müssen. Ein Roboterlabor, das für viele Hochdurchsatz-Screenings eingerichtet ist, kann viel harte Arbeit leisten, aber die meisten Benutzer haben keinen Zugang zu einem solchen Labor.

Längerfristig würde eine Theorie, die das Grenzflächenverhalten von Mischungen von Inhaltsstoffen vorhersagen könnte, die Entwicklung von Schaum wesentlich rationaler machen. Aber eine solche Theorie scheint noch in weiter Ferne zu liegen.

Der Ausblick von 2020

Ich habe diese Seite 2014-15 geschrieben und hatte keinen Grund, sie bis 2020 zu aktualisieren. Zu meiner Überraschung hat sich das, was ich geschrieben habe, bewährt. Ich habe den vorherigen Text nicht geändert, außer dem DST-Satz, auf den der Leser hier verweist. Aber ein meisterhafter Überblick 2 , der von einer Menge Experiment und Theorie unterstützt wird, erlaubt uns, etwas genauer zu sein. Wieder ist es das Team von Sofia unter der Leitung von Prof. Tcholakova, das die Situation mit fünf Eckpunkten geklärt hat.

  1. Obwohl sowohl nichtionische als auch ionische kann ausgezeichnetes Schäumen erzeugen, müssen die nichtionischen Stoffe über 95 % der gesamten Oberflächenbedeckung der Grenzfläche (mit einer Gibbs-Elastizität von über 150 mN/m) betragen, bevor sie gut schäumen - es ist eine Art Alles oder Nichts. Ionics kann mit der Produktion von glaubwürdigem Schaum bei 30 % ihrer Oberflächenbedeckung beginnen (sogar bei einer Gibbs-Elastizität von nur 50 mN/m), mit einer stetigen Produktionssteigerung auf 100 %. Der Grund ist klar: Die sterische Stabilisierung der Schaumgrenzfläche funktioniert gut, aber nur bei nahezu vollständiger Bedeckung kann die Trennfläche leicht brechen, wenn auch nur eine Bedeckungslücke von 5 % besteht. Ladungsstabilisierte Ionen sind viel nachsichtiger.
  2. Die Geschwindigkeit, mit der die Tenside die Oberflächenbedeckung erzeugen, ist kritisch. Im Grunde, wenn sie in wenigen 10s von ms an der Schnittstelle ankommen, erhalten Sie leicht viel guten Schaum. Diese Geschwindigkeit hängt von Konzentration, CMC, Oberflächenmobilität, Salzkonzentration in keiner Weise ab, die mit der Theorie / dem Experiment von 2020 leicht extrahierbar ist (für einige Hinweise auf die Komplexität siehe DST-Choice und lesen Sie die Meisterklasse zur Theorie in der Arbeit, was zu dem Schluss kommt, dass es nicht viel hilft). Das ist einerseits traurig, andererseits befreiend. Messen Sie einfach die dynamische Oberflächenspannung auf einer Zeitskala von 10 ms und optimieren Sie die Formulierung, bis Sie eine starke Verringerung der Oberflächenspannung feststellen. Auf einem typischen maximalen Blasendruck-Tensiometer wird diese 10-ms-Zeitskala bei gemessen

Schäumtechniken

Ich hatte den verschiedenen Schäumungstechniken im Allgemeinen wenig Aufmerksamkeit geschenkt, aber die Bemerkung im vorherigen Abschnitt, dass Schäume selbstlimitierend sind, hat mir klar gemacht, dass ich auf viele verschiedene Methoden gestoßen bin.

  1. Schüttelzylinder. Geben Sie beispielsweise 10 ml Lösung in einen 130-ml-Messzylinder und oszillieren Sie ihn, wobei Sie das Schaumvolumen nach einer bestimmten Anzahl von Schütteln überprüfen. Wenn Sie 90% Lufteinschlüsse erhalten, sind Sie bei 100 ml, also finden Sie heraus, ob Sie 91, 92 haben. wird in einem 130ml-Zylinder knifflig. Mein Eindruck ist, dass diese Art von Schaum relativ grob ist, aber ich könnte mich irren
  2. Ross-Miles. Geben Sie etwas Testlösung in den Boden eines hohen Zylinders. Geben Sie nun tropfenweise mehr Lösung von oben hinzu. Die Tropfen, die in die darunter liegende Flüssigkeit aufschlagen, erzeugen einen Schaum. Messen Sie das Volumen am Ende der Zugabe, dann zur Stabilität das Volumen nach einigen Minuten. Erstaunlicherweise ist dies ein Industriestandardtest.
  3. Mixer. Nimm einfach einen großen Mixer und gib genug Flüssigkeit hinein, um die Klingen zu bedecken. Schwenken Sie weg und messen Sie das Volumen, indem Sie den Inhalt in einen Messzylinder gießen. Die Tatsache, dass dies möglich ist, lässt vermuten, dass der Schaum eher grob ist, da ein feiner Schaum schwer zu gießen wäre.
  4. Planetenmischer. Nehmen Sie Kenwood Chef oder gleichwertig mit einem Schneebesen und beobachten Sie, was passiert, wenn sich der Schneebesen um seine Achse dreht, während er sich auf der anderen Achse bewegt. Ein Papier der Sofia-Gruppe zeigt einen klaren selbstlimitierenden Effekt, sobald der Schaum dick genug wird, um die Oberflächenwellen zu zerquetschen, die anfangs die Luft eingeschlossen haben, so dass dies gut erscheint, um die Fähigkeit zu testen, feinere Schäume zu erzeugen.
  5. Sparging-Säule. Blasen Sie Luft durch eine Fritte am Boden einer Säule, die Ihre schäumende Lösung enthält. Anhand der stabilen Höhe des Schaums bekommen Sie eine Vorstellung von der Schäumbarkeit und Stabilität, und/oder Sie können das Gewicht des Schaums messen, der in einer bestimmten Zeit über die Oberfläche kommt. Weitere Details finden Sie auf der Seite Schaumfraktionierung.
  6. Mikroschaumtest. Ich musste einmal die Schäumbarkeit mit mg Tensid und μl Lösung messen. Dies war bemerkenswert einfach, indem ein stetiger Luftstrom durch eine sehr feine Spritzennadel in die Lösungen in Mikrotiterplatten geblasen wurde. Es ist eine sehr gute Hochdurchsatztechnik (deshalb haben wir sie entwickelt), um Niedrig-, Mittel- und Hochschäumer sowie Kurz-, Mittel- und Langzeitschaum zu unterscheiden. Es ist grob, aber erstaunlich effektiv.
  7. Druckluftschaum. Mischen Sie Ihre Tensidlösung mit etwas Hochdruckluft, lassen Sie sie durch ein Rohr fließen, sich dabei ausdehnen und platzen Sie beispielsweise auf einem Öllagerbehälter in Flammen. Ich habe einmal eine App für ein Feuerwehrprojekt geschrieben, die die Theorie eines solchen Schaums erforderte und einige Messungen benötigte, um die Theorie zu parametrisieren. Leider scheiterten die Live-Experimente an einem Teststand in Originalgröße, weil der Teststand bei einem der Tests abbrannte.
  8. Aerosolschäume. Dies ist eine Variante des vorherigen, in kleinerem Maßstab. Das Treibmittel in einer Dose (typischerweise eine Kohlenwasserstoff-Gasmischung) wird schön in die Tensidmischung gemischt, so dass eine Masse feiner Blasen entsteht, wenn es sich plötzlich ausdehnt. Ein typisches Beispiel ist ein Rasierschaum, der fein sein muss, damit die hohe Viskosität und Fließspannung im Gesicht erhalten bleibt.
  9. Handreiben. Ich weiß, dass Schäumen beim Waschen keine Bedeutung hat - das Verlangen danach ist psychologischer, nicht physikalischer. Ich hatte mir also nie die Mühe gemacht, zu sehen, wie viel Schaum man mit fantasievollem Händereiben erzeugen konnte. Es ist ziemlich viel, aber aus meiner Sicht den Aufwand nicht wert.
  10. Rasierpinsel. Ich hatte Rasierpinsel nie verstanden. Sie produzierten keine interessante Schaummenge und schienen nur eine komplizierte Art zu sein, Seife auf meinem Gesicht zu verteilen. Aber dann hatte ich mir nie die Mühe gemacht zu lernen, wie man es macht. Wenn man auf einen Klecks nasser Seife auf der Hand wischt, scheint nicht viel zu passieren. Das liegt daran, dass sich der gesamte Schaum in der Bürste befindet. Drücken Sie den Pinsel einfach auf irgendeine Weise, und heraus kommt eine Masse von sehr feinem, stabilem Schaum, perfekt zum Auftragen auf das Gesicht. Ich war sehr beeindruckt.
  11. Schaumnetz. Nehmen Sie ein paar Zentimeter eines feinen Netzes und reiben Sie es mit der nassen Seife kräftig zwischen Ihren Händen. Wie beim Rasierpinsel passiert nicht viel, wenn Sie nicht wissen, was Sie tun möchten - ich musste auf YouTube gehen, um es herauszufinden. Zieht man das Netz zwischen den Fingern, entsteht viel Schaum. Wiederholen Sie dies einige Male und Sie erhalten eine tolle Menge feinen, stabilen Schaums. Das feine Netz ist eindeutig gut darin, größere Blasen in kleinere aufzulösen. Warum sich jemand die Mühe macht, seine Zeit damit zu verbringen, diese Masse an Schaumblasen zu erzeugen, ist keine Frage, die ich beantworten kann.
  12. Messungen wichtiger Parameter.
    • Offensichtlich Schaumhöhe ggf. und das Verhältnis der Gesamthöhe zur Flüssigkeitsmenge im Boden des Behälters und wie sich diese im Laufe der Zeit verändert.
    • Ein Leitfähigkeitsmesser über einen bekannten Spalt, kalibriert mit der Leitfähigkeit des im Experiment verwendeten Wassers, gibt Ihnen eine gute Vorstellung vom Volumenanteil der Luft.
    • Setzen Sie ein großes Prisma in Kontakt mit dem Schaum und koppeln Sie Licht hinein und aus ihm heraus. Ein Video zeigt einen starken Kontrast zwischen Kontakt mit Wasser (weiß) und Luft (schwarz) und lässt sich dann einfach per Bildanalyse vermessen. Experimente haben gezeigt, dass das Prisma eine überraschend kleine Störung am Schaum selbst hat, so dass die Messungen relevant sind. Es ist unglaublich schwer, eine gute Bildanalyse von Bildern von freiem Schaum zu erhalten, da es selten einen zuverlässig guten Kontrast zwischen Wänden und dem Rest gibt.

Ölschäume

Es scheint offensichtlich, dass man in Ölen keine Schäume herstellen kann. Die Oberflächenspannungen von Ölen sind niedrig und ein Tensid kann nicht viel bewirken und somit kann die entscheidende elastizitätsstabilisierende Wirkung nicht zum Tragen kommen. Dies gilt im Allgemeinen für einfache Kohlenwasserstofföle. Um darin Schäume herzustellen, müssen Sie clevere partikuläre Tricks anwenden, wie lyotrope Phasen bestimmter Tenside (wie Mono-Myristylglycerate) oder hydrophobierte Kieselsäuren (siehe Binks in Google Scholar). Aber die echte Ölindustrie hat massive Probleme mit Schäumen und die Kunst/Wissenschaft, Entschäumer für jedes spezifische Rohöl zu finden, ist eine große Herausforderung. Warum schäumen viele Rohöle?

Die klarste wissenschaftliche Beschreibung hierfür stammt aus der Arbeit von Callaghan und Kollegen von BP 3 . Sie extrahierten sorgfältig alle sauren Komponenten aus einer Vielzahl von Ölen (diese machten typischerweise nur 0,02 Gew.-% aus) und stellten fest, dass das Öl (a) keine Elastizität und (b) kein Schäumen aufwies. Wenn sie die Extrakte wieder dem schaumfreien Öl zusetzten, kehrten sowohl Elastizität als auch Schaumbildung zurück. Die Säuren waren eher einfache lang(ish)kettige Alkansäuren wie Dodecansäure. Obwohl in diesem Papier die Oberflächenspannungen des Rohöls nicht aufgezeichnet wurden, zeigen andere Papiere typische Werte im unteren Bereich von 30 mN/m, die jedoch durch Zugabe von einfachen Tensiden oder Entschäumern bis in die Mitte der 20er Jahre gesenkt werden können. Dies ist keine große Abnahme und daher können die Elastizitätseffekte nicht groß sein.In Rohölen können die Drücke jedoch sehr hoch sein, so dass das Blasen sehr heftig sein kann, wenn das Rohöl atmosphärischen Druck erreicht, so dass es keinen sehr starken Oberflächeneffekt braucht, um ein massives Schäumen zu verursachen.

