-ocr page 1-
-ocr page 2-

A. qu
192

$

i

-ocr page 3-
-ocr page 4- -ocr page 5-

SOL- EN GELTOESTAND VAN
GELATINEOPLOSSINGEN.

A. OOSTHOEK - UTRECHT - 1914

PROEFSCHRIFT TER VERKRIJGING VAN DEN
GRAAD VAN DOCTOR IN DE GENEESKUNDE
AAN DE RIJKS-UNIVERSITEIT TE UTRECHT,
OP GEZAG VAN DEN RECTOR-MAGNIFICUS
D
r. B. J. KOUWER, HOOGLEERAAR IN DE FACUL-
TEIT DER GENEESKUNDE, VOLGENS BESLUIT
VAN DEN SENAAT DER UNIVERSITEIT TEGEN
DE BEDENKINGEN VAN DE FACULTEIT DER
GENEESKUNDE TE VERDEDIGEN OP DINSDAG
28 JUNI 1914, DES NAMIDDAGS TE 4 UUR, DOOR
LAMBERTUS ARISZ GEBOREN TE UTRECHT

-ocr page 6-

Druk van de Firma P. Harte - Bergen op Zoom.

-ocr page 7-

Dat ik dit proefschrift onder Uwe leiding heb bewerkt,
Hooggeleerde
Zwaardemaker, Hooggeachte Promotor,
is niet de eenige reden voor het gevoel van erkentelijk-
heid, dat ik jegens U heb. Met groote welwillendheid
hebt Gij mij in de gelegenheid gesteld de physiologie
nader te leeren kennen ; Gij hebt mij het aantrekkelijke
doen inzien van de richting, waarin Gij het physiologisch
onderzoek leidt en door de vriendelijke wijze, waarop
Gij met Uw leerlingen omgaat, het werken in Uw
laboratorium op zich zelf reeds tot een genoegen ge-
maakt. Den steun, dien Gij mij dagelijks verleend hebt
en de aansporing, die van Uw onvermoeid vorschenden
geest uitgaat, kan ik niet genoeg waardeeren.

Wanneer ik het tijdvak overzie, Hoogleeraren en
Lectoren van de Medische Faculteit, waarin ik onder
Uwe leiding heb mogen studeeron, denk ik met ge-
noegen terug aan de vele indrukken, die ik van U heb
ontvangen. Gij hebt mij door Uw voordrachten op het
belangwekkende van de artsstudie gewezen en in Uw
laboratoria de gelegenheid tot experimenteel onderzoek
geopend. Voor dit alles zeg ik U hartelijk dank.

Door den aard van dit proefschrift kwam ik dikwijls
voor vragen te staan, die niet op physiologisch gebied
liggen. Ik stel het ten zeerste op prijs, dat Gij, Hoog-
geleerde
Debije, bereid waart, eenige problemen met
mij te bespreken ; ook de hulp en kritiek, die ik van
U, Zeergeleerde
Kruyt, ontvangen heb, zijn voor mij
van groot belang geweest.

-ocr page 8-
-ocr page 9-

AAN MIJNE MOEDER.

-ocr page 10-
-ocr page 11-

INHOUD.

Blndz.

Inleiding................... 1

Eerste Afdeeling; Gelatineering.

A. EXPERIMENTEEL GEDEELTE.

Hoofdstuk I. — Sol-Viscositeit.

§ 1. Methode................ 9

§ 2. Verandering bij hooge temperatuur . ... 10
§ 3. Viscositeit van een 10 % oplossing bij tem-
peraturen benoden 65°.........13

§ 4. Conclusies over de oorzaak der viscositeits-

veranderingen ..............18

§ 5. Invloed van de voorgeschiedenis op de wijze,
waarop do viscositeit bij constante tempe-
ratuur verandert............23

§ 6. Vervolg. Conclusies over do veranderingen,

die in een gel optreden.............25

§ 7. Vergelijking van het verband tusschen tem-
peratuur en viscositeit in oplossingen van

verschillende concentratie........27

§ 8. Vertragende invloed van lage temperatuur

op de gelatineering...........29

§ 9. Vorm van de viscositeit-tijd curve onder om-
standigheden, waar gelatineering optreedt . 31
§ 10. Invloed van rust en beweging van een sol

op de viscositeit............34

Samenvatting................36

-ocr page 12-

Hoofdstuk II. — Gel-Viscositeit. bladz

§11. Methode................37

§ 12. Onderscheiding van elastische nawerking en

fluiditeit.............. . 41

§ 13. Verband tusschen gel-viscositeit en belasting 47
§ 14. Beteekenis van de thermische voorgeschie-
denis voor de viscositeit van de gel . . . 52
Samenvatting................60

Hoofdstuk III. - Tyndall-verschijnsel.

§ 15. Methode................61

§ 16. Verandering in de intensiteit van het Tyndall-

verschijnsel met de temperatuur.....63

§ 17. Vergelijking van het verband tusschen de
intensiteit van het Tyndall-verschijnsel en
de temperatuur in oplossingen van verschil-
lende concentratie...........68

§ 18. Oorzaak van de veranderingen in de inten-
siteit van het Tyndall-verschijnsel .... 73
Samenvatting................78

B. THEORETISCH GEDEELTE.

Hoofdstuk IV. — Betrekking

tusschen Sol en Gel.

§ 19. Inleiding...............80

§ 20. Beteekenis der veranderingen met den tijd 85
§21. Verband tusschen Tyndall-verschijnsel en

viscositeit...............87

§ 22. Vergelijking van een glycerineuse met een

waterige gelatine oplossing.......93

Samenvatting................96

-ocr page 13-

Tweede Afdeeling : Zwelling.
A. EXPERIMENTEEL GEDEELTE.

Hoofdstuk V. — Verandering in
de concentratie van sol en gel.

§ 23. Inleiding...............99

a. Proeven met sols.

§ 24. Verandering der gelatine bij verdunning van

een sol................100

b. Proeven met gels.

