Mathematische Behaiullimg biologischer Probleme. 521 



II. Reaktionen in heterogenen Systemen. 



(Bearbeitet von A. Fodor.) 



Zum Unterschied von den bis jetzt behandelten homogenen haben 

 wir in den heterogenen Systemen mehrere Phasen nebeneinander. Je 

 nachdem, ob die Verteilung der einen Phase in einer zweiten mehr oder 

 weniger fein ist, haben wir bereits makroskopisch erkennbare, sogenannte 

 makroheterogene oder grob disperse, bezw. meist nur unter Anwendung 

 besonderer (optischer) Hilfsmitteln von den homogenen Systemen unter- 

 scheidbare mikroheterogene oder feindisperse Systeme vor uns. 

 Diese letztgenannten kennzeichnen sich durch feinste Verteilung eines 

 Stoffes in einem zweiten. Zu ihnen gehören die sogenannten kolloiden 

 Lösungen. Das wesentliche Merkmal dieser Systeme ist die außerordent- 

 lich große Oberfläche der einen, sogen, dispersen Phase, so daß in 

 Systemen dieser Art die Oberflächenenergie in den Vordergrund tritt 

 Bevor wir also zu den chemischen Vorgängen in heterogenen Systemen 

 übergehen, müssen wir auf die Gesetze der Kapillarkräfte (Oberflächen- 

 kräfte) eingehen. 



1. Oberflächenenergie und Oberflächenspannung. 

 Die Adsorption. 



Wie sich jede Energieform als das Produkt eines Intensitäts- und 

 eines Kapazitätsfaktors darstellen läßt, so können wir auch die 



Oberflächenenergie = Oberflächenspannung x Oberfläche = g x o) 



setzen, so daß die 



... „,.. , O.-energie 



Obenlachenspannung= —, — ^, , 

 Oberflache 



ist, d. h. die pro Oberflächeneinheit gerechnete Oberflächenenergie, 



somit = — — . Diese Oberflächenspannung gelangt erst dann in herrschende 



Stellung, wenn die Oberflächenentwicklung im Vergleich zum Volumen 

 sehr bedeutend ist. So haben Flüssigkeiten oder wässerige Lösungen 



eine sehr geringe Oberflächenspannung (etwa 100-^ — j, wogegen disper- 



gierte Stoffe, z. B. die dispersen Phasen der kolloiden Lösungen, bedeutende 

 Oberflächenspannungen. Gemeint ist hier selbstverständlich diejenige Grenz- 

 fläche, welche zwischen der verteilten Substanz (gelöster Substanz) und 

 dem Dispersionsmittel (Lösungsmittel) zustande kommt. 



Aber schon in einer gewöhnlichen Lösung werden sich Oberflächen- 

 kräfte geltend machen und im allgemeinen wird die Konzentration der 

 Lösung an der Oberfläche (gegenüber dem an die Flüssigkeit grenzenden 

 Gasraum) verschieden sein von jener im Innern der Flüssigkeit. Man 

 nennt diese Erscheinung Adsorption: sie kann positiv oder negativ sein, 