Um auf die andere Art der Schaumstabilisierung zurückzukommen, wird Rohöl gewöhnlich durch die Anwesenheit von Asphaltenen kompliziert, die leicht an der Luft/Öl-Grenzfläche kristallisieren/klumpen und auf diese Weise ein Schäumen bewirken können. Und wie wir sehen werden, wird die Schaumstabilität durch die hohe Viskosität, die viele Öle problemlos liefern können, stark verbessert. Aber nichts ist einfach: Asphaltene haben sich als sehr bescheidene Tenside erwiesen, die in Toluol schäumen können, wo sie (per Definition) löslich sind.

Schaumstoffe zur Brandbekämpfung

Dies ist ein riesiges Thema. Der einzige hier angesprochene Punkt ist, dass das Tensid bei Öl-/Benzinbränden nicht gut sein sollte, um das Öl mit dem Wasser im Schaum zu emulgieren. Die Standardtheorie besagt daher, dass das System einen großen „Spreading Coefficient“ (siehe Abschnitt Antifoam) benötigt, der in der Praxis nur mit Fluortensiden erreicht werden kann. Solche Schäume sind erstaunlich gut darin, durch riesige Flammen gespritzt zu werden, um schön auf der Oberfläche der brennenden Flüssigkeit zu landen (die zur Überraschung vieler "nur" bei ihrem Siedepunkt ist - nicht bei einer superhohen Temperatur) und die Feuer. Für wirklich robuste Schäume ist die Zugabe eines Proteintensids eine gute Idee - normalerweise als Teil einer schnellen / langsamen Mischung aus einem normalen schnellen Tensid, um den Schaum in Schwung zu bringen, und dem langsamen Protein, das nach einiger Zeit die Grenzfläche erreicht und das Ganze bemerkenswert fest macht . Alternativ können einige Polymere mit hohem MWt diese Funktion erfüllen, um einen AR-AFFF-Alkoholbeständigen-wässrigen Filmbildungsschaum zu erzeugen, der nicht nur bei unpolaren Bränden, sondern auch bei polaren Bränden funktioniert, für die ein herkömmlicher Schaum möglicherweise zu kompatibel mit dem flüssig.

Mit der Abkehr von Fluortensiden (scheinbar unvermeidlich, vertretbar oder nicht) ist es meiner Ansicht nach jedoch notwendig, sich auf die Herstellung von LRLP-Schäumen, Low Radius und Low Permeability, zu konzentrieren, die mit Standardtensiden hergestellt werden. Wenn Sie Schaumrheologie, Entwässerung und Ostwald-Reifung untersuchen, werden Sie feststellen, dass Schäume mit kleinem Radius steifer und zäher sind. So können Sie durch kleinere Blasen die Lebensdauer des Schaums erhöhen. Und mit Tricks wie dem Hinzufügen von Myristinsäure können Sie einen Schaum mit geringer Permeabilität herstellen, indem Sie die Schnittstelle steifer machen. Dies trägt dazu bei, die Geschwindigkeit, mit der sich warme Dämpfe durch den Schaum bewegen können, zu reduzieren, wodurch das Risiko einer erneuten Entzündung verringert wird.

1 J. Eastoe, J. S. Dalton, Dynamische Oberflächenspannung und Adsorptionsmechanismen von Tensiden an der Luft/Wasser-Grenzfläche, Fortschritte in der Kolloid- und Grenzflächenwissenschaft, 85, 2000, 103-144

2 B. Petkova, S. Tcholakova, M. Chenkova, K. Golemanov, N. Denkov, D. Thorley, S. Stoyanov, Schäumbarkeit wässriger Lösungen: Rolle von Tensidtyp und Konzentration, Fortschritte in der Kolloid- und Grenzflächenwissenschaft 276 (2020) 102084

3 IC Callaghan et al., Identifizierung der für die Schaumbildung verantwortlichen Rohölkomponenten, SPE-Journal, 25, 1985, 171-175

Tensidwissenschaft: Prinzipien in der Praxis

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Hämodialyse

Dialyselösung

Dialysierflüssigkeit kann als Medikament angesehen werden, das an die individuellen Bedürfnisse des Patienten angepasst werden muss. In modernen Maschinen wird Dialysat durch Mischen von zwei Konzentratkomponenten hergestellt, die als flüssige oder trockene (Pulver-)Konzentrate bereitgestellt werden können. Die Bicarbonatkomponente enthält Natriumbicarbonat und Natriumchlorid, die Säurekomponente enthält Chloridsalze von Natrium, Kalium (falls erforderlich), Calcium, Magnesium, Acetat (oder Citrat) und Glucose (optional). Diese beiden Komponenten werden gleichzeitig mit gereinigtem Wasser vermischt, um das Dialysat herzustellen. Dialysat-Dosierpumpen sorgen für eine einwandfreie Durchmischung. Die relativen Mengen an Wasser-, Bicarbonat- und Säurekomponenten definieren die endgültige Dialysatzusammensetzung. Bicarbonat hat in den meisten Ländern Acetat als Dialysatpuffer ersetzt. Typische Konzentrationen von Dialysatkomponenten sind in Abbildung 89.4 angegeben. Vor kurzem wurde ein citrathaltiges Dialysat (0,8 mmol/l) eingeführt, das eine Reduzierung der Heparindosis ermöglichen kann. Die Dialysatzusammensetzung kann durch Änderung des Mischungsanteils und durch Zugabe von Salzlösungen weiter modifiziert werden. Mögliche Vor- und Nachteile von Dialysatmodifikationen sind in Abbildung 89.5 dargestellt. Moderne Maschinen ermöglichen eine Veränderung der Bicarbonatkonzentration durch Änderung des Mischungsverhältnisses von Wasser zu Bicarbonat. Eine variable Natriumoption ermöglicht die Anpassung der Dialysat-Natriumkonzentration an die Bedürfnisse des Patienten. Glukose wird normalerweise hinzugefügt, um eine intradialytische Hypoglykämie zu verhindern, aber Glukosekonzentrationen von 200 mg/dl (11 mmol/l) können zu Hyperglykämie und Hyperinsulinämie führen.

Um große Wassermengen zu vermeiden, kann verbrauchtes Dialysat durch Sorbentien regeneriert werden. Diese Systeme benötigen für eine regelmäßige Dialysebehandlung möglicherweise nur 6 Liter Leitungswasser, was sie besonders für Heim-HD- oder Trockengebiete attraktiv macht.


Warum wird empfohlen, die Blasenbildung beim Mischen zu vermeiden? - Biologie

zuletzt aktualisiert am Montag, 30. Dezember 2013

Nach Beendigung einer Reaktion enthält die Lösung oft nicht nur das gewünschte Produkt, sondern auch unerwünschte Nebenprodukte der Reaktion, nicht umgesetzte(s) Ausgangsmaterial(e) und den Katalysator (sofern dieser verwendet wurde). Diese Verbindungen müssen bei der Isolierung des Reinprodukts entfernt werden. Eine Standardmethode für diese Aufgabe ist eine Extraktion oder oft auch als bezeichnet Waschen. Streng genommen zielen die beiden Operationen auf unterschiedliche Teile in der Mischung ab: Während die Extraktion die Zielverbindung aus einer unreinen Matrix entfernt, entfernt das Waschen Verunreinigungen aus der Zielverbindung, d. h. Wasser durch Extraktion mit gesättigter Natriumchloridlösung. Waschen wird auch als Schritt im Umkristallisationsverfahren verwendet, um die an der Kristalloberfläche haftende Verunreinigungen enthaltende Mutterlauge zu entfernen.

Viele Flüssig-Flüssig-Extraktionen basieren auf der Säure-Base-Chemie. Die beteiligten Flüssigkeiten müssen nicht mischbar sein, um beim Kontakt zwei Schichten zu bilden. Da die meisten Extraktionen mit wässrigen Lösungen (dh 5 % NaOH, 5 % HCl) durchgeführt werden, ist die Mischbarkeit des Lösungsmittels mit Wasser ein entscheidender Punkt sowie die Verträglichkeit des Reagenzes mit den Verbindungen und dem Lösungsmittel der Lösung extrahiert werden. Lösungsmittel wie Dichlormethan (=Methylenchlorid in der älteren Literatur), Chloroform, Diethylether oder Ethylester bilden bei ausreichendem Einsatz mit wässrigen Lösungen zwei Schichten. Ethanol, Methanol, Tetrahydrofuran (THF) und Aceton sind in der Regel nicht für die Extraktion geeignet, da sie mit den meisten wässrigen Lösungen vollständig mischbar sind. In manchen Fällen ist es jedoch möglich, durch Zugabe großer Mengen eines Salzes eine Phasentrennung zu erreichen (𠇊ussalzen”). Häufig verwendete Lösungsmittel wie Ethylacetat (8,1 %), Diethylether (6,9 %), Dichlormethan (1,3 %) und Chloroform (0,8 %) lösen sich bis zu 10 % in Wasser. Wasser löst sich auch in organischen Lösungsmitteln: Ethylacetat (3 %), Diethylether (1,4 %), Dichlormethan (0,25 %) und Chloroform (0,056 %). Sauerstoffhaltige Lösungsmittel sind aufgrund ihrer Fähigkeit, als Wasserstoffbrücken-Donor und Wasserstoffbrücken-Akzeptor zu wirken, in der Regel besser in Wasser löslich (und umgekehrt). Die höhere Wasserlöslichkeit erniedrigt die Löslichkeit von schwach polaren oder unpolaren Verbindungen in diesen Lösungsmitteln, d. h. nassem Jacobsen-Ligand in Ethylacetat. Andere Lösungsmittel wie Alkohole erhöhen die Löslichkeit von Wasser in organischen Schichten deutlich, weil sie mit beiden Phasen mischbar sind und als Mediator wirken. Dies führt häufig zur Bildung von Emulsionen.

Der wichtigste Punkt, den Sie während des gesamten Extraktionsprozesses beachten sollten, ist, welche Schicht das Produkt enthält. Bei einer organischen Verbindung kann man relativ sicher annehmen, dass sie sich in der organischen Schicht besser löst als in den meisten wässrigen Lösungen, es sei denn, sie wurde in eine ionische Spezies umgewandelt, die sie wasserlöslich macht. Wenn eine Carbonsäure (d. h. Benzoesäure) unter Verwendung einer Base deprotoniert oder ein Amin (d. h. Lidocain) unter Verwendung einer Säure protoniert würde, würde sie wasserlöslicher, da die resultierende Spezies eine Ladung trägt. Chlorierte Lösungsmittel (d. h. Dichlormethan, Chloroform) weisen eine höhere Dichte als Wasser auf, während Ether, Kohlenwasserstoffe und viele Ester eine geringere Dichte als Wasser besitzen (siehe Lösungsmitteltabelle), bilden also die oberste Schicht (siehe Lösungsmitteltabelle). . Eine Regel, die bei der Durchführung eines Aufarbeitungsprozesses immer beachtet werden sollte:

Entsorgen Sie niemals eine Schicht weg, bis Sie sich absolut sicher sind (=100 %), dass Sie sie nie wieder benötigen. Sie können sich nur dann wirklich sicher sein, wenn Sie das Endprodukt in angemessener Ausbeute isoliert haben und es anhand von Schmelzpunkt, Infrarotspektrum usw. als die richtige Verbindung identifiziert wurde. Denken Sie daran, dass es immer einfacher ist, entnehmen Sie das Produkt aus einer anderen Schicht in einem Becher als aus dem Abfallbehälter oder der Spüle. In diesem Zusammenhang wäre es sinnvoll, alle Layer richtig zu beschriften, um sie später bei Bedarf richtig identifizieren zu können.

Um Verbindungen voneinander zu trennen, werden sie häufig chemisch modifiziert, um sie ionischer zu machen, d. h. eine Carbonsäure durch Zugabe einer Base in ein Carboxylat umzuwandeln. Standardlösungen, die zur Extraktion verwendet werden, sind: 5 % Salzsäure, 5 % Natronlauge, gesättigte Natriumbicarbonatlösung (

6 %) und Wasser. Alle diese Lösungen tragen dazu bei, die (organische) Verbindung zu modifizieren und wasserlöslich zu machen und sie somit aus der organischen Schicht zu entfernen. Konzentriertere Lösungen werden wegen der erhöhten Wärmeentwicklung während der Extraktion und möglicher Nebenreaktionen mit dem Lösungsmittel selten für die Extraktion verwendet.

Was verwende ich zum Extrahieren?

A. Entfernung einer Carbonsäure oder Mineralsäure

Um eine saure Verbindung aus einer Mischung zu entfernen, wird eine Base wie NaOH oder NaHCO3 wird genutzt. Die Carbonsäure (oder Mineralsäure) und die Base reagieren zu einem Natriumsalz, das in wässrigen Lösungen aufgrund seiner negativen Ladung und höheren Polarität normalerweise eine höhere Löslichkeit aufweist (was durch einen negativeren log K . angezeigt wird).au Wert, d. h. CH3COOH: -0,17, Na + CH&sub2;3COO - : -3,72).