§ 25. Methode bij liet zvvellingsonderzoek . . .104
§ 26. Invloed van de temperatuur op de zwelling . 105
§ 27. Zwelling van gels van verschillende con-
centratie ...............110

§ 28. Invloed van de afmetingen der gei op de

zwelling................113

§ 29. Zwelling van een gel in een sol.....118

§30. Beteekenis van den ouderdom van de gel .. 119
§31. Veranderingen in een gezwollen gel buiten

water.................123

§ 32. Veranderingen in een gezwollen gel buiten

water. (Vervolg)............126

§ 33. Zwelling achtereenvolgens bij verschillende

temperaturen.............. 129

§ 34. Invloed van de voorgeschiedenis op het op-
treden van waterverlies bii verwarming . .131
§35. Invloed van do voorgeschiedenis op het op-
treden van waterverlies bij verwarming.

(Vervolg)...............135

§ 36. Afscheiding van vloeibaar water door ge-
zwollen gels bij verwarming.......138

§ 37. Voorwaarde voor het optreden van een snel-
ler bij 10° dan bij 20° verloopende zwelling 141

-ocr page 14-

Bladz.

§ 38. Omkeer van de verhouding tusschen de
zwellingssnelheden bij 20° en 10° door een

verblijf buiten water.......... 143

S tmenvattins................146

B. THEORETISCH GEDEELTE.

Hoofdstuk VI. - Toestandsveranderingen
in de gel tijdens de zwelêing.

§39. Inleiding...............148

§ 40. Overzicht der bestaande zwellingstheorieën 150
§41. Verandering van den inwendigen toestand

der gel tijdens de zwelling.......156

§ 42. Beteekenis van de samenstelling der gelatine
en van den samenhang tusschen de gelatine-

deeltjes voor de zwelling........160

§ 43. Verwarming van een gezwollen gel ... 162
§ 44. Veranderingen in gezwollen gels buiten

water.................166

§45. De paradox van Von Schroeder . . . 168

Samenvatting.............. . . 171

Overzicht der resultaten...........173

-ocr page 15-

INLEIDING.

Yan de eiwitstoffen, die in het levend organisme
voorkomen, vormen sommige met water een sol, en
andere een gel. Waarop het verschillend gedrag van
deze twee groepen berust, is moeilijk na te gaan,
daar een groot aantal andere stoffen, die tegelijkertijd
aanwezig zijn, ook op den toestand invloed uitoefenen.

Ook buiten het levend organisme kent men eiwitten
in sol- en geltoestand; er zijn een aantal gevallen
bekendy waarin men een sol in een gel kan zien over-
gaan, of omgekeerd ; de stolling van bloed, de stremming
van melk en de vliesjesvorming in de endolymphe zijn
voorbeelden van den overgang van sol in gel; bij de
vervloeiing van gels door fermenten heeft het omge-
keerde plaats. Men heeft hier waarschijnlijk te maken
met een chemische verandering van het eiwit; door
een of andere oorzaak ontstaat een nieuwe stof met
een andere samenstelling en andere eigenschappen als
de oorspronkelijke; zoolang men echter over den aard
van dit proces in het onzekere verkeert, kan men ook
niet aangeven, waarmee men de verandering van sol
en gel in verband brengen moet.

Men kan den overgang van sol tot gel het beste
bestudeeren, wanneer deze plaats heeft, zonder dat
een wijziging in de chemische samenstelling optreedt.
Dit is het geval bij de gelatine. Hier hangt de toestand

-ocr page 16-

alleen af van de physisch-chemische voorwaarden,
waaronder het onderzoek plaats heeft, van de tempe-
ratuur en de concentratie. Door afkoeling b.v. treedt
gelatineering op, verwarming heeft het omgekeerde
tengevolge. De overgang gaat zeer langzaam en men
is hierdoor in staat een aantal tusschenstadia tusschen
de uitgesproken sol en\' de uitgesproken gel te onder-
zoeken. Daarbij vallen dan de punten van overeenkomst
en van verschil meer in het oog. dan wanneer men
alleen de eindstadia der reeks beschouwt, en opent
zich de mogelijkheid, dat men iets te weten komt
over de oorzaken, waarop het verschil tusschen vloei-
baren en vasten toestand berust; dit zal misschien
kunnen leiden tot gevolgtrekkingen per analogiam voor
andere eiwitten, die slechts in een van beide toestanden
bekend zijn.

Wanneer een oplossing minder dan V2 % gelatine
bevat, is zij bij alle temperaturen vloeibaar; is zij
geconcentreerder, dan is zij slechts bij hooge tempera-
turen een sol, doch bij lage een gel. De temperatuur,
waarbij zij van den eenen in den anderen toestand
overgaat, is moeilijk te bepalen, daar dit geleidelijk
geschiedt; ook wordt een gel door verwarming niet
bij dezeltde temperatuur vloeibaar, als waarbij de sol
in den vasten toestand overgaat; deze laatste tem-
peratuur ligt altijd eenige graden lager.

Hoe meer gelatine in de oplossing aanwezig is, bij
des te hooger temperatuur kan zij nog in den vasten
toestand voorkomen; een vermeerdering der concentratie
van Va % — 5 % brengt een groot verschil teweeg, want
de gelatineeringspunten voor die concentraties stijgen
van 10° tot 30°. Door een nog grooter gelatinegehalte
wordt deze temperatuur echter niet veel meer verhoogd2),

-ocr page 17-

daar men in een 30 % oplossing bij 32° den over-
gang aantreft. Alleen als men de concentratie nog meer
laat toenemen, zoodat zij 50 % en 80 % bedraagt,
gaat de grens tusschen vasten en vloeibaren toestand
verder stijgen, en wel zoo sterk, dat een gel van 80 %
ongeveer de uiterste concentratie is, die nog den vloei-
baren toestand aannemen kan.

