Zusatzinformationen für Schüler
Klasse 9
Die bei der Reaktion entstehenden Goldatome verbinden sich miteinander zu verschieden großen Partikeln. Die Größe dieser Partikel liegt etwa zwischen 20 und 100 Nanometer.
Auf Grund ihrer Größe spricht man von Nanopartikeln.
blaue Lösung:
Es haben sich ca. 400 Mio. Goldatome zusammengelagert. Dabei entstehen Goldpartikel mit einem Durchmesser von ca. 100 Nanometer (0,000 0001 Meter).
rote Lösung:
Es haben sich ca. 3 Mio. Goldatome zusammengelagert. Dabei entstehen Goldpartikel mit einem Durchmesser von ca. 20 Nanometer (0,000 000 02 Meter).
Kursstufe
Die bei der Reaktion entstehenden Goldatome verbinden sich miteinander zu verschieden großen Partikeln. Die Größe dieser Partikel liegt etwa zwischen 20 und 100 Nanometer. Auf Grund ihrer Größe spricht man von Nanopartikeln.
blaue Lösung:
Es haben sich ca. 400 Mio. Goldatome zusammengelagert. Dabei entstehen Goldpartikel mit einem Durchmesser von ca. 100 Nanometer (0,000 0001 Meter).
rote Lösung:
Es haben sich ca. 3 Mio. Goldatome zusammengelagert. Dabei entstehen Goldpartikel mit einem Durchmesser von ca. 20 Nanometer (0,000 000 02 Meter).
Weißes Licht besteht aus Wellen unterschiedlicher Wellenlänge: violett, blau, türkis, grün, orange, rot
Bildquelle: Electromagnetic Spectrum von Horst Frank / Phrood / Anony [CC BY-SA 3.0], via wikimedia commons
Die Größe der entstandenen Gold-Nanopartikel liegt im Bereich der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes. Je nach Größe der Partikel wird das Licht einer anderen Wellenlänge absorbiert:
| Farbe der Lösung | rot | blau |
|---|---|---|
| Partikelgröße | ca. 20 nm | ca. 100 nm |
| absorbiertes Licht (Wellenlänge) | λabs = 521 nm (grün) | λabs = 575 nm (gelb) |
| kurzwellig | energiereich | |
| langwellig | energiearm |
Funktion des Natriumcitrates
Neben seiner Funktion als Reduktionsmittel haben die Citrat-Ionen auch einen Einfluss auf die Größe der Gold-Nanopartikel. Die nicht umgesetzten Citrat-Ionen lagern sich an die Oberfläche der Gold-Nanopartikel an. Dadurch werden die Nanopartikel an ihrer Oberfläche negativ aufgeladen. Die dadurch wirkenden Abstoßungskräfte verhindern ein Verklumpen der Nanopartikel (s. Abb.).
Wirkungsweise des Natriumchlorids
Die Natriumionen stören die Ausbildung der Citrathülle um die Goldpartikel. Dadurch können sich größere Goldpartikel bilden, die wiederum langwelligeres Licht absorbieren und die Lösung blau erscheinen lassen.
Experiment: Synthese von Gold-Nanopartikeln: Herunterladen [docx][299 KB]
Experiment: Synthese von Gold-Nanopartikeln: Herunterladen [pdf][210 KB]
GBU Gold-Nanopertikel: Herunterladen [pdf][417 KB]
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Hinweis
Die editierbare Datei GBU Gold-Nanopertikel (editierbar) lässt sich voraussichtlich nur mit dem Adobe-Reader öffnen.
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