Welches der beiden Reagenzien zu verwenden ist, hängt von den anderen in der Mischung enthaltenen Verbindungen ab. Natriumhydroxid ist normalerweise einfacher zu handhaben, da es kein Kohlendioxid als Nebenprodukt entwickelt. Außerdem kann die Konzentration bei Bedarf deutlich erhöht werden. Wenn jedoch Verbindungen vorhanden waren, die gegenüber starken Basen oder Nukleophilen empfindlich sind (d. h. Ester, Ketone, Aldehyde usw.), sollte Natriumbicarbonat verwendet werden. Es reagiert nicht mit diesen Verbindungen, da es eine schwächere Base und ein schwaches Nukleophil ist (aufgrund seiner Resonanzstabilisierung). Beachten Sie, dass die Bildung von Kohlendioxid als Nebenprodukt zu einem Druckaufbau im Scheidetrichter, Zentrifugenröhrchen oder konischen Fläschchen führt. Daher müssen zusätzliche Vorkehrungen (d. h. häufiges Entlüften) getroffen werden, um Unfälle durch Druckaufbau im Extraktionsgefäß zu vermeiden. Die Zielverbindung kann anschließend durch Zugabe einer Mineralsäure zum basischen Extrakt, d. h. Benzoesäure im Grignard-Experiment in Chem 30CL, gewonnen werden.

B. Entfernung eines Phenols

Die meisten Phenole sind schwache Säuren (pKein=

10) und reagieren nicht mit Natriumbicarbonat, das selbst eine schwache Base ist (pKein(H2CO3)=6,37, 10,3). Sie reagieren jedoch mit einer starken Base wie NaOH. Dieser Säureunterschied kann ausgenutzt werden, um Carbonsäuren und Phenole in einer organischen Schicht voneinander zu trennen. Während sich viele Phenole schlecht in Wasser lösen (8,3 g/100 ml bei 20 °C, log Kau= 1,46) lösen sich Phenolate sehr gut in wässrigen Lösungen. Nach der Extraktion kann das Phenol durch Zugabe einer Mineralsäure zum basischen Extrakt zurückgewonnen werden.

C. Entfernung eines Amins

Je nach Kettenlänge können Amine in Wasser löslich sein oder nicht, d. h. Propylamin ist mit Wasser mischbar (log Kau=0,48), Triethylamin zeigt bei Raumtemperatur eine begrenzte Löslichkeit (17 g/100 mL, log Kau= 1,44), während sich Tributylamin kaum löst (0,37 g/100 ml, log Kau=4,60). Amine sind basisch und können mit Mineralsäuren, d. h. Salzsäure, in Ammoniumsalze umgewandelt werden. Die resultierenden Salze lösen sich in Wasser auf. Die Löslichkeit der Ammoniumsalze nimmt jedoch mit zunehmender Anzahl und Größe der R-Gruppen ab. Ammoniumsalze primärer Amine sind in Wasser viel besser löslich als Salze tertiärer Amine aufgrund der erhöhten Fähigkeit zur Bildung von Wasserstoffbrücken [(H3NEt)Cl: 280 g/100 g H2OH2Netz2)Cl: 232 g/100 g H2O, (HNEt3)Cl: 137 g/100 g H2O (alle bei 25 °C)].

Nach der Trennung der organischen und der wässrigen Schicht kann das Amin durch Zugabe einer starken Base wie NaOH oder KOH zu dem sauren Extrakt, d. h. durch Lidocain-Synthese, gewonnen werden. Beachten Sie, dass Amide normalerweise nicht basisch genug sind, um dieselbe Protonierung einzugehen (pKein von konjugierter Säure:


D. Isolierung einer neutralen Spezies

Die meisten neutralen Verbindungen können nicht in Salze umgewandelt werden, ohne ihre chemische Natur zu ändern. Viele dieser neutralen Verbindungen neigen dazu, auf unerwünschte Weise zu reagieren, d. h. Ester unterliegen bei Kontakt mit starken Basen oder starken Säuren einer Hydrolyse. Dies muss man auch berücksichtigen, wenn andere Verbindungen entfernt werden. Beispielsweise hydrolysieren Epoxide zu Diolen, die durch Säuren und Basen katalysiert werden. Ketone und Aldehyde durchlaufen Kondensationsreaktionen, die sowohl durch Säuren als auch durch Basen katalysiert werden. Ester hydrolysieren auch, um Carbonsäuren (oder deren Salze) und den entsprechenden Alkohol zu bilden. Um diese Verbindungen voneinander zu trennen, werden häufig chromatographische Techniken verwendet, bei denen die Verbindungen aufgrund ihrer unterschiedlichen Polaritäten getrennt werden (siehe Kapitel Chromatographie).


e. Allgemeines Trennschema

Basierend auf der obigen Diskussion kann das folgende Gesamttrennungsschema skizziert werden. Welche Sequenz die effizienteste ist, hängt stark vom Zielmolekül ab. Es gibt offensichtlich keinen Grund, das gesamte Verfahren zu durchlaufen, wenn die gesuchte Verbindung bereits im ersten Schritt isoliert werden kann. Beachten Sie, dass viele dieser Schritte bei einfachen Trennproblemen austauschbar sind.



Wenn beispielsweise die Zielverbindung die Base im System war, sollte zuerst die Extraktion mit HCl durchgeführt werden. Was in der organischen Schicht verbleibt, ist danach nicht mehr von Interesse, es sei denn, eine der anderen Verbindungen muss auch aus dieser Schicht isoliert werden. Wenn die Zielverbindung eine Säure war, sollte zuerst die Extraktion mit NaOH durchgeführt werden. Diese Strategie spart Schritte, Ressourcen und Zeit und reduziert vor allem den Abfall erheblich.

Praktische Aspekte einer Extraktion

Eine Extraktion kann im Makromaßstab oder im Mikromaßstab durchgeführt werden. In der Makroskala wird normalerweise ein Scheidetrichter verwendet (Details zu seiner Verwendung finden Sie am Ende dieses Kapitels). Extraktionen im Mikromaßstab können je nach Menge in einem konischen Fläschchen oder einem Zentrifugenröhrchen durchgeführt werden. Im Folgenden sind einige Probleme aufgeführt, auf die Studenten im Labor häufig gestoßen sind:

A. Welche Schicht ist die wässrige Schicht?

Die meisten Lösungen sind relativ verdünnt (

5 %) und ihre Dichte unterscheidet sich kaum von der von Wasser (d. h. 5 % HCl: 1,02 g/cm 3 , 5 % NaOH: 1,055 g/cm 3 ). Somit liefert die Dichte eines Feststoffs, d. h. Natriumhydroxid (2,1 g/cm 3 im Feststoff) nicht die gesuchte Information. Die Dichte wird durch die Hauptkomponente einer Schicht bestimmt, die normalerweise das Lösungsmittel ist. Etwa 5 % eines gelösten Stoffes ändern die Dichte der Lösung nicht wesentlich. Dies kann sich jedoch ändern, wenn sehr konzentrierte Lösungen verwendet werden (siehe Tabelle hinten im Reader)! So bilden Diethylether und Ethylacetat, die beide weniger dicht sind als die verdünnten Lösungen, die normalerweise für die Extraktion verwendet werden, die obere Schicht, während Dichlormethan und Chloroform die untere Schicht bilden (derzeit werden beide nicht in Chem 30BL oder Chem30CL verwendet.) aus Sicherheitsgründen!).

B. Warum werden manchmal drei Schichten beobachtet?

Es kommt nicht selten vor, dass eine kleine Menge einer Schicht über der anderen landet. Durch Mischen mit einem Rührstab oder sanftes Schütteln wird dieses Problem in der Regel behoben. Kleine Mengen (im Vergleich zum Gesamtvolumen der Schicht) sollten hier verworfen werden.

C. Warum trennen sich die Schichten nicht?

Dies würde normalerweise passieren, wenn die Mischung zu stark geschüttelt wurde. Anschließend wird anstelle von zwei unterschiedlichen Schichten eine Emulsion gebildet. In einem solchen Fall kann die Mischung mit einem Glasstab langsam gerührt werden, um die kleinen Tröpfchen etwas schneller zusammenzubringen, was letztendlich zur Bildung einer neuen Schicht führt. In manchen Fällen kann auch ein vorsichtiges Entleeren der vorhandenen unteren Schicht hilfreich sein, da diese die Blasen im kleineren Teil des Extraktionsgefäßes zusammendrückt. In Fällen, in denen die Phasen eine ähnliche Polarität oder Dichte aufweisen, kann die Zugabe von mehr Lösungsmittel die Trennung unterstützen. Manchmal kann auch die Zugabe eines Salzes (oder einer Salzlösung) zu einer besseren Phasentrennung führen (𠇊ussalzen”). In vielen Fällen funktioniert auch Zentrifugation oder Schwerkraftfiltration. Wenn erfahrungsgemäß bekannt ist, dass manche Mischungen Emulsionen bilden können, sollte starkes Schütteln vermieden werden. Stattdessen wird ein ausreichender Mischgrad erreicht, während die Bildung von Emulsionen minimiert wird, indem der Scheidetrichter 2-3 Minuten lang vorsichtig hin und her bewegt wird.

D. Woher wissen wir, dass wir mit dem Extrahieren fertig sind?

Streng genommen wird kaum der gesamte gelöste Stoff extrahiert, da es einen endlichen Verteilungskoeffizienten für die Verbindung gibt (siehe auch Extraktion II). In der Regel sind mehrere Extraktionen mit geringen Lösungsmittel- oder Lösungsmengen effizienter als eine Extraktion mit der gleichen Lösungsmittelmenge (siehe unten). Die nach zwei bis drei Extraktionen zurückbleibende Materialmenge ist in der Regel sehr gering (in den meisten Fällen weniger als 5 %) und rechtfertigt den Aufwand und die Ressourcen (Lösungsmittel und Zeit für die Extraktion und die spätere Entfernung des Lösungsmittels) nicht. Übermäßiges Waschen verringert auch die Produktausbeute, wenn sich die gewünschte Verbindung in der anderen Phase merklich löst.

e. Warum macht der Extraktionsbehälter (Vial, Zentrifugenröhrchen, Scheidetrichter) komische Geräusche?

Dieses Phänomen wird häufig beobachtet, wenn Natriumbicarbonat zur Extraktion verwendet wird, um saure Verbindungen zu neutralisieren oder zu entfernen. Die Reaktion liefert Kohlendioxid (CO2), das bei Umgebungstemperatur ein Gas ist. Es baut sich ein Druck auf, der einen Teil des Gases und der Flüssigkeit herausdrückt. Der Behälter sollte sofort entlüftet werden, bevor der Druckaufbau eine Explosion, ein Herausschleudern des Stopfens auf der Oberseite oder übermäßiges Verschütten beim Öffnen verursachen kann. Eine ähnliche Beobachtung wird gemacht, wenn ein niedrigsiedendes Lösungsmittel zur Extraktion verwendet wird. Das Schütteln der Mischung erhöht die Oberfläche und damit den scheinbaren Dampfdruck des Lösungsmittels. Außerdem sind viele Extraktionsverfahren exotherm, weil sie eine Säure-Base-Reaktion beinhalten.

F.Das Zentrifugenröhrchen ist undicht

Oftmals ist die Kappe entweder von vornherein die falsche Kappe oder sie ist nicht richtig aufgesetzt. Wenn NaHCO3 zur Extraktion verwendet wird, muss das Zentrifugenröhrchen häufiger entlüftet werden.

g. Der Scheidetrichter ist undicht

Vor der Verwendung des Scheidetrichters sollte der Benutzer überprüfen, ob der Hahnstopfen und der Hahn gut zusammenpassen. Außerdem muss der Stopfen oben in die Fuge oben passen, um dort ein Auslaufen zu verhindern (weitere Details am Ende dieses Kapitels).

h. Warum wird für die Extraktion ein Zentrifugenröhrchen, ein konisches Fläschchen oder ein Scheidetrichter verwendet und kein Becher oder Reagenzglas?

Die konische Form dieser Geräte erleichtert das Auffangen der Lösung am Boden mit einer Pasteurpipette aufgrund der kleineren Schnittstelle. Die Aufgabe einer sauberen Phasentrennung wird schwieriger, wenn die Flüssigkeiten über eine große, ebene oder gekrümmte Oberfläche verteilt werden.

ich. Welche Schicht soll entfernt werden, obere oder untere Schicht?

Die untere Schicht wird immer zuerst unabhängig davon entfernt, ob dies von Interesse ist oder nicht, da dies viel einfacher ist. Wenn ein Zentrifugenröhrchen oder ein konisches Fläschchen verwendet wurde, sollte die untere Schicht mit einer Pasteurpipette aufgezogen werden. Aus dieser Sicht wäre ein Lösungsmittel mit einer höheren Dichte als Wasser vorzuziehen, insbesondere wenn sehr kleine Mengen verwendet werden. Dies ermöglicht es, die Anzahl der erforderlichen Übertragungsschritte zu minimieren.


TechTalks-Diskussion

Ich versuche, sehr dünne Cracker wie italienische Sfoglie mit verschiedenen Belägen zuzubereiten. Der Teig wird aus Mehl, Kartoffelflocken und Kartoffelstärke mit Wasser und Öl hergestellt. Ich verwende Ammoniumbicarbonat als chemischen Sauerteig.