Behalve bij een daling van de temperatuur kan men
gelatineering ook zien optreden in een oplossing, die
eenigen tijd achtereen bij dezelfde temperatuur wordt
gehouden. De tijd tot deze optreedt loopt voor ver-
schillende concentraties en temperaturen sterk uiteen a).
Een indruk over de veranderingen, die zich daarbij in
de oplossing afspelen, krijgt men als men nagaat, op
welke wijze een of andere eigenschap daarbij verandert.
Hiervoor hebben sommige onderzoekers de inwendige
wrijving gekozen2/3), andere de verschuivingselasti-
citeit1). Het bleek, dat beide eigenschappen een ver-
andering vertoonen in een oplossing, die eerst eenigen
tijd op 100° verwarmd is geweest, en hierna tot een
lagere temperatuur wordt afgekoeld. Deze verandering
is verreweg het grootst, wanneer het op den duur tot
gelatineering komt. Met betrekking tot den aard van
het proces, dat deze variaties bewerkt, heeft men uit
deze proeven niet veel kunnen afleiden. Zeer interes-
sant echter zijn de waarnemingen van Baclimann 2)
die met het ultramikroskoop kon vaststellen, dat bij
het gelatineeren kleine partikeltjes zichtbaar worden,
die zich met elkaar tot grootore complexen vereenigen.

Do groote variabiliteit, die de eigenschappen van de

1 Rohloff en Shinj o, Physik. Zs. 8, 442, (1907)..

2 anorgan. Chem. 73, 125, (1911).

-ocr page 18-

gelatinesol vertoonen, treft men ook bij de gelatine-
gels aan. Deze zijn echter in dit opzicht minder uit-
voerig onderzocht. Reiger *) werkte een methode uit,
om de viscositeit te kunnen bepalen. De dubbelbreking
bij deformatie 1), de compressibiliteit2), en de rekking3)
werden onderzocht, ook het zwellingsvermogen 4\'5) werd
nagegaan; bij het onderzoek der elasticiteit heeft
Fr aas6) aangetoond, dat pas eenige uren na de gelati-
neering de gels constante eigenschappen verkrijgen.

Een groot aantal onderzoekingen is verricht om den
invloed te leeren kennen, dien verschillende zouten op
de eigenschappen van de gelatineoplossingen hebben.
Men kan onderscheid maken tusschen den invloed, dien
zij op den eindtoestand hebben, en op de wijze, waarop
deze tot stand komt. De werking van zouten is spe-
cifiek : sommige bevorderen de gelvorming, andere
bemoeilijken haar. Wanneer men ze rangschikt naar
de wijze waarop zij de gelatineeringssnelheid beinvloe-
den, verkrijgt men de bekende lyotrope reeks 7). Dezelfde
verhoudingen treft men ook aan, wanneer men hun
invloed op de gelatineeringstemperatuur8) en op de
viscositeitsveranderingen 9) onderzoekt. Ook op de
zwelling hebben zouten invloed, en wel kon Wo. Ost-
wald10) vaststellen, dat in het algemeen de zwelling

1 s) De Metz, La doublé réfraction accidentelle dans les
liquides, (1906).

2 ) Barus, Amer. Journ. of Science 6, 285, (1898).

3 ) F raas, Wied. Ann. 53, 1082, (1894).

Leick, Drud. Ann. 14, 139, (1904).

Bj erken, Wied. Ann. 43, 817, (1891).

4 ) Hofmeister, Arch. f. exp. Path. u.Pharm.27,315, (1890).

5 ) Ost wa I d. Pflüg. Arcli. 108, 564, (iru5).

6 :) Fra^i s, 1. .

7 ") *f s, c.

8 ) F i li d ic I), Kapillarchemie, Leipzig (1909).

9 \'") 1 au li, i Uiig. Arch. 71, 323, (1898).

10 ») Wo. üstwald, 1. c.

-ocr page 19-

begunstigd wordt door dezelfde stoffen, die in sols de
viscositeit verminderen, en omgekeerd.

Ook de toevoeging van niet -electrolyten is onder-
zocht. Suiker bleek begunstigend, ureum belemmerend
op de gelatineering te werken. Toevoeging van glycerine
maakt, dat de oplossing bij hooge temperatuur een gel
kan blijven, en dat de elasticiteitsmodulus bij lage
temperatuur veel grooter is 1).

De onderzoekingen, die in dit proefschrift worden
meegedeeld, zijn verricht met het doel den invloed,
dien de voorgeschiedenis op den toestand van gelatine-
sol en gel heeft, nader te leeron kennen. De onderzochte
oplossingen waren zoo eenvoudig mogelijk samengesteld;
zouten zijn nooit toegevoegd. Het is echter om experi-
menteele redenen noodig geweest bij enkele proeven
een mengsel van gelatine met glycerine te gebruiken.

Het geheel vervalt in twee afdeelingen: in de eerste
wordt nagegaan, hoe een oplossing verandert, die achter-
eenvolgens bij verschillende temperaturen gebracht
wordt, in de tweede op welke wijze een wijziging van
het watergehalte (verdunning bij de sol, zwelling bij
de gel) werkt. Hierbij sluiten zich eenige waarnemingen
over den gecombineerden invloed van deze factoren
aan. In een theoretisch hoofdstuk is telkens nagegaan,
in hoever men een verklaring kan vinden voor de
processen, die zich in de oplossing afspelen.

\') Bjerkèn, 1. c
Reiger, 1. c.

-ocr page 20-
-ocr page 21-

Eerste Afdeeling : GELATINEERING.

-ocr page 22-
-ocr page 23-

A. Experimenteel Gedeelte.

HOOFDSTUK I. - Sol-Viscositeit.

§ 1. Methode.

Alle onderzoekingen, die in de eerste afdeeling mede-
gedeeld worden, zijn verricht met een oplossing van
gelatine in glycerine. De reden, die tot deze keuze
leidde, wordt in § 11 vermeld. Zuivere handelsgelatine
werd gedurende eenige dagen in stroomend water ge-
bracht, om ze van zouten enz. te bevrijden, en daarna
boven H2S04 in een exsiccator gedroogd. Vervolgens
werd zij bij 50°—60° opgelost in glycerine inet een
specifiek gewicht 1.176, die dus 32% water bevatte
en gefiltreerd. Van ieder dor onderzochte concentraties
werd een zoo groote hoeveelheid tegelijk bereid, dat voor
alle proeven dezelfde oplossing gebruikt kon worden.
Storing door mikro-organismen was hier uitgesloten.

