Sitzungsberichte der
Heidelberger Akademie der Wissenschaften

Das dielektrische Verhalten organischer Zwitterionen

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In Fig. 14 sind einige dieser Messungen so zusammengestellt,
daß auf der Abszisse die molare Konzentration aufgetragen ist
und auf der Ordinate der Quotient aus der DK der Lösung e
und der DK des Lösungsmittels e0. Der Winkel, den die Geraden
mit der Abszisse bilden, gibt den Wert von A e/A c an. Die höchste
praktisch erreichbare und noch meßbare DK einer Lösung war
etwa 160, erreicht z. B. von Glykokoll in 2/t n-Lösung oder von
Glycylglycin in Vi n-Lösung. Längere Zwitterionen, die höhere
Werte ergeben müßten, sind nur in entsprechend geringeren Kon-
zentrationen löslich. Es ist ja überhaupt recht erstaunlich, daß
Lösungen bis zu so hohen Konzentrationen möglich sind, ohne
daß sich die großen Dipole associieren. Bei den größten noch meß-
baren Konzentrationen, wenn die Wirkungssphären der einzelnen
Zwitterionen schon einander überdecken, nimmt die Viscosität der
Lösung stark zu, was sich durch hohe dielektrische Verluste bezw.
große Dämpfung im Resonanzkreis bemerkbar macht. Offenbar
wächst die bei der Drehung der langen Dipole zu leistende Arbeit
von einem kritischen Wert der Konzentration an, der von der
Größe des Dipols abhängt.
Die folgende Fig. 15 gibt die Messungen an zwei sehr viel
längeren Betainen, ebenfalls in wässrigen Lösungen, wieder. Fig.
15a, oben, zeigt die Messung an £-Trimethyl-pentadeca-
Betain in Wasser mit 15 C-Atomen zwischen den beiden
Ladungen und Fig. 15b, unten, die Messung an yr-Trimethyl-
heptadeca-Betain, ebenfalls in Wasser, mit 17 C-Atomen
zwischen den beiden Ladungen (siehe auch Fig. 26). Von diesen
langen Dipolen löste sich nur wenig in Wasser und auch das
nur heiß. In Fig. 15 a fällt die Substanz bei etwa 63° aus der
Lösung aus, in Fig. 15 b bei etwa 75°. Die durch die gelösten
Moleküle verursachte Erhöhung der DK geht dann in eine Er-
niedrigung über, die bei dem längsten untersuchten Betain (Fig. 15b)
am größten ist. Die Zahlen für die Konzentrationen und die sich
für äe/äc errechnenden Werte sind in den Fig. angegeben.
Diese langen Betaine, die sich wegen der schlechten Löslichkeit
in Wasser nicht gut messen ließen, wurden noch in alkoholischen
Lösungen genauer untersucht. Man kann natürlich nicht voraussetzen,
daß sich Zwitterionen in Alkohol ebenso verhalten wie in Wasser.
Das zeigt sich schon dadurch, daß einzelne nur in Wasser und
andere nur in Alkohol löslich sind. Ist die Vorbedingung der
Löslichkeit in Wasser und in Alkohol für ein Betain erfüllt, so ist
immerhin ein gleiches dielektrisches Verhalten in beiden Lösungs-