Wenn wir den Teig zubereiten, ist er schön und weich. Der Teig, den wir herstellen, enthält Hefe und wir lassen ihn 16 bis 18 Stunden gären.

Nach der Fermentation fügen wir das Ammoniumbicarbonat hinzu und der Teig wird sehr feucht und wir müssen mehr Mehl hinzufügen, um ihn zu trocknen Ball, weil er so trocken sein muss, dass er in Stücke zerfällt, dass wir, sobald wir den Laminator aufgesetzt haben, in der Lage sein müssen, einen Teig zu formen und dreimal zu laminieren und zu falten -Zeit, bis es die richtige Dicke erreicht hat, aber es ist sehr frustrierend und zeitaufwendig, weil es sehr leicht bricht und wir von vorne beginnen müssen. Wir versuchen, dem Teig Zeit zum Ruhen zu geben und halten ihn warm und in einem feuchten Behälter, in der Hoffnung, dass er geschmeidiger wird.

Ist die Knetzeit und die Drehzahl sehr wichtig? Was wäre der ideale Zeitpunkt? und bei welcher rph würdest du bitte vorschlagen? Meine Ausrüstung ist klein, eher bäckereiartig als industriell, ich habe einen Kneter, einen Laminator und einen Rotationsofen.

Als ehemaliger Produktmanager und jetzt Berater für Tunnelofenbänder würde mich Ihre Erfahrung mit dem Wechsel des Hauptbandtyps in Ihrem Tunnelofen interessieren und aus welchen Gründen. Haben Sie von Vollstahlband auf Gitterband oder (Mehrfachspirale) CB5-Band auf Z-Band (Rollbackofenband) umgestellt? Oder war es umgekehrt? Oder gibt es Absicht und Gedanken, so etwas zu tun?

Ee hat zum ersten Mal Kekse gebacken. Wir beginnen mit einem weichen Keks (zwei Sorten mit/ohne Kakaopulver). Wir haben einen direkt befeuerten Ofen, 40 m lang, mit vier Zonen. Wir hatten zwei Probleme: -die Linie von ungebackenem Teig in der Mitte des Kekses

-Die größere Herausforderung für uns sind kleine Unebenheiten und Luftblasen auf einem weichen Keks. (Wir haben Docker-Löcher auf jedem Keks.)


Gelöster Sauerstoff in Oberflächenwasser

Messungen des gelösten Sauerstoffs (DO) berechnen die Menge an gasförmigem Sauerstoff, die im Oberflächenwasser gelöst ist, was für das gesamte sauerstoffatmende Leben in Flussökosystemen wichtig ist, einschließlich der für den menschlichen Verzehr bevorzugten Fischarten (z.B. Blaukiemen und Barsch) sowie Zersetzerarten, die für das Recycling biogeochemischer Materialien im System entscheidend sind.

Der in Seen, Flüssen und Ozeanen gelöste Sauerstoff ist entscheidend für die darin lebenden Organismen und Lebewesen. Wenn die Menge an gelöstem Sauerstoff in Gewässern unter das normale Niveau sinkt, wird die Wasserqualität beeinträchtigt und die Lebewesen beginnen zu sterben. In einem als Eutrophierung bezeichneten Prozess kann ein Gewässer hypoxisch werden und keine lebenden Organismen mehr ernähren können, wodurch es im Wesentlichen zu einer “toten Zone” wird

Eutrophierung tritt auf, wenn ein Überschuss an Nährstoffen dazu führt, dass Algenpopulationen in einer Algenblüte schnell wachsen. Die Algenblüte bildet an der Wasseroberfläche dichte Matten, die zwei wesentliche Sauerstoffeinträge für das Wasser blockieren: den Gasaustausch aus der Atmosphäre und die Photosynthese im Wasser aufgrund des Lichtmangels unter den Matten. Wenn der Gehalt an gelöstem Sauerstoff unter der Oberfläche abnimmt, sterben sauerstoffatmende Organismen in großen Mengen ab, wodurch eine Zunahme der organischen Substanz entsteht. Die überschüssige organische Substanz verursacht eine Zunahme der sauerstoffatmenden Zersetzer-Populationen in der benthischen Zone, was den verbleibenden Gehalt an gelöstem Sauerstoff während der metabolischen Abbauaktivität weiter verringert. Sobald der Sauerstoffgehalt so niedrig wird, werden mobile sauerstoffatmende Spezies (z.B. Fische) entfernt sich, hinterlässt kein aerobes Leben im Wasser und schafft eine tote Zone.

Die Azid-Winkler-Titrationsmethode verwendet eine Titration, um die Konzentration einer Unbekannten in einer Probe zu bestimmen. Insbesondere wird Natriumthiosulfat verwendet, um Jod zu titrieren, das stöchiometrisch auf die Menge an gelöstem Sauerstoff in einer Probe bezogen werden kann.

Grundsätze

Die Azid-Winkler-Methode wird verwendet, um den DO vor Ort zu messen, wo Oberflächenwasser gesammelt wird. Mangan(II)-sulfat und Kaliumhydroxid werden der Probe zugesetzt und der gelöste Sauerstoff in der Probe oxidiert das Mangan und bildet einen braunen Niederschlag. Azid wird in Form eines gekauften alkalischen Iodid-Azid-Reagenzes hinzugefügt, um das Vorhandensein von Nitriten zu korrigieren, die in Abwasserproben gefunden werden und das Winkler-Oxidationsverfahren stören können.

MnSO4 + 2 KOH Mn(OH)2 + K2SO4

4 Mn(OH)2 + Aus2 + 2 Stunden2ل Mn(OH)3

Anschließend wird Schwefelsäure zugegeben, um die Lösung anzusäuern, und der Niederschlag löst sich auf. Unter diesen Bedingungen wird das Jodid aus dem alkalischen Jodid-Azid-Reagens in der Lösung in Jod umgewandelt.

2 Mn(OH)3 + 3 H2SO4 Mn2(SO4)3 + 6 H2Ö

Mn2(SO4)3 + 2 KI 2 MnSO4 + K2SO + 2 Ich 2

Thiosulfat wird dann verwendet, um das Jod in Gegenwart eines zugesetzten Stärkeindikators zu titrieren.

4 Nein2S2Ö3 + 2 Ich2 2 Na2S4Ö6 + 4 NaI

4 mol S2Ö3 2- 1 mol O2

Am Endpunkt dieser Titration wird die blaue Lösung klar. Die Menge an gelöstem Sauerstoff in der Probe wird direkt proportional zur Menge an Thiosulfat, die zum Erreichen des Endpunkts erforderlich ist, quantifiziert.

X ml S2Ö3 X mg/l O:

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Verfahren

1. Messung des gelösten Sauerstoffs in der Probe

  1. Geben Sie an der Wassersammelstelle mit einer kalibrierten Pipette 2 ml Mangansulfat in eine klare 300-ml-BSB-Flasche, die mit dem Probenwasser gefüllt ist. Achten Sie darauf, dass kein Sauerstoff in die Probe eingebracht wird, indem Sie die Pipettenspitze unter die Probenoberfläche stecken und vorsichtig Mangansulfat verteilen. Dies verhindert die Bildung von Blasen, bis die Probe „fixiert“ ist, und verhindert eine Änderung der Konzentration des gelösten Sauerstoffs.
  2. Unter Verwendung der gleichen Technik 2 ml alkalisches Jodid-Azid-Reagenz zugeben.
  3. Setzen Sie den Stopfen sofort ein, kippen Sie die Flasche leicht und drücken Sie den Stopfen schnell hinein, damit keine Luftblasen in der Flasche eingeschlossen werden.
  4. Zum Mischen mehrmals vorsichtig umdrehen (ohne Luftblasen zu erzeugen). Aus einer ausgefällten Materialanhäufung mit trübem Aussehen bildet sich eine Flocke (Flocke).Abbildung 1).
  5. Warten Sie, bis sich die Flocken in der Lösung abgesetzt haben. Drehen Sie die Flasche wieder mehrmals um und warten Sie, bis sich die Flocke gesetzt hat. Die Probe ist nun fixiert, um eine Veränderung des Gehalts an gelöstem Sauerstoff zu verhindern, und kann zurück ins Labor transportiert und bei Bedarf bis zu 8 h kühl und dunkel gelagert werden.
  6. Bei der Lagerung sollten die Proben mit einer kleinen Menge entionisiertem Wasser, das um den Stopfen gespritzt wird, versiegelt werden, und der Stopfen sollte in Aluminiumfolie gewickelt und mit einem Gummiband gesichert werden.
  7. Pipettieren Sie 2 ml konzentrierte Schwefelsäure in die Probe, indem Sie die Pipettenspitze knapp über die Probenoberfläche halten. mehrmals vorsichtig umdrehen, um die Flocke aufzulösen (Figur 2).
  8. In einem Glaskolben mit einer kalibrierten Pipette 200 ml Probenwasser mit 0,025 N standardisiertem Natriumthiosulfat titrieren, dabei schwenken und kontinuierlich mischen, bis sich eine blasse Strohfarbe bildet (Figur 3).
  9. 2 ml Stärkeindikatorlösung mit einer Pipette hinzufügen und zum Mischen schwenken. Sobald der Stärkeindikator hinzugefügt wurde, wird die Lösung blau (Figur 4).
  10. Setzen Sie die Titration fort und fügen Sie jeweils einen Tropfen hinzu, bis ein Tropfen das Blau auflöst, was den farblosen Endpunkt verursacht. Geben Sie jeden Tropfen Titriermittel sorgfältig hinzu und mischen Sie jeden Tropfen gleichmäßig, bevor Sie den nächsten hinzufügen. Das Halten der Probe gegen ein weißes Blatt Papier kann die Visualisierung des Endpunkts verbessern.
  11. Die Konzentration von DO entspricht dem Volumen (ml) des verwendeten Titriermittels. Jeder Milliliter Natriumthiosulfat, der der Wasserprobe hinzugefügt wird, entspricht 1 mg/l gelöstem Sauerstoff. 


Abbildung 1. Eine Probe, nachdem das alkalische Iodid-Azid-Reagenz zugegeben und gemischt wurde, die Flockenbildung am oberen Ende der Probe vor dem Absetzen zeigt.


Abbildung 2. Eine Probe mit gelösten Flocken nach Zugabe von Schwefelsäure.


Abbildung 3. Eine Probe nach Zugabe von Natriumthiosulfat zeigt eine blasse Strohfarbe.


Abbildung 4. Eine Probe, die die blaue Farbe zeigt, nachdem der Stärkeindikator zugegeben und gemischt wurde.

Gelöster Sauerstoff ist für Fluss- und Seeökosysteme von entscheidender Bedeutung, um aerobes Leben zu unterstützen. Die Azid-Winkler-Titrationsmethode ermöglicht die Quantifizierung der Menge an gelöstem Sauerstoff in Oberflächenwasserproben.

In Oberflächenwasser gelöster gasförmiger Sauerstoff ist für das Überleben der darin lebenden Organismen erforderlich, Zersetzer, die für das Recycling von biogeochemischen Materialien im Ökosystem oder Fischarten, die für den menschlichen Verzehr bevorzugt werden, entscheidend sind. Wenn der Sauerstoffgehalt in Wassersystemen unter den Normalwert sinkt, wird die Wasserqualität beeinträchtigt und Organismen sterben ab.

Die Azid-Winkler-Titrationsmethode ist ein Standardtest zur Bestimmung der Konzentration von gelöstem Sauerstoff in einer Probe. Natriumthiosulfat wird verwendet, um Jod zu titrieren, das stöchiometrisch mit der Menge an gelöstem Sauerstoff in der Probe in Beziehung steht.

Dieses Video veranschaulicht die Prinzipien der Quantifizierung von gelöstem Sauerstoff, den Prozess der Durchführung der Azid-Winker-Titration und die Interpretation von Messungen des gelösten Sauerstoffs.

Eutrophierung ist das Einbringen von überschüssigen Nährstoffen in ein Ökosystem. Dies führt dazu, dass Algenpopulationen schnell zu dichten Matten wachsen, die als Algenblüten bekannt sind. Diese Matten können zu Hypoxie oder zu niedrigem Sauerstoffgehalt führen, indem sie den Gasaustausch an der Oberfläche blockieren und die Photosynthese verhindern, indem sie das Sonnenlicht blockieren. Sauerstoff atmende Organismen beginnen zu sterben, was zu einer Zunahme der organischen Substanz führt, was wiederum zu einer Zunahme sauerstoffabhängiger Zersetzer führt, wodurch die Sauerstoffressourcen noch weiter erschöpft werden. Schließlich bewegen sich mobile, sauerstoffabhängige Organismen weg und hinterlassen eine tote Zone ohne aerobes Leben.

Um den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in einer Wasserquelle zu testen, kann die Azid-Winkler-Methode verwendet werden, um den gelösten Sauerstoff direkt im Feld zu messen, oder Proben können fixiert und zur weiteren Analyse ins Labor gebracht werden.