De viscositeit van de gelatinesol werd bepaald met
een viscosimeter van den door Ostwald aangegeven
vorm. Daar zeer uiteenloopende viscositeiten gemeten
moesten worden, gebruikte ik een stel van 7 viscosi-
meters, die van elkaar alleen verschilden door de wijdte
van de capillair (71 tot 2 mM.). Voor iedere waar-
neming kon als regel een zoodanig apparaat gekozen
worden, dat de doorlooptijd niet minder dan 2 minuten
bedroeg, maar ook niet veel langer duurde. Het bleek
n.1. wenschelijk hem zoo kort mogelijk te kiezen, daal-
de viscositeit der onderzochte oplossingen dikwijls snel
verandert. Er was echter geen bezwaar tegen, dat een

-ocr page 24-

bepaling buiten de perioden, waarin die snelle ver-
andering optreedt, meer tijd in beslag nam.

In iederen viscosimeter werd steeds dezelfde hoeveel-
heid vloeistof gebracht. Zij werd daarna aan een of
andere voorbehandeling onderworpen en voor onderzoek
geplaatst in een thermostaat, waarvan de temperatuur
variaties 0.03° bedroegen. Hierin bleven zij dan geruimen
tijd, die naar omstandigheden zich over meerdere dagen
uitstrekte.

De resultaten, die met verschillende viseosimeters
verkregen waren, konden onderling vergeleken worden,
daar voor ieder een constante was bepaald, en wel
de relatieve viscositeit van een vloeistof van S. G. = 1,
die in één minuut do capillair passeert. Door een
vergelijking met den doorlooptijd van water was de
herleiding tot absolute eenheden mogelijk.

§ 2.

Verandering bij hooge temperatuur.

Wanneer men een gelatineoplossing verwarmt op een
temperatuur, die in de nabijheid van 100° ligt, onder-
gaat; zij een verandering, die o. a. daarin aan den dag
komt, dat haar viscositeit afneemt. Wordt de verwar-
ming lang voortgezet, dan gaat het vermogen om bij
afkoeling te gelatineeren geheel verloren. Chemisch
onderzoek heeft aan den dag gebracht, dat de gelatine
daarbij in een modificatie overgaat, die door N a s s e

-glutine genoemd wordt, en die bij voortgezet koken
in eenvoudige splitsingsproducten, albumosen en pep-
tonen uiteenvalt.V o n S c li r o e d e r 2) heeft aan-
getoond, dat men het beloop van deze omzetting naai-
de vermindering der viscositeit kan beoordeelen. Hij

-ocr page 25-

onderzocht oplossingen van gelatine in water van 1 %»
2 % en 3 %• Hij bepaalde hun viscositeit bij 25°, nadat
hij ze te voren gedurende verschillend lange tijden
aan de temperatuur van 100° had blootgesteld en vond,
dat de verandering het type van de monomoleculaire
reacties volgt.

Daar het mijn doel was, de viscositeit van de gelatine-
oplossing onder allerlei omstandigheden na te gaan,
heb ik ook eenige bepalingen bij hooge temperaturen
verricht. De viscosimeter kwam in het gewenschte bad
te staan, en daarna werd van tijd tot tijd de door-
looptijd bepaald. Hierbij werden de volgende resultaten
verkregen.

TABEL I.

Verandering van de viscositeit met den tijd in een 10 %

gelatine glycerine-oplossing bij 65°—95°-
(De viscositeit van water bij 20° is als eenheid genomen).

Temp.

Tijd.

Viscositeit ton
opzichte van
water van
20°.

Viscositeit ten
opzichte van de
beginwaarde.

95°

na

3 minuten

71,0

1,00

»

15 „

68,3

0,96

»

30 „

65,4

0,92

85°

na

3 minuten

100,1

1,00

»

15 „

98,5

0,98

»

30 „

97,5

0,97

75°

na

3 minuten

147,0

1,00

n

30 „

145,2

0,99

65°

na

3 minuten

222,3

1,00

»

24 uur

222,4

1,00

Uit deze tabel kan men zien, dat bij 95° in korten
tijd reeds aanzienlijke veranderingen opgetreden zijn,

-ocr page 26-

en dat bij 85° de omzetting duidelijk langzamer verloopt;
de vermindering, die de viscositeit bij 75° ondergaat,
blijkt veel geringer te zijn en bij 65° kan zelfs gedurende
24 uur in het geheel geen wijziging geconstateerd worden.

Beschouwt men, evenals Yon Schroeder1) deed,
het afnemen der viscositeit als een maatstaf, waarnaar
men de chemische omzetting, die in de gelatine bij hooge
temperatuur optreedt, kan beoordeelen, dan volgt uit
tabel I dat haar reactiesnelheid een functie van de
temperatuur is. Terwijl zij bij 95° zoo groot is, dat de
eigenschappen der oplossing in korten tijd sterk ver-
anderen, neemt zij bij lagere temperaturen snel af,
zoodat bij 65° geen verandering meer optreedt.
Men
mag dan ook aannemen, dat beneden 65° in de gelatine-
ghjcerine oplossing geen veranderingen zullen optreden,
die op het hier beschouwde chemische proces terug-
gevoerd moeten worden.

Wanneer men de viscositeit van een ongewijzigde
oplossing bij hooge temperatuur wil bepalen, is het
noodzakelijk dat te doen, zoodra de oplossing de tem-
peratuur van het bad aangenomen heeft. Wacht men
eenigen tijd daarmee, dan kan men zeker zijn, een
waarde te vinden, die op een oplossing van andere
samenstelling betrekking heeft. Als viscositeit moet voor
de 10 % gelatine oplossing dus aangenomen worden:
(verg. tabel I).

TABEL II.

Viscositeit, van een 10 % oplossing van gelatine in
glycerine tusschen 95° en 65°.

Temperatuur

Viscositeit

95°

71,0

85°

100,1

75°

147,0

65°

222,3

\') Von Schroeder, 1. c., bl. 84.

-ocr page 27-

§ 3.

Viscositeit van een 10 % oplossing bij temperaturen
beneden
65°.

In § 2 is gebleken, dat een 10 % gelatine-glycerine
oplossing voortdurend dezelfde viscositeit behoudt, zoo-
lang zij op 65° gehouden wordt. Veranderingen komen
echter niet alleen bij hoogere, maar ook bij lagere
temperaturen voor; men kan voor do viscositeit van
een oplossing, bij een zelfde temperatuur de meest uit-
eenloopende waarden vinden.

Dat hierbij toch een regelmaat bestaat, is uit de
proeven van Von Sch roeder1) gebleken. Het ge-
lukte hem steeds hetzelfde resultaat te verkrijgen,
wanneer hij zijn oplossing eerst gedurende 5 minuten
op 100° verwarmde, dan snel afkoelde en de bepaling
verrichtte 5 minuten, nadat de temperatuur van 25°
was aangenomen. Door deze systematische behandeling
bereikte hij n.1., dat de verandering in de oplossing,
die door de afkoeling werd veroorzaakt, steeds op
dezelfde wijze met dezelfde snelheid verliep.

Terwijl de chemische omzetting, die bij temperaturen
boven 65° optreedt, altijd in dezelfde richting gaat, en
het niet mogelijk is, de gelatine weer in den oorspron-
kelijken toestand terug te brengen, zijn de veranderingen
beneden 65° volkomen omkeerbaar. Het doet er niet
toe, onder welke omstandighedon men een oplossing
bewaart; mits die temperatuur niet wordt overschreden,
komt zij, door een verwarming op 65° altijd weer in
denzelfden toestand terug. Men kan dus deze tempe-
ratuur zeer geschikt als uitgangspunt kiezen, wanneer
men door een geschikte keuze der behandeling bepaalde
veranderingen wil tol stand brengen.

Een der wegen, die ik kon inslaan om vastte stellen,

\') Von Schroeder, 1. c.

-ocr page 28-

welke viscositeit de oplossing bij verschillende tempe-
raturen had, wanneer zij zich in evenwicht bevond,
was, bij constante temperatuur de bepalingen zoolang
voort te zetten, tot geen verandering meer optrad.
Het afwachten van een constant blijvende waarde
kost zeer veel tijd; bij 50° bv. heb ik de veranderingen
gedurende 4 dagen gevolgd, en ofschoon zij steeds
kleiner werden, was toen de eindtoestand nog lang
niet bereikt.

Ik heb gemeend, dat het de voorkeur verdiende een
andere methode te volgen. Voor zoover mij bekend is,
heeft men zich er steeds toe bepaald de veranderingen
van de viscositeit met den tijd te bestudeeren, in die
gevallen, waar zij grooter werd Wanneer men echter
te maken heeft met een naderen tot het evenwicht,
moet het ook mogelijk zijn, het tegenovergestelde
resultaat te verkrijgen, dat n.1. de viscositeit met den
tijd afneemt. Dan kan een reeks toenemende waarden
gesteld worden naast een reeks afnemende, die bij
dezelfde temperatuur verkregen zijn, en moet men
daaraan kunnen zien, dat zij tot denzolfden toestand
voeren. Zet men de bepalingen niet zoolang voort, tot
de eindtoestand bereikt is, dan vindt men ten minste
twee-grenzen, waartusschen het evenwicht moet liggen ;
men heeft het in de hand door don duur der bepaling
te verlengen, deze grenzen willekeurig dicht bij elkaar
te brengen.

Een dergelijke benadering is werkelijk uitvoerbaar
gebleken. In flg. 1 vindt men de uitkomsten voor 55°,
50° en 46°. Voor iedere temperatuur zijn twee lijnen
geteekend: een, die voorstelt hoe de viscositeit toe-
neemt, als zij bij hot bereiken van de temperatuur
een kleinere waarde heeft dan in het evenwicht, en

\') Y o n #S c h r o e d e r, 1. c.
L e v i t e s, 1. c.

-ocr page 29-

een, die de vermindering aangeeft, als bij het bereiken
van de temperatuur haar waarde grooter is. Elk paar
lijnen vertoont neiging tot hetzelfde punt te naderen;

door middel van grafische extrapolatie kan men uit
een reeks waarnemingen, die zich slechts over een of
enkele dagen uitstrekken, tot de viscositeit in den
evenwichtstoestand besluiten. (Zie § 4).

Wordt een oplossing van 65° op 44° afgekoeld, dan
is zij wel is waar nog geruimen tijd vloeibaar, doch
de viscositeit neemt zeer sterk toe, en na verloop van
24] uur is deze zoo hoog geworden, dat zij door een
viscosimeter niet meer doorloopt. In dit geval moet
men dus volstaan met aan te geven, dat in het even-
wicht de viscositeit grooter is, dan de waarde, die men

-ocr page 30-

het laatst heeft kunnen bepalen (hier uit een doorloop-
tijd van ongeveer 3 uur).

TABEL III.

Viscositeit van een 10 % oplossing van gelatine in
glycerine tusschen 65° en 44°.

Temperatuur

Viscositeit

65°

222

55°

415

50°

± 950

47°

< 4200

46°

± 5000

44°

> 30000

In tabel III vindt men .deze uitkomsten samen-
gebracht, terwijl nog enkele benaderingen van het
evenwicht van één kant daaraan zijn toegevoegd. Deze
bepalingen, te zamen met die van tabel II maken het
mogelijk, in een coördinatenstelsel met de\'temperatuur
op de abscis en de viscositeit op de ordinaat het be-
loop van de evenwichtslijn te teekenen tusschen 95°
en 44.°. (Figuur 2).