Mangansulfat und Kaliumhydroxid werden der Probe zugesetzt, wodurch Manganhydroxid entsteht. Dadurch wird der gelöste Sauerstoff reduziert und es entsteht ein brauner Niederschlag. Alkalisches Jodid-Azid-Reagenz wird hinzugefügt, um das Vorhandensein von Nitraten in Abwasserproben zu korrigieren, die das Oxidationsverfahren stören können.

Zugesetzte Schwefelsäure säuert die Lösung an und löst den Niederschlag auf. Diese neue Verbindung oxidiert das Jodid aus dem alkalischen Jod-Azid-Reagens zu Jod.

Als nächstes wird ein Stärkeindikator hinzugefügt, der in Gegenwart von Jod blau wird. Thiosulfat, das Jod wieder in Jodid umwandelt, wird verwendet, um das Jod zu titrieren. Nach Beendigung der Titration wird die blaue Lösung farblos. Die Menge an gelöstem Sauerstoff in der Probe ist proportional zur Menge an Thiosulfat, die erforderlich ist, um die Lösung von blau nach farblos zu färben.

Nachdem wir nun mit den Prinzipien der Messung von gelöstem Sauerstoff in Wasserproben vertraut sind, schauen wir uns an, wie dies im Feld und im Labor durchgeführt wird.

Das Experiment beginnt an der Sammelstelle. Sammeln Sie zunächst das Probenwasser in einer durchsichtigen 300-ml-BSB-Flasche. Als nächstes messen und notieren Sie die Temperatur des Wassers aus der Wasserquelle. Geben Sie vorsichtig 2 mL Mangansulfat zur Probe, indem Sie die Pipettenspitze unter die Wasseroberfläche stecken und langsam dispensieren, um Blasenbildung zu vermeiden.

Fügen Sie mit der gleichen Technik 2 ml alkalisches Jod-Azid-Reagenz hinzu und setzen Sie sofort den Stopfen ein, wobei Sie die Flasche leicht kippen, damit keine Luft in der Flasche eingeschlossen wird.

Zum Mischen der Lösung mehrmals vorsichtig umdrehen, dabei darauf achten, dass keine Luftblasen entstehen. Es bildet sich ein Niederschlag, der ein trübes Aussehen verursacht. Lassen Sie den Niederschlag in der Lösung absetzen und mischen Sie ihn gründlich, indem Sie die Flasche mehrmals umdrehen, bevor Sie ihn wieder absetzen lassen. Die Proben sollten mit einer kleinen Menge entionisiertem Wasser versiegelt, um den Stopfen gespritzt, dann in Aluminiumfolie gewickelt und mit einem Gummiband gesichert werden. Die Probe ist nun fixiert und kann zurück ins Labor transportiert werden.

Nachdem die Proben fixiert wurden, werden sie zur weiteren Analyse ins Labor transportiert. Halten Sie zuerst die Pipettenspitze knapp über die Probenoberfläche und geben Sie 2 ml konzentrierte Schwefelsäure in die Probe. Mehrmals umdrehen, um den Niederschlag aufzulösen. Unter Verwendung eines Glaskolbens und einer kalibrierten Pipette 200 ml des vorbehandelten Probenwassers mit 0,025 N standardisiertem Natriumthiosulfat titrieren, schwenken und kontinuierlich mischen, bis sich eine blasse Strohfarbe bildet.

Sobald die Lösung strohfarben ist, fügen Sie 2 1-ml-Tröpfchen der Stärkeindikatorlösung hinzu und schwenken Sie sie zum Mischen. Die Lösung wird blau. Setzen Sie die Titration fort, geben Sie jeweils einen Tropfen Natriumthiosulfat hinzu und mischen Sie langsam mit einem Rührstäbchen, bis das Blau verschwindet und die Lösung farblos wird. Halten Sie die Probe gegen ein weißes Blatt Papier, um die Visualisierung zu verbessern. Notieren Sie das Volumen des zugegebenen Thiosulfats.

Die Konzentration des gelösten Sauerstoffs ist proportional zum Volumen des der Probe zugesetzten Natriumthiosulfats. Jeder hinzugefügte Milliliter entspricht 1 mg/l oder Teilen pro Million gelöstem Sauerstoff.

Die maximale Sauerstoffmenge, die in Wasser gelöst werden kann, hängt von der Wassertemperatur ab. Gelöste Sauerstoffmessungen in mg/L werden unter Verwendung der Wassertemperatur und einer Umrechnungstabelle in die prozentuale Sättigung umgerechnet. Eine Sättigung von 91 bis 110 % gelöstem Sauerstoff wird als ausgezeichnet angesehen, zwischen 71 und 90 % ist gut, 51 bis 70 % sind angemessen und unter 50 % ist schlecht.

Gelöste Sauerstoffkonzentrationen von 6 mg/l reichen aus, um die meisten Wasserarten zu ernähren. Werte unter 4 mg/l sind für die meisten Wassertiere stressig, so dass die Biodiversität beeinträchtigt wird. Wasser, das weniger als 2 mg/l gelösten Sauerstoff enthält, unterstützt das aerobe Wasserleben nicht.

Die Möglichkeit, die Menge an gelöstem Sauerstoff in einer Wasserquelle zu quantifizieren, hat auch alternative Methoden und viele relevante praktische Anwendungen. Einige davon werden hier untersucht.

Gelöster Sauerstoff und Temperatur können auch mit einem tragbaren LabQuest-Monitor mit Sonden für gelösten Sauerstoff und Temperatur gemessen werden. Für gelösten Sauerstoff stecken Sie die Sonde in Kanal 1 ein. Die Einheiten sollten in mg/l sein. Tauchen Sie die Sonde in die Wasserprobe ein und lassen Sie die Sonde langsam durch die Probe zirkulieren, um Sauerstoffverbrauch in einem bestimmten Bereich zu vermeiden. Wenn sich die Messwerte zu stabilisieren scheinen, notieren Sie den Wert.

Die meisten Fische benötigen in ihren Lebensräumen einen moderaten bis guten Gehalt an gelöstem Sauerstoff, um zu gedeihen und sich zu vermehren. Für Fischfarmen, die künstlich angelegte oder natürliche Seen oder Bäche belegen, kann die Möglichkeit, den Gehalt an gelöstem Sauerstoff zu testen, den Betriebsleitern helfen, einen guten Standort für die Ersteinrichtung auszuwählen oder den Zustand ihrer Becken oder Bäche im Auge zu behalten.

Die Überwachung des gelösten Sauerstoffs kann auch für das Habitatmanagement und den Erhalt nützlich sein. Enthält ein See- oder Flussgebiet geschützte oder gefährdete Flora oder Fauna, kann die Überwachung des Gehalts an gelöstem Sauerstoff Aufschluss über den Zustand des Ökosystems geben. Wenn sich die Werte schnell ändern, könnte dies auf eine Gefahr für die geschützten Arten hinweisen und darauf hinweisen, dass eine Management-Interventionsstrategie umgesetzt werden sollte.

Die US-Umweltschutzbehörde EPA schlägt eine Reihe von Maßnahmen vor, um den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in Ökosystemen zu korrigieren. Dazu gehören der korrekte und minimale Einsatz von Düngemitteln, die ordnungsgemäße Abwasserbehandlung, das Ablassen von Abwasser aus Booten und der Erhalt angrenzender Flüsse, Bäche und Feuchtgebiete. Die Reduzierung von Stickoxiden durch Minimierung des Strom- und Autoverbrauchs und die Wahl effizienterer Bootsmotoren kann auch dazu beitragen, einen angemessenen Gehalt an gelöstem Sauerstoff in den Wasserressourcen aufrechtzuerhalten.

Sie haben sich gerade die Einführung von JoVE zur Messung von gelöstem Sauerstoff in Oberflächengewässern angesehen. Sie sollten jetzt die Prinzipien der Messung von gelöstem Sauerstoff verstehen, wie Sie gelösten Sauerstoff in Ihren eigenen Wasserproben quantifizieren und Ihre Ergebnisse und ihre Auswirkungen auf die Umwelt interpretieren. Danke fürs zuschauen!

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Ergebnisse

Ein Gehalt an gelöstem Sauerstoff von 6 mg/L ist für die meisten Wasserarten ausreichend. Gelöste Sauerstoffwerte unter 4 mg/l sind für die meisten Wassertiere Stress. Gelöste Sauerstoffgehalte unter 2 mg/l unterstützen das aerobe Wasserleben nicht (Abbildung 5).

Die maximale Sauerstoffmenge, die in Wasser gelöst werden kann, variiert je nach Temperatur (Tabelle 1).

DO-Messungen in mg/L werden anhand der Wassertemperatur und der folgenden Umrechnungstabelle in % Sättigung umgerechnet (Abbildung 6).

GELÖSTER SAUERSTOFFSTAND (% SÄTTIGUNG)
Ausgezeichnet: 91 – 110
Gut: 71 – 90
Messe: 51 – 70
Schlecht: < 50


Abbildung 5. DO-Messungen werden unter Verwendung der Wassertemperatur in % Sättigung umgerechnet. Die Wassertemperatur auf der oberen horizontalen Achse und der gemessene DO-Wert auf der unteren horizontalen Achse. Verwenden Sie ein Lineal, um eine Linie zwischen den beiden Werten zu ziehen und notieren Sie, wo die Linie auf die mittlere diagonale Achse für die Sättigung in % trifft.


Abbildung 6. Ein Gehalt an gelöstem Sauerstoff von 6 mg/l ist für die meisten Wasserarten ausreichend. Gelöste Sauerstoffwerte unter 4 mg/l sind für die meisten Wassertiere Stress. Gelöste Sauerstoffwerte unter 2 mg/l unterstützen Fische nicht und unter 1 mg/l werden die meisten Arten nicht unterstützen.

Temperatur (°C) DO (mg/l) Temperatur (°C) DO (mg/l) Temperatur(°C) DO (mg/l) Temperatur(°C) DO (mg/l)
0 14.60 11 11.01 22 8.72 33 7.16
1 14.19 12 10.76 23 8.56 34 7.16
2 13.81 13 10.52 24 8.40 35 6.93
3 13.44 14 10.29 25 8.24 36 6.82
4 13.09 15 10.07 26 8.09 37 6.71
5 12.75 16 9.85 27 7.95 38 6.61
6 12.43 17 9.65 28 7.81 39 6.51
7 12.12 18 9.45 29 7.67 40 6.41
8 11.83 19 9.26 30 7.54 41 6.41
9 11.55 20 9.07 31 7.41 42 6.22
10 11.27 21 8.90 32 7.28 43 6.13

Tabelle 1. Maximale Sauerstoffmengen, die durch die Temperatur in Wasser gelöst werden können.

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Bewerbungen und Zusammenfassung

Langsam fließende Flüsse sind besonders anfällig für niedrige Sauerstoffgehalte, und in extremen Fällen können diese Sauerstoffgehalte zu hypoxischen Bedingungen führen, wodurch “tote Zonen” entstehen, in denen aerobes Leben nicht mehr durch ein Gewässer unterstützt wird (Abbildung 7). Sobald Pflanzen und Tiere absterben, kann die Ansammlung von Sedimenten auch das Flussbett anheben, so dass sich Pflanzen über dem Wasser ansiedeln und zum Verlust des Flusses insgesamt führen können (Abbildung 8). Oberflächengewässer in höheren Lagen sind auch anfälliger für niedrige Sauerstoffgehalte, da der Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt und weniger Sauerstoffgas im Wasser suspendiert wird.

Niedrige DO-Werte unterstützen Lebensformen, die als unattraktiv oder für den menschlichen Gebrauch ungeeignet gelten, einschließlich Blutegel und Wasserwürmer (Oligochaeten).


Abbildung 7. Karte der Konzentrationen von gelöstem Sauerstoff im Louisiana-Schelf, die die Totzonenregion zeigt.


Abbildung 8.  Foto des Kaspischen Meeres mit starker Eutrophierung am nördlichen Ende.

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Transkript

Gelöster Sauerstoff ist für Fluss- und Seeökosysteme von entscheidender Bedeutung, um aerobes Leben zu unterstützen. Die Azid-Winkler-Titrationsmethode ermöglicht die Quantifizierung der Menge an gelöstem Sauerstoff in Oberflächenwasserproben.

In Oberflächenwasser gelöster gasförmiger Sauerstoff ist für das Überleben der darin lebenden Organismen erforderlich, Zersetzer, die für das Recycling von biogeochemischen Materialien im Ökosystem oder Fischarten, die für den menschlichen Verzehr bevorzugt werden, entscheidend sind. Wenn der Sauerstoffgehalt in Wassersystemen unter den Normalwert sinkt, wird die Wasserqualität beeinträchtigt und Organismen sterben ab.

Die Azid-Winkler-Titrationsmethode ist ein Standardtest zur Bestimmung der Konzentration von gelöstem Sauerstoff in einer Probe. Natriumthiosulfat wird verwendet, um Jod zu titrieren, das stöchiometrisch mit der Menge an gelöstem Sauerstoff in der Probe in Beziehung steht.