Daar de viscositeitsveranderingen bij constante tem-
peratuur zijn waargenomen, worden zij voorgesteld
door lijnen, evenwijdig aan de ordinaat. De pijltjes
geven de richting aan, waarin de veranderingen ver-
liepen ; zij beginnen bij de waarde, die bij de eerste
bepaling op de betreffende temperatuur gevonden werd,
terwijl de punt voorstelt, tot hoever de verandering
gevolgd is. De evenwichtslijn, die in de tusschen de
pijltjes open blijvende ruimte is getrokken, vertoont
een geleidelijke kromming, die er op wijst, dat de
viscositeitsverandering per graad temperatuurverschil
des te grooter is, naarmate de temperatuur lager is.

-ocr page 31-

Vooral tusschen 45° en 44° is de vermeerdering reus-
achtig, maar zij sluit zich geheel aan bij die bij de
aangrenzende hoogere temperaturen. Terwijl de krom-
ming tusschen 95° en 55° slechts gering is, begint n.1.
daarbeneden de lijn sterker van richting te veranderen.

Fig. 2,

Mén krijgt den indruk, dat reeds bij ongeveer 55°
dezelfde verandering in geringe mate tot stand komt,
die bij 44° de groote vermeerdering der viscositeit, die
met de gelatineering samengaat, bewerkt.

In figuur 2 is nog een tweede lijn geteekend, die
de punten, verbindt, die aangeven, welke viscositeit

-ocr page 32-

gevonden wordt, terstond nadat de te voren op 65° ver-
warmde oplossing op de onderzoekingstemperatuur
gekomen is. Ook deze heeft een continu verloop, dat
ook nog bij lagere temperaturen dan 44° kan worden
gevolgd. Men kan daaruit afleiden, dat de aanvangs-
waarde op eenvoudige wijze van de temperatuur afhangt.
Voor de beteekenis van deze lijn zie § 4.

§ 4.

Conclusies over de oorzaak der viscositeitsveranderingen.

Men kan de veranderingen van de viscositeit met
den tijd verklaren door aan te nemen, dat een variatie
van de temperatuur een wijziging brengt in den vorm,
waarin de gelatine in de oplossing voorkomt, zoodat
een verandering optreedt in de stoffen, die de oplossing
samenstellen. Voor de verandering van do viscositeit
bestaan dan twee verschillende oorzaken: in de eerste
plaats kan zij berusten op een directen invloed van de
temperatuur, zooals overal elders, en in de tweede
plaats hangt zij op indirecte wijze van haar af, daal-
de verandering in de inwendige samenstelling maakt,
dat een minder visceuse stof in een andere meer
visceuse ovorgaat, of omgekeerd.

Figuur 3 geeft aan, hoe men onder deze omstandig-
heden het verband tusschen viscositeit en temperatuur
kan denken.

Al naar gelang van den inwendige\'n toestand heeft
de oplossing bij de temperatuur Tx een andere visco-
siteit; zij moet dus in verschillende gevallen voorgesteld
worden door verschillende punten van do ordinaat
van Tj. Hier zijn een viertal punten als voorbeeld ge-
nomen: a, &, c, en
d. Denkt men zich, dat men de
oplossing, die bij T\\ de viscositeit
a heeft, op T2
kan afkoelen, zonder dat do inwendige samenstelling
verandert, dan wordt daarbij een reeks viscositeiten

-ocr page 33-

doorloopen, die door a-a\' wordt voorgesteld, zoodat
bij T2
a\' de viscositeit aangeeft. Op dezelfde wijze kan
men door de andere punten de lijnen
b — bc-c\' en
d-d\' trekken, waaraan dezelfde beteekenis toekomt.

Fig. 8.

Zij behoeven wel niet evenwijdig te loopen, maar
kunnen elkander ook niet snijden : als men aanneemt,
dat de viscositeit in
b grooter is dan in a, berust dit
daarop, dat in de oplossing bij
b meer van een sterk v
viscéuse stof voorhanden is, die bij alle temperaturen
de viscositeit zal verhoogen.

Bewaart men do oplossing, die bij T\\ de viscositeit
a, c of
d heeft, bij die temperatuur, dan ondergaat

-ocr page 34-

de inwendige samenstelling een verandering, omdat
het evenwicht zich gaat instellen, en pas als dat be-
reikt is, zal de oplossing verder onveranderd blijven.
Bij Tj is dat bv. het geval, wanneer de viscositeit
b
bereikt is, en bij T2 in d\'. Is zij bij een temperatuur
kleiner dan die evenwichtswaarde, dan bestaat een
neiging om toe te nemen ; dit zal geschieden, als zij
bij Tj door
a en bij T2 door ab\' of c\' wordt voor-
gesteld ; omgekeerd zal zij afnemen, wanneer zij de
evenwichtswaarde overtreft, zooals bij Tx in
c of d en
bij T2 boven
d\' het geval is.

Wanneer men door b en d\' een lijn trekt, zal die
voorstellen, welke viscositeit de oplossing heeft, wanneer
zich bij temperaturen tusschen en T„ het innerlijk
evenwicht heeft ingesteld. Deze lijn N —N\' snijdt nood-
zakelijkerwijze alle lijnen van de groep
a - a\', b-b\' enz.

De verschillende beteekenis van de lijn N —N\' aan
den eenen, en de groep
a—a\' enz. aan den anderen
kant, valt in het oog, wanneer men op de snelheid
let, waarmee de verandering van Tj tot T2 tot stand
komt. Denkt men zich dien overgang oneindig langzaam
uitgevoerd, dan zal zich ten allen tijde do evenwichts-
toestand kunnen instellen en wordt de verandering
der viscositeit door een beweging langs N—N\' voor-
gesteld. Heeft do afkoeling van Tj— T2 met oneindig
groote snelheid plaats, dan blijft daarbij de inwendige
toestand onveranderd, en wordt de lijn a-a\'gevolgd.
Beide groepen van lijnen kunnen onder deze omstan-
digheden zoowel van rechts naar links, als omgekeerd
doorloopen worden.