Dieses Video veranschaulicht die Prinzipien der Quantifizierung von gelöstem Sauerstoff, den Prozess der Durchführung der Azid-Winker-Titration und die Interpretation von Messungen des gelösten Sauerstoffs.

Eutrophierung ist das Einbringen von überschüssigen Nährstoffen in ein Ökosystem. Dies führt dazu, dass Algenpopulationen schnell zu dichten Matten wachsen, die als Algenblüten bekannt sind. Diese Matten können zu Hypoxie oder zu niedrigem Sauerstoffgehalt führen, indem sie den Gasaustausch an der Oberfläche blockieren und die Photosynthese verhindern, indem sie das Sonnenlicht blockieren. Sauerstoff atmende Organismen beginnen zu sterben, was zu einer Zunahme der organischen Substanz führt, was wiederum zu einer Zunahme sauerstoffabhängiger Zersetzer führt, wodurch die Sauerstoffressourcen noch weiter erschöpft werden. Schließlich bewegen sich mobile, sauerstoffabhängige Organismen weg und hinterlassen eine tote Zone ohne aerobes Leben.

Um den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in einer Wasserquelle zu testen, kann die Azid-Winkler-Methode verwendet werden, um den gelösten Sauerstoff direkt im Feld zu messen, oder Proben können fixiert und zur weiteren Analyse ins Labor gebracht werden.

Mangansulfat und Kaliumhydroxid werden der Probe zugesetzt, wodurch Manganhydroxid entsteht. Dadurch wird der gelöste Sauerstoff reduziert und es entsteht ein brauner Niederschlag. Alkalisches Jodid-Azid-Reagenz wird hinzugefügt, um das Vorhandensein von Nitraten in Abwasserproben zu korrigieren, die das Oxidationsverfahren stören können.

Zugesetzte Schwefelsäure säuert die Lösung an und löst den Niederschlag auf. Diese neue Verbindung oxidiert das Jodid aus dem alkalischen Jod-Azid-Reagens zu Jod.

Als nächstes wird ein Stärkeindikator hinzugefügt, der in Gegenwart von Jod blau wird. Thiosulfat, das Jod wieder in Jodid umwandelt, wird verwendet, um das Jod zu titrieren. Nach Beendigung der Titration wird die blaue Lösung farblos. Die Menge an gelöstem Sauerstoff in der Probe ist proportional zur Menge an Thiosulfat, die erforderlich ist, um die Lösung von blau nach farblos zu färben.

Nachdem wir nun mit den Prinzipien der Messung von gelöstem Sauerstoff in Wasserproben vertraut sind, schauen wir uns an, wie dies im Feld und im Labor durchgeführt wird.

Das Experiment beginnt an der Sammelstelle. Sammeln Sie zunächst das Probenwasser in einer durchsichtigen 300-ml-BSB-Flasche. Als nächstes messen und notieren Sie die Temperatur des Wassers aus der Wasserquelle. Geben Sie vorsichtig 2 mL Mangansulfat zur Probe, indem Sie die Pipettenspitze unter die Wasseroberfläche stecken und langsam dispensieren, um Blasenbildung zu vermeiden.

Fügen Sie mit der gleichen Technik 2 ml alkalisches Jod-Azid-Reagenz hinzu und setzen Sie sofort den Stopfen ein, wobei Sie die Flasche leicht kippen, damit keine Luft in der Flasche eingeschlossen wird.

Zum Mischen der Lösung mehrmals vorsichtig umdrehen, dabei darauf achten, dass keine Luftblasen entstehen. Es bildet sich ein Niederschlag, der ein trübes Aussehen verursacht. Lassen Sie den Niederschlag in der Lösung absetzen und mischen Sie ihn gründlich, indem Sie die Flasche mehrmals umdrehen, bevor Sie ihn wieder absetzen lassen. Die Proben sollten mit einer kleinen Menge entionisiertem Wasser versiegelt, um den Stopfen gespritzt, dann in Aluminiumfolie gewickelt und mit einem Gummiband gesichert werden. Die Probe ist nun fixiert und kann zurück ins Labor transportiert werden.

Nachdem die Proben fixiert wurden, werden sie zur weiteren Analyse ins Labor transportiert. Halten Sie zuerst die Pipettenspitze knapp über die Probenoberfläche und geben Sie 2 ml konzentrierte Schwefelsäure in die Probe. Mehrmals umdrehen, um den Niederschlag aufzulösen. Unter Verwendung eines Glaskolbens und einer kalibrierten Pipette 200 ml des vorbehandelten Probenwassers mit 0,025 N standardisiertem Natriumthiosulfat titrieren, schwenken und kontinuierlich mischen, bis sich eine blasse Strohfarbe bildet.

Sobald die Lösung strohfarben ist, fügen Sie 2 1-ml-Tröpfchen der Stärkeindikatorlösung hinzu und schwenken Sie sie zum Mischen. Die Lösung wird blau. Setzen Sie die Titration fort, geben Sie jeweils einen Tropfen Natriumthiosulfat hinzu und mischen Sie langsam mit einem Rührstäbchen, bis das Blau verschwindet und die Lösung farblos wird. Halten Sie die Probe gegen ein weißes Blatt Papier, um die Visualisierung zu verbessern. Notieren Sie das Volumen des zugegebenen Thiosulfats.

Die Konzentration des gelösten Sauerstoffs ist proportional zum Volumen des der Probe zugesetzten Natriumthiosulfats. Jeder hinzugefügte Milliliter entspricht 1 mg/l oder Teilen pro Million gelöstem Sauerstoff.

Die maximale Sauerstoffmenge, die in Wasser gelöst werden kann, hängt von der Wassertemperatur ab. Gelöste Sauerstoffmessungen in mg/L werden unter Verwendung der Wassertemperatur und einer Umrechnungstabelle in die prozentuale Sättigung umgerechnet. Eine Sättigung von 91 bis 110 % gelöstem Sauerstoff wird als ausgezeichnet angesehen, zwischen 71 und 90 % ist gut, 51 bis 70 % sind angemessen und unter 50 % ist schlecht.

Gelöste Sauerstoffkonzentrationen von 6 mg/l reichen aus, um die meisten Wasserarten zu ernähren. Werte unter 4 mg/l sind für die meisten Wassertiere stressig, so dass die Biodiversität beeinträchtigt wird. Wasser, das weniger als 2 mg/l gelösten Sauerstoff enthält, unterstützt das aerobe Wasserleben nicht.

Die Möglichkeit, die Menge an gelöstem Sauerstoff in einer Wasserquelle zu quantifizieren, hat auch alternative Methoden und viele relevante praktische Anwendungen. Einige davon werden hier untersucht.

Gelöster Sauerstoff und Temperatur können auch mit einem tragbaren LabQuest-Monitor mit Sonden für gelösten Sauerstoff und Temperatur gemessen werden. Für gelösten Sauerstoff stecken Sie die Sonde in Kanal 1 ein. Die Einheiten sollten in mg/l sein. Tauchen Sie die Sonde in die Wasserprobe ein und lassen Sie die Sonde langsam durch die Probe zirkulieren, um Sauerstoffverbrauch in einem bestimmten Bereich zu vermeiden. Wenn sich die Messwerte zu stabilisieren scheinen, notieren Sie den Wert.

Die meisten Fische benötigen in ihren Lebensräumen einen moderaten bis guten Gehalt an gelöstem Sauerstoff, um zu gedeihen und sich zu vermehren. Für Fischfarmen, die künstlich angelegte oder natürliche Seen oder Bäche belegen, kann die Möglichkeit, den Gehalt an gelöstem Sauerstoff zu testen, den Betriebsleitern helfen, einen guten Standort für die Ersteinrichtung auszuwählen oder den Zustand ihrer Becken oder Bäche im Auge zu behalten.

Die Überwachung des gelösten Sauerstoffs kann auch für das Habitatmanagement und den Erhalt nützlich sein. Enthält ein See- oder Flussgebiet geschützte oder gefährdete Flora oder Fauna, kann die Überwachung des Gehalts an gelöstem Sauerstoff Aufschluss über den Zustand des Ökosystems geben. Wenn sich die Werte schnell ändern, könnte dies auf eine Gefahr für die geschützten Arten hinweisen und darauf hinweisen, dass eine Management-Interventionsstrategie umgesetzt werden sollte.

Die US-Umweltschutzbehörde EPA schlägt eine Reihe von Maßnahmen vor, um den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in Ökosystemen zu korrigieren. Dazu gehören der korrekte und minimale Einsatz von Düngemitteln, die ordnungsgemäße Abwasserbehandlung, das Ablassen von Abwasser aus Booten und der Erhalt angrenzender Flüsse, Bäche und Feuchtgebiete. Die Reduzierung von Stickoxiden durch Minimierung des Strom- und Autoverbrauchs und die Wahl effizienterer Bootsmotoren kann auch dazu beitragen, einen angemessenen Gehalt an gelöstem Sauerstoff in den Wasserressourcen aufrechtzuerhalten.

Sie haben sich gerade die Einführung von JoVE zur Messung von gelöstem Sauerstoff in Oberflächengewässern angesehen. Sie sollten jetzt die Prinzipien der Messung von gelöstem Sauerstoff verstehen, wie Sie gelösten Sauerstoff in Ihren eigenen Wasserproben quantifizieren und Ihre Ergebnisse und ihre Auswirkungen auf die Umwelt interpretieren. Danke fürs zuschauen!


Gras hat einen Wirkstoff, der einen Teil deines Gehirns beeinflusst, der als Hippocampus bekannt ist und die Art und Weise verändert, wie dein Verstand Informationen verarbeitet.

Marihuana kann beeinflussen, wie Ihr Gehirn Erinnerungen bildet. Es kann im Erwachsenenalter zu kognitiven Beeinträchtigungen führen, insbesondere wenn Sie es während Ihrer Jugendzeit kontinuierlich verwenden.

Wenn Sie sich wirklich fragen, ob es das Gehirn betrifft, dann lassen Sie uns in eine neuseeländische Studie eintauchen.

Es wurde mit IQ-Testergebnissen über einen Zeitraum im Alter von 13 bis 38 Jahren durchgeführt. Diejenigen, die vor dem Alter von 18 Jahren körperlich von Marihuana abhängig waren, hatten einen Rückgang des IQ im Alter von 38 Jahren. Denn je jünger das Gehirn ist, desto negativer wirkt es sich auf die Gedächtnisleistung aus.


Nebenwirkungen

Die meisten Menschen vertragen Taxol gut, insbesondere in niedrigen Dosen. Es hat jedoch Nebenwirkungen, darunter: 

    (Nervenschaden) (eine niedrige Thrombozytenzahl)
  • Knochen- und Muskelschmerzen (Neulasta und Neupogen verursachen auch häufig Knochenschmerzen)
  • Haarverlust
  • Brechreiz
  • Erbrechen
  • Leichter Durchfall (Schleimhautreizung im Mund) (Ausbleiben der Menstruation)  

Es gibt Möglichkeiten, einige der Probleme zu vermeiden, die diese Nebenwirkungen verursachen können. Bevor Sie mit der Behandlung mit Taxol beginnen, wird Ihr Arzt Sie wahrscheinlich um eine Aminosäure namens L-Glutamin ergänzen, um das Risiko einer Neuropathie zu verringern. Es wird auch immer häufiger, Ihnen Injektionen von Neupogen (Filgrastim) oder Neulasta (Pegfilgrastim) zu verabreichen, um die Anzahl der weißen Blutkörperchen zu erhöhen. Diese müssen mindestens 24 Stunden nach Abschluss Ihrer Chemotherapie-Infusion verabreicht werden, jedoch früh genug, um die Bildung von weißen Blutkörperchen zu stimulieren, bevor sie ihren tiefsten Punkt (den so genannten Nadir) erreichen.

Um riskante Wechselwirkungen zu vermeiden, wird Ihnen außerdem empfohlen, während der Behandlung mit Taxol keinen Alkohol zu trinken und Medikamente zu meiden, die Aspirin enthalten.

Um riskante Wechselwirkungen zu vermeiden, wird Ihnen außerdem empfohlen, während der Behandlung mit Taxol keinen Alkohol zu trinken und Medikamente zu meiden, die Aspirin enthalten.

Die meisten Nebenwirkungen der Chemotherapie klingen nach Abschluss der Behandlung schnell ab, obwohl einige Langzeitnebenwirkungen der Chemotherapie bestehen bleiben können. Insbesondere kann die periphere Neuropathie manchmal dauerhaft sein, und es kann manchmal Jahre dauern, bis sich die Müdigkeit vollständig gebessert hat.