Wanneer het innerlijk evenwicht zich practisch niet
met groote snelheid instelt, zal een variatie van do
temperatuur altijd meebrengen, dat, ook al verkeerde
de oplossing aanvankelijk in evenwicht, dit daarna
niet meer het geval is, zoodat na het constant worden
van de temperatuur de verandering der viscositeit

-ocr page 35-

voortgaat. Of zij toe- dan wel afneemt, hangt uitsluitend
van den inwendigen toestand af, die na de temperatuurs-
verandering bestaat, en niet daarvan, of die tempera-
tuur door verwarming dan wel door afkoeling bereikt
werd. Zoo zal in een oplossing, die bij T3 de viscositeit
b" heeft, deze gaan toenemen, als de temperatuur
constant blijft, onverschillig of zij door afkoeling van
Tx uit den toestand b, of door verwarming van T2 uit
den toestand b\' op T3 is gebracht.

De veranderingen in de gelatineoplossing volgen ge-
heel dit schema. De even wichtslij n N - N\' is in § 3
bepaald als de limiet, waartoe bij iedere temperatuur
de viscositeit nadert, als zij resp. door een punt boven
en beneden die lijn voorgesteld wordt. Aan lijn
b-b\'
beantwoordt in fig. 2 de lijn, die aangeeft welke vis-
cositeit de oplossing bij de verschillende temperaturen
heeft, terstond nadat zij op die temperatuur gebracht
is door afkoeling van af 70° (Tx), waar zij zich in
evenwicht bevond *).

Zonder aan te geven, waarin de verandering in de
inwendige samenstelling bestaat (zie hoofdstuk IV), kan
uit het voorafgaande toch reeds het een en ander over
haar worden afgeleid.

In de eerste plaats moet die verandering reversibel
zijn. Bij constante temperatuur is zoowel eon toenemen
als een afnemen der viscositeit govonden, en daaruit
volgt noodzakelijk, dat de verandering in de inwendige
samenstelling van de oplossing ook in beide richtingen
kan verloopen.

Ten tweede vindt men steeds, dat oen oplossing,

\') Dit is wjiarschüniyk niot volkomen juist. Do viscositeits-
bepalingen werden telkens verricht eonigo minuten, nadat de
temperatuur was bereikt, en daarjuist in liet begin de storkste
viscositeitsveranderingen optreden, moet op het oogenblik van
waarneming reeds niet meer dezelfde inwendige toestand hebben
bestaan. In ieder geval is zü als een benadering te beschouwen.

-ocr page 36-

die bij een temperatuur, onverschillig bij welke, in
evenwicht is, na een verwarming of afkoeling zich
niet meer daarin bevindt. De aanleiding tot de ver-
andering in de inwendige samenstelling wordt niet
gegeven door het passeeren van één bepaalde tempe-
ratuur, zoodat het bestaan van een overgangspunt is
uitgesloten. In overeenstemming hiermee vertoont de
evenwichtslijn ook nergens een knik. Men komt der-
halve tot de voorstelling, dat de inwendige samenstelling
gelijkmatig met de temperatuur verandert.

Een derde conclusie, die uit figuur 3 kan worden
getrokken, is de volgende. Terwijl bij 65° de eind-
toestand oogenblikkelijk is bereikt, duurt het bij 55°
± 6 uur voor dit het geval is. Bij 50° naderen de
stijgende en de dalende lijn elkaar nog langzamer,
zoodat hier ± 4 dagen noodig zijn, voor de oplossing
zich in een blijvenden toestand bevindt, en bij 46° is na
4 dagen aan de veranderingen nog geen einde gekomen ;
hier moet het evenwicht door extrapolatie worden
bepaald. Men ziet hieruit, dat de snelheid, waarmee
het evenwicht zich instelt, in hooge mate van de
temperatuur afhangt; hoe lager de temperatuur, des
te meer tijd wordt er voor vereischt. Daar bij 65°
slechts-enkele minuten noodig zijn, mag men wol aan-
nemen, dat het bij nog hooger temperaturen zeker
niet langer zal duren. De viscositeitsbepalingen, die bij
75°, 80° en 95° zijn verricht (§ 2) enkele minuten,
nadat die temperatuur was bereikt, mogen dus als
even wichtswaarden worden beschouwd. Dit is dan ook
bij het samenstellen van lig. 2 reeds geschied.

-ocr page 37-

§ 5.

Invloed van de voorgeschiedenis op de wijze, waarop
de viscositeit bij constante temperatuur verandert.

Om bij een temperatuur de viscositeit naar ver-
langen te zien toe of afnemen, moet de voorgeschiedenis
op een bepaalde wijze worden ingericht. In de literatuur
zijn uitsluitend waarnemingen beschreven, waarbij een
vermeerdering der viscositeit met den tijd werd ge-
vonden : de oplossing was dan vooraf op een hoogere
temperatuur verwarmd.

Om een reeks afnemende viscositeiten te krijgen,
moet men de voorgeschiedenis op een andere wijze
kiezen. De oplossing moet eenige dagen gehouden
worden bij een temperatuur, die een weinig lager ligt
dan die, waarbij do waarnoming geschieden zal. Deze
temperatuur mag echter niet al te laag gekozen worden.
Bij het onderzoek van do 10% oplossing is 35°
zeer geschikt gebleken. Wanneer een oplossing van
70° tot 35° wordt afgekoeld, wordt zij weldra uiterst
visceus en gelatineert vervolgens. De veranderingen
in de oplossing tijdens hot verblijf op 35° zijn met de
viscosimeters niet direct waarneembaar; dat zij op-
treden is echter buiten twijfel; want op 44°gebracht,
wordt deze niet vloeibaar en bij 46° heeft dat slechts
langzaam plaats, waarbij men de viscositeit geleidelijk
ziet verminderen.