Glasur

Eis sammelt sich an und behindert die Funktion nicht nur von Flügeln und Rudern und Propellern, sondern auch von Windschutzscheiben und Hauben, Funkantennen, Steuerrohren und statischen Entlüftungen, Vergasern und Lufteinlässen. Turbinentriebwerke sind besonders anfällig. Eisbildung an der Ansaughaube verengt den Lufteinlass. Eis auf dem Rotor und den Starterblättern beeinträchtigt deren Leistung und Effizienz und kann zum Erlöschen von Flammen führen. Abbrechende Eisbrocken können in den Motor gesaugt werden und Bauschäden verursachen. Die ersten Strukturen, die Eis ansammeln, sind die Oberflächen mit dünnen Vorderkanten: Antennen, Propellerblätter, Höhenleitwerke, Ruder und Fahrwerksstreben. Normalerweise ist die hauchdünne Außenlufttemperaturanzeige die erste Stelle, an der sich an einem Flugzeug Eis bildet. Die Flügel sind normalerweise das letzte Bauteil, das Eis sammelt. Manchmal bildet sich auf der Windschutzscheibe eine dünne Eisschicht, der in einigen Fällen eine Bereifung vorausgeht. Dies kann bei Start und Landung und mit ausreichender Geschwindigkeit erfolgen, um die Landebahn und andere Landmarken während einer kritischen Flugzeit zu verdecken.

Vereisung des Propellers macht sich im Allgemeinen durch einen langsamen Leistungsverlust und ein allmählich einsetzendes Motorrauh bemerkbar. Das Eis bildet sich zuerst auf der Spinner- oder Propellerkuppel und breitet sich dann auf die Blätter selbst aus. Eis sammelt sich normalerweise ungleichmäßig auf den Klingen an und bringt sie aus dem Gleichgewicht. Die resultierende Vibration belastet die Laufschaufeln und die Triebwerkshalterungen übermäßig, was zu ihrem möglichen Ausfall führen kann. Wenn der Propeller Eis aufbaut, ist es fast sicher, dass dasselbe an den Flügeln, Heckflächen und anderen Vorsprüngen passiert. Das Gewicht des angesammelten Eises ist weniger gravierend als die Störung des Luftstroms um die Flügel und Leitwerksoberflächen. Das Eis verändert den Tragflächenquerschnitt und zerstört den Auftrieb, erhöht den Luftwiderstand und erhöht die Überziehgeschwindigkeit. Gleichzeitig nimmt der Schub durch Eis auf den Propellerblättern ab und der Pilot muss die volle Leistung und einen hohen Anstellwinkel einsetzen, um die Höhe zu halten. Mit dem hohen Anstellwinkel beginnt sich Eis auf der Unterseite des Flügels zu bilden, was noch mehr Gewicht und Widerstand erhöht. Landeanflüge und die Landung selbst können unter Vereisungsbedingungen besonders gefährlich sein. Piloten sollten bei der Landung eines eisbeladenen Flugzeugs mehr Kraft und Geschwindigkeit als üblich verwenden.

Wenn sich am Steuerrohr und den Anschlüssen für den statischen Druck Eis ansammelt, können die Fluginstrumente den Betrieb einstellen. Der Höhenmesser, die Fluggeschwindigkeit und die Steiggeschwindigkeit würden beeinflusst. Von einem Venturi angetriebene Gyroskop-Instrumente würden durch Eisbildung an der Venturi-Halse beeinträchtigt. Eis auf Funkantennen kann den VOR-Empfang behindern und jegliche Kommunikation mit dem Boden zerstören. Peitschenantennen können unter dem Gewicht des sich ansammelnden Eises abbrechen.

Primärkraft Vereisungseffekt auf Kraft Resultierende Auswirkung auf Flugzeuge
Aufzug Verringert Übermäßiger Auftriebsverlust führt dazu, dass Flugzeuge an Höhe verlieren
Gewicht Erhöht Übermäßiges Gewicht führt dazu, dass Flugzeuge an Höhe verlieren
Schub Verringert Übermäßiger Schubverlust führt dazu, dass Flugzeuge an Fluggeschwindigkeit und Auftrieb verlieren
Ziehen Verringert Übermäßiger Luftwiderstand führt dazu, dass Flugzeuge an Fluggeschwindigkeit und Auftrieb verlieren

VEReisungsarten

Die drei Hauptarten der Eisansammlung, geordnet nach ihrer Fluggefahr, sind wie folgt:

Klareis oder Glasureis ist eine schwere Schicht aus glasigem Eis, die sich beim Fliegen in Gebieten mit hoher Konzentration großer unterkühlter Wassertröpfchen bildet, wie z. B. kumuliförmige Wolken und gefrierender Regen. Es breitet sich oft ungleichmäßig über Flügel- und Leitwerksflächen, Propellerblätter, Antennen usw. aus. Klares Eis bildet sich, wenn nur ein kleiner Teil des unterkühlten Wassertropfens beim Aufprall gefriert. Die Temperatur der Flugzeughaut steigt auf 0°C mit der Wärme, die während dieses anfänglichen Gefrierens durch den Aufprall des Teils des Tröpfchens freigesetzt wird. Ein großer Teil des Tröpfchens wird ausgebreitet, vermischt sich mit anderen Tröpfchen, bevor es langsam und schließlich gefriert. Auf diese Weise bildet sich eine feste Eisschicht ohne eingebettete Luftblasen, die seine Struktur schwächen. Wenn sich mehr Eis ansammelt, baut sich das Eis zu einer einzelnen oder doppelten Hornform auf, die vor dem Flügel, der Leitwerksoberfläche, der Antenne usw. vorsteht, auf der es sich sammelt. Diese einzigartige Eisbildung stört den Luftstrom stark und ist für einen Anstieg des Luftwiderstands von bis zu 300 bis 500 % verantwortlich.

Die Gefahr von Klareis ist groß aufgrund (1) des Auftriebsverlustes aufgrund der veränderten Flügelwölbung und der Störung der gleichmäßigen Luftströmung über Flügel und Leitwerksflächen, (2) der Zunahme des Widerstands aufgrund der vergrößerter Profilbereich der Flügel. (3) das Gewicht der großen Eismasse, die sich in kurzer Zeit ansammeln kann, und schließlich (4) die Vibration, die durch die ungleiche Belastung der Flügel und der Propellerblätter verursacht wird. Wenn große Blöcke abbrechen, können die Vibrationen stark genug werden, um die Struktur des Flugzeugs ernsthaft zu beeinträchtigen. Wenn es mit Schnee oder Graupel vermischt wird, kann klares Eis ein weißliches Aussehen haben. (Dies wurde früher als reifglasiert eingestuft, wird aber heute als eine Form von klarem Eis angesehen).

Raueis ist eine undurchsichtige oder milchig weiße Ablagerung von Eis, die sich bildet, wenn das Flugzeug durch hauchdünne/schichtförmige Wolken fliegt. Sie ist abhängig von einer geringen Fangrate kleiner unterkühlter Wassertröpfchen. Es sammelt sich an den Vorderkanten von Tragflächen und an Antennen, Pilotenköpfen usw. Damit sich Reif bildet, muss die Außenhaut des Flugzeugs eine Temperatur unter 0°C haben. Der Tropfen gefriert dann vollständig und schnell, ohne sich vom Aufprallpunkt aus auszubreiten. Somit behalten die Tröpfchen beim Gefrieren ihre Kugelform, wodurch Luftpakete zwischen den gefrorenen Partikeln entstehen. Dieser Prozess erzeugt eine unregelmäßige Form des Eises.

Die Ablagerung hat kein großes Gewicht, aber ihre Gefahr liegt in der aerodynamischen Veränderung der Flügelwölbung und im Verstopfen der Öffnungen von Vergaser und Instrumenten. Raureif ist in der Regel spröde und kann durch Enteisungsgeräte leicht abgelöst werden. Gelegentlich bilden sich Reif und klares Eis gleichzeitig. Dies wird als Mischglasur bezeichnet und hat die schlechten Eigenschaften beider Typen.

Mixed Icing hat, wie der Name schon sagt, die Eigenschaften von sowohl klarer als auch Reif-Icing. Große und kleine unterkühlte Tröpfchen koexistieren. Das Aussehen ist weißlich, unregelmäßig und rau. Günstige Bedingungen sind flüssige und gefrorene Partikel, die sich im kälteren Teil der kumuliförmigen Wolke befinden, und nasse Schneeflocken. Der Bildungsprozess für Mischglasur umfasst den von Klar- und Raureifguss. Mischeis kann sich schnell ansammeln und ist schwer zu entfernen.

Durch die Ablagerung bildet sich in klarer Luft ein weißer teilkristalliner Reif, der die Oberfläche des Flugzeugs bedeckt. Dies hat wenig oder keine Auswirkung auf das Fliegen, kann aber die Sicht durch die Beschichtung der Windschutzscheibe beeinträchtigen. Es kann auch den Funk stören, indem es die Antenne mit Eis bedeckt. Es bildet sich im Allgemeinen in klarer Luft, wenn ein kaltes Flugzeug während eines steilen Sinkflugs in wärmere und feuchtere Luft eintritt. Flugzeuge, die in klaren kalten Nächten draußen geparkt werden, sind wahrscheinlich am Morgen mit Frost bedeckt. Die oberen Oberflächen des Flugzeugs kühlen durch Strahlung auf eine Temperatur unterhalb der Umgebungsluft ab.

Frost, der sich an Tragflächen, Leitwerk und Rudern bildet, muss vor dem Start entfernt werden. Frost verändert die aerodynamischen Eigenschaften des Flügels ausreichend, um den Start zu stören, indem er die Strömungsabrissgeschwindigkeit erhöht und den Auftrieb verringert. Gefrorener Tau kann sich auch an Flugzeugen bilden, die nachts draußen geparkt werden, wenn die Temperaturen knapp unter dem Gefrierpunkt liegen. Tau kondensiert zuerst auf der Flugzeughaut und gefriert dann, wenn die Oberfläche des Flugzeugs abkühlt. Gefrorener Tau ist normalerweise klar und etwas kristallin, während Frost weiß und gefiedert ist. Gefrorener Tau muss wie Frost vor dem Start entfernt werden. Tatsächlich sollte Schnee oder Feuchtigkeit jeglicher Art entfernt werden, da diese an der Oberfläche gefrieren können, während das Flugzeug zum Start ausrollt. Der Wärmeverlust aufgrund der Vorwärtsgeschwindigkeit des Flugzeugs kann ausreichen, um eine Erstarrung zu verursachen.

INTENSITÄT DER VEReisung

Vereisung kann als leicht, mittelschwer und schwer (oder schwer) beschrieben werden. In schwer Vereisungsbedingungen ist die Akkretionsrate so hoch, dass Anti-Icing und Enteisung die Gefahr möglicherweise nicht verringern oder kontrollieren. Eine Änderung des Kurses und der Höhe wird als wesentlich erachtet. In mäßig Vereisung kann eine Umleitung erforderlich sein, da die Akkretionsrate so hoch ist, dass die Gefahr einer gefährlichen Situation besteht. Hell Vereisung ist normalerweise kein Problem, es sei denn, das Flugzeug ist über einen längeren Zeitraum ausgesetzt. Klareis gilt als schwerwiegender als Reifeis, da die Fangrate hoch sein muss, um die Bildung von Klareis auszulösen. Der Schweregrad einer Vereisungssituation ist natürlich abhängig vom Flugzeugtyp und der Art der Enteisungs- oder Anti-Icing-Ausrüstung, mit der das Flugzeug ausgestattet ist oder deren Fehlen.


Klassifikation der Vereisungsintensität
Intensität Akkumulationsrate
Verfolgen Wahrnehmbar, keine nennenswerte Akkumulation
Hell Erhebliche Ansammlungen bei längerem Flug (über 1 Stunde)
Mäßig Erhebliche Ansammlungen für kürzere Flugzeiten
Schwer Schnelle, gefährliche Ansammlungen

Vereisungsintensitätseffekte
Glasur
Intensität
Zelle
Eisansammlung
Verfolgen Normalerweise kein gefährliches Ereignis, wenn KEINE Enteisungs-/Anti-Eis-Ausrüstung verwendet wird
Hell Gelegentliche Verwendung von Enteisungs-/Anti-Eis-Geräten entfernt/verhindert Ansammlungen
Mäßig Die Akkumulationsrate ist so hoch, dass kurze Begegnungen potenziell gefährlich werden
und der Einsatz von Enteisungs-/Anti-Eis-Ausrüstung oder Flugumleitung ist erforderlich
Schwer Enteisungs-/Anti-Eis-Geräte können die Gefahr nicht reduzieren oder kontrollieren. Sofortflug
Umleitung ist notwendig

Verfolgen
• Stratus-Wolken
Hell
• Stratuswolken und schwaches Wetter erzeugendes System
• Weit verbreitete schwache Cumulus- oder Stratocumuluswolken
Mäßig
• Nimbostratus-Wolken und wettererzeugendes System
• Stratocumulus und turbulente Mischung
• Leichter gefrierender Regen, gefrierender Nieselregen
• Umfangreiche vertikal entwickelte kumuliforme Wolken
Schwer
• Nimbostratus-Wolken und starkes Wetter erzeugendes System
• Eisiger Regen
• Cumulonimbus

VEReisung in Wolken und Niederschlag

Kumulus. In der oberen Hälfte schwerer Kumuluswolken, die sich dem reifen Cumulonimbus-Stadium nähern, ist es wahrscheinlich, dass schwere Vereisung auftreten, insbesondere wenn die Temperaturen zwischen 0 ° C und -25 ° C liegen. Die horizontale Ausdehnung einer solchen Wolke ist jedoch begrenzt, so dass das Flugzeug nur kurzzeitig exponiert ist. Die Zone der wahrscheinlichen Vereisung ist in cumuliformen Wolken horizontal kleiner, aber vertikal größer als in stratiformen Wolken. Darüber hinaus ist die Vereisung bei kumuliförmigen Wolken variabler, da viele der zur Vereisung begünstigenden Faktoren in hohem Maße vom Entwicklungsstadium der jeweiligen Wolke abhängen. Die Vereisungsintensitäten können im Allgemeinen von einer Spur in kleinen unterkühlten Cumulus bis zu oft leicht oder mäßig in Cumulus congestus und Cumulonimbus reichen. Die Vereisung ist im Allgemeinen auf die Aufwindregionen in einem reifen Cumulonimbus und auf eine flache Schicht in der Nähe des Gefrierpunkts bei einem sich auflösenden Gewitter beschränkt. Die Vereisung in cumuliformen Wolken ist normalerweise klar bis gemischt.

Stratus. Die Vereisung ist in Schichtwolken normalerweise weniger stark als in Cumuluswolken, kann jedoch schwerwiegend sein, wenn die Wolke einen hohen Wassergehalt hat. Da die Stratuswolke in der Horizontalen weit verbreitet ist, kann die Exposition gegenüber dem Vereisungszustand verlängert werden. Die Vereisung ist stärker, wenn Cumuluswolken in die Stratusschicht eingebettet sind. Die Wahrscheinlichkeit einer strukturellen Vereisung ist im Temperaturbereich von 0°C bis -10°C am größten. Die Wahrscheinlichkeit nimmt ab, ist aber zwischen -10 °C und -20 °C immer noch möglich. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Vereisung in der Nähe der Spitze von stratiformen Wolken am intensivsten ist. Die vertikale Ausdehnung von Vereisungsschichten überschreitet normalerweise nicht 3.000 Fuß (eine Höhenänderung von nur wenigen Tausend Fuß kann das Flugzeug aus den Vereisungsbedingungen bringen, selbst wenn es in Wolken bleibt).

Gefrierender Regenist im Winter vor Warmfronten üblich. Schwere Vereisung tritt auf, wenn das Flugzeug nahe der Spitze der kalten Luftmasse unter einer tiefen Schicht warmer Luft fliegt. Regentropfen sind viel größer als Wolkentröpfchen und ergeben daher eine sehr hohe Fangrate. Bei Minusgraden bilden sie klares Eis.

Einfrieren Nieselregen.Nieselregen fällt aus Stratuswolken mit hohem Wassergehalt. Da die Tröpfchen durch die klare Luft fallen, ist schnelles Handeln im Radio wichtig, wenn die Vereisung beginnt. Informationen über das aktuelle Wetter für Höhen darüber und darunter helfen dem Piloten bei der Entscheidung, welche Maßnahmen zu ergreifen sind. Die letzte Alternative wäre, umzukehren oder, falls die Eisbildung bereits ernst geworden ist, sofort vorsorglich zu landen. In jedem Fall muss die Entscheidung schnell getroffen werden, denn sobald sich Eis gebildet hat, kann der Zustand innerhalb von etwa sechs Minuten kritisch werden.

VEREISUNG IN VERBINDUNG MIT FRONTALEN SYSTEMEN

Frontale Vereisungsbedingungen durch ein idealisiertes Modell abzubilden ist eher schwierig, da die Struktur der Wolken in frontalen Regionen und in Regionen intensiver Tiefdrucksysteme sehr komplex ist. Generell haben frontale Wolken eine höhere Vereisungswahrscheinlichkeit als andere Wolken. Es wurde geschätzt, dass 85 Prozent der beobachteten Flugzeugvereisung in der Nähe von Frontalzonen auftritt. Normalerweise ist die größte horizontale Vereisung mit Warmfronten verbunden, und die stärkste Vereisung mit Kaltfront.

Warme Frontalglasur:Dies kann sowohl oberhalb als auch unterhalb der Stirnfläche auftreten. Eine mäßige oder starke klare Vereisung tritt normalerweise dort auf, wo gefrierender Regen oder gefrierender Nieselregen durch die kalte Luft unter der Front fällt. Dieser Zustand tritt am häufigsten auf, wenn die Temperatur über der Frontalinversion wärmer als 0°C und die Temperatur darunter kälter als 0°C ist. Die Vereisung über der warmen Frontoberfläche in Regionen, in denen die Wolkentemperaturen kälter als 0°C sind, ist normalerweise auf eine Schicht von weniger als 3.000 Fuß Dicke beschränkt. Forschungsstudien weisen darauf hin, dass innerhalb von 100 bis 200 Meilen vor der Oberflächenposition der Warmfront definitiv eine mäßige Vereisung, normalerweise gemischt oder klar, besteht. Dies machte sich besonders bei schnelllebigen, aktiven Warmfronten bemerkbar. Leichtes Reifeis wurde im Altostratus bis zu 300 Meilen vor der Warmfront-Oberflächenposition festgestellt.

Kaltfront-Vereisung:Während die warmfrontale Vereisung im Allgemeinen weit verbreitet ist, ist die mit Kaltfronten verbundene Vereisung meist fleckig. Seine horizontale Ausdehnung ist geringer und die Bereiche mäßiger Vereisung sind lokalisiert. Die klare Vereisung ist normalerweise auf unterkühlte kumuliforme Wolken innerhalb von 100 Meilen hinter der Kaltfrontoberflächenposition beschränkt und ist normalerweise unmittelbar über der Frontalzone am intensivsten. Leichte Vereisung tritt häufig in den ausgedehnten Schichten unterkühlter Stratocumuluswolken auf, die häufig hinter Kaltfronten existieren. Die Vereisung in den stratiformen Wolken des weit verbreiteten Kaltfront-Wolkenschildes ist eher wie eine Vereisung, die mit einer Warmfront verbunden ist.

Andere frontale Vereisung:Vereisungsbedingungen im Zusammenhang mit verdeckten und stationären Fronten ähneln denen einer Warm- oder Kaltfront, je nachdem, welchem ​​Typ die Okklusion oder die stationäre Front am ähnlichsten ist. Mäßige Vereisungsbedingungen werden häufig mit tiefen, kalten Tiefdruckgebieten in Verbindung gebracht, in denen die Frontsysteme ziemlich diffus sind.

OROGRAPHISCHER EINFLUSS

Hohes oder steiles Gelände, insbesondere Berge, führt dazu, dass die Vereisung intensiver ist, als es unter identischen Bedingungen auf niedrigem, flachem Gelände üblich ist.

Die Vereisung ist über den Kämmen stärker als über den Tälern und auf der Luvseite stärker als auf der Leeseite.

Bei Konvektionswolken über bergigem Gelände tritt häufig eine mäßige Vereisung auf, die normalerweise klar ist. Vor allem windzugewandte, bergige Küsten sind im Winter von ausgedehnten Flugzeugvereisungszonen betroffen.

Durch das Aufheben der frischen maritimen Polarluft durch die Berge entstehen mehr oder weniger kontinuierliche unterkühlte Wolken. Außerdem ermöglichen die orographisch induzierten Aufwinde der Luft, größere Wolkentröpfchen als sonst zu tragen, so dass die Vereisung intensiver ist.

SAISONALE EFFEKTE

Hohe Breitengrade - Am häufigsten im Herbst und Frühling
Mittlere Breiten - Am häufigsten im Herbst, Winter und Frühling
Niedrige Breitengrade - Am häufigsten im Winter

KATEGORIEN VON FLUGZEUGEN

Strukturvereisung - Formulare auf Flugzeugstrukturen

Induktionssystem Vereisung - Formen im Lufteinlass von Motoren und Vergasern
• Kann mit oder ohne strukturelle Vereisungsbedingungen auftreten
• Die Vereisung des Lufteinlasses erfordert normalerweise, dass die Flugzeugoberfläche 0°C oder kälter ist und sichtbare Feuchtigkeit vorhanden ist
• Vergaservereisung ist am wahrscheinlichsten bei Lufttemperaturen zwischen -7 °C (20 °F) und 21 °C (70 °F) bei einer relativen Luftfeuchtigkeit über 80%

Instrumentenvereisung - Formen in Staurohr, anderen Außeninstrumenten und Antennen
• Tritt im Allgemeinen bei strukturellen Vereisungsbedingungen auf

REGELN ZU BEFOLGEN

Piloten, die in Leichtflugzeugen fliegen, die nicht mit einem Außenlufttemperaturmesser ausgestattet sind, sind gut beraten, einen solchen zu installieren, da dieses Instrument vor Temperaturen warnt, die für Vereisungsbedingungen förderlich sind. Um Vereisungsprobleme zu vermeiden, sind hier einige Regeln zu beachten:

SCHUTZ VOR VEReisung

Viele moderne Flugzeuge, die für den persönlichen und geschäftlichen Gebrauch konzipiert sind, sowie die größeren Transportflugzeuge sind mit verschiedenen Systemen ausgestattet, die die Bildung von Eis verhindern (Anti-Eiser) oder Eis nach der Bildung entfernen (Enteiser). .

1. Flüssigkeiten. Es gibt Flüssigkeiten, die durch Schleuderringe oder poröse Vorderkantenelemente freigesetzt werden, um über die Flügel der Propeller und die Oberflächen der Flügel zu fließen. Eine Flüssigkeit ist ein Vereisungsschutzmittel, da sie die Bildung von Eis erschwert.

2. Gummistiefel. An den Vorderkanten sind Gummimembranen angebracht. Sie können so zum Pulsieren gebracht werden, dass Eis geknackt und abgebrochen wird, nachdem es sich bereits gebildet hat. Dies ist ein Enteisungsgerät.

3. Heizgeräte. Das Beheizen gefährdeter Bereiche ist eine Methode, um die Bildung von Eis zu verhindern. Heiße Luft vom Motor oder speziellen Heizungen wird an die Vorderkanten von Flügeln, Leitwerken usw. geleitet. Elektrisch beheizte Spulen schützen Steuerrohre, Propeller usw.

VERMEIDUNG VON VEREISUNG

Nur wenige einmotorige Flugzeuge oder sogar leichte zweimotorige Flugzeuge verfügen über jegliche Mittel zur Eisprävention. Ein paar Tipps für Piloten, die Flugzeuge dieser Kategorie fliegen, sind daher angebracht.

Wenn Eisbildung im Flug beobachtet wird, gibt es nur eine bestimmte Methode, um deren Gefahren zu vermeiden, und zwar so schnell wie möglich aus der eisbildenden Schicht herauszukommen. Dies kann durch Klettern über die Eisbildungszone erfolgen. Diese Alternative würde offensichtlich ein Flugzeug erfordern, das eine gute Leistung aufweist und mit einem Funkgerät und geeigneten Instrumenten zum Überfliegen ausgestattet ist. Die nächste Alternative wäre der Abstieg und der Flugkontakt unterhalb der Eisbildungszone. Die Zweckmäßigkeit dieses Kurses würde von der Obergrenze und der Sichtbarkeit entlang der Route auf der betreffenden unteren Ebene abhängen.

Bleiben Sie nicht länger als nötig unter Vereisungsbedingungen. Planen Sie daher bei Auf- oder Abstiegen durch eine Schicht, in der Vereisung herrscht, Ihren Auf- oder Abstieg so kurz wie möglich in der Schicht. Halten Sie Ihre Geschwindigkeit jedoch so niedrig wie möglich, um die Sicherheit zu gewährleisten. Die Geschwindigkeit eines Flugzeugs beeinflusst die Eisbildung. Je schneller sich ein Flugzeug durch einen Bereich mit unterkühlten Wassertropfen bewegt, desto mehr Feuchtigkeit trifft es und desto schneller wird sich Eis ansammeln.

Wenn sich auf dem Flugzeug Eis gebildet hat, machen Sie keine steilen Kurven und steigen Sie nicht zu schnell, da die Überziehgeschwindigkeit durch Eisansammlungen beeinflusst wird. Der Kraftstoffverbrauch ist aufgrund des erhöhten Luftwiderstands und der erforderlichen zusätzlichen Leistung höher. Landen Sie mit mehr Geschwindigkeit und Kraft als üblich. Landen Sie nicht ohne Strom. Mit dem Aufkommen des Jet-Zeitalters hat das Problem der Vereisung einige überraschende neue Aspekte angenommen. Früher machten sich die Piloten von Flugzeugen, die durch hohe Zirruswolken flogen, keine Sorgen über die Eisbildung auf dem Flugzeug, da Zirruswolken eher aus Eiskristallen als aus Wassertröpfchen bestehen. Bei den erhöhten Geschwindigkeiten, die Düsenflugzeuge erreichen können, reicht die Reibungswärme aus, um die Eiskristalle in der Wolke in Flüssigkeitströpfchen zu verwandeln, die anschließend am Flugzeug festfrieren.



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