Door een kortdurende afkoeling op 35° wordt een
ander resultaat verkrogen; wordt n.1. de oplossing,
nadat zij 5 minuten in hot bad van 35° is geweest,
op 44° gebracht, dan wordt zij terstond vloeibaar, en
heeft een viscositeit, die slechts een weinig hooger is
dan die van een oplossing, welke van 70° direct op 44°
is afgekoeld. Wanneer men de oplossing weer 24 uur bij
44° laat, neemt de viscositeit toe tot gelatineoring

-ocr page 38-

optreedt, op dezelfde wijze als in § 3 werd beschreven.
Boor de oplossing van 35° op 44° te brengen, neemt
men in dit geval dus eerst een vloeibaar, en daarna
een vast worden waar.

Om dit verschijnsel te verklaren kan men van fig. 4
gebruik maken. N-N stelt de evenwichtslijn voor,

Fig. 4.

evenals in § 3 (blz. 19). Wordt de oplossing, die zich
bij 70° (Tx) in evenwicht bevindt (6), afgekoeld tot 35°,
dan volgt zij daarbij de lijn voor constante inwendige
samenstelling
b — b\'. Bij 35° (T2) wordt do viscositeit
aanvankelijk voorgesteld door een punt, dat ver be-
neden de evenwichtslijn ligt (b\'"). Tijdens een verblijf
van 2 dagen bij die temperatuur verandert do inwendige

-ocr page 39-

samenstelling, en neemt de viscositeit toe (&\'" — c\'")
echter niet zoo sterk, dat het evenwicht bereikt wordt;
daarvoor zou een langere tijd noodig zijn. (§ 4, blz. 22).
Bij.de nu volgende verwarming wordt de lijn voor
constante inwendige samenstelling
c\'-c gevolgd. Bij
46° (T3) blijft de oplossing aanvankelijk een gel. Na
eenige uren wordt zij vloeibaar: de wijze, waarop haar
inwendige samenstelling verandert, is nu omgekeerd
als na een voorafgaande verwarming. De viscositeit is
grooter dan in het evenwicht, zoodat do lijn voor
constante inwendige samenstelling
c\' — c, die bij de
verwarming tot 46° gevolgd is, de evenwichtslijn heeft
gekruist. 01 bij verwarming op 44° ook de evenwichts-
lijn gekruist wordt, is uit de proeven niet op te maken.
De verandering in de inwendige samenstelling, waar-
door bij T„ de viscositeit van
V" tot c"\' toenam, is
van dien aard, dat de oplossing bij 44° den geltoestand
moet blijven behouden.

Blijft de oplossing niet 2 dagen, maar slechts enkele
minuten bij 35°, dan ondergaat de inwendige samen-
stelling daarbij slechts weinig verandering. Do lijn, die
nu de verandering bij verwarming tot 44° voorstelt,
zal van lijn
b — b\' niet veel afwijken. Daar de toestands-
veranderingen bij 44° in laatste instantie alleen af-
hangen van den toestand, waarin de oplossing zich
bevindt, is hot onverschillig of het punt
c\'" is bereikt
door afkoeling van af 70° of door oen verwarming
van af 35°. In beide gevallen moet dezelfde reeks ver-
anderingen, viscositeitsvermeerdering en gelatineering
optreden.

§ 6.

Vervolg. Conclusies over de veranderingen,
die in een gel optreden.

Wanneer een op 70° verwarmde 10 °/o gelatine-
glycerine oplossing tot
20° wordt afgekoeld, en daarna

-ocr page 40-

weer op 44° verwarmd, wordt zij terstond vloeibaar,
evenals dit voor een kortdurende afkoeling op 35° be-
schreven is. Maar terwijl een verblijf van 2 dagen bij
35° voldoende is om te maken, dat de oplossing bij
44° niet meer vloeibaar wordt, is daar bij 20° veel
meer tijd voor noodig. Een oplossing, die 5 dagen bij
20° graden was bewaard, had zoodra zij op 44° werd
verwarmd, een viscositeit, die 10.000 X zoo groot is
als die van water bij 20°, terwijl pas na een verblijf
van 2 weken bij 20° de oplossing op 44° gebracht kon
worden, zonder in den vloeibaren toestand over te gaan.

Plaatst men de oplossing in de ijskast, dan kan men
ook door haar daarin langen tijd te houden niet be-
reiken, dat zij bij verwarming tot 44° den geltoestand
blijft behouden. Zij verkrijgt altijd ongeveer dezelfde
viscositeit als een oplossing, die van 70° direct op 44°
is gebracht.

Uit de resultaten, die bij 35° en bij 20° verkregen
zijn, kan men opmaken, dat bij die temperaturen een
verandering in de inwendige samenstelling kan tot stand
komen. Men kan haar beoordeelen naar de viscositeit,
die de oplossing bij een daarop volgende verwarming
tot 44° of hooger verkrijgt, en dan blijkt, dat zij bij
lage temperaturen zeer langzaam verloopt. In een op-
lossing, die 2 dagen bij 35° was gebleven, was de
inwendige samenstelling ongeveer dezelfde geworden,
als in een oplossing, die één dag bij 44° had door-
gebracht. En voor diezelfde inwendige samenstelling
bij 20° was bereikt, moesten ± 14 dagen verloopon. Bij
een oplossing, die in de ijskast staat, hebben de ver-
anderingen met zoo geringe snelheid plaats, dat zij aan
de waarneming ontsnappen : een verandering, zooals bij
44° in 24 uur optreedt, moet daar geweldig lang duren.

Bij 35° en lagere temperaturen is de oplossing, terwijl
die veranderingen in haar inwendige samenstelling
plaats hebben, een gel; men moet aannemen, dat de

-ocr page 41-

veranderingen, die dan optreden, vergeleken kunnen
worden met die, welke in den soltoestand plaats hebben;
de vertraging van de veranderingssnelheid bij het dalen
van de temperatuur, die in § 4 voor de sols is aan-
getoond, sluit zich dan ook volkomen aan bij wat hier
uit de proeven over verblijf bij nog lagere temperaturen
is afgeleid.

§ 7.

Vergelijking van liet verband tusschen temperatuur
en viscositeit in oplossingen van verschillende
concentratie.

Dezelfde methode, die gebruikt is om in de 10 %
oplossing het verband tusschen temperatuur en visco-
siteit na te gaan, is ook bij het onderzoek van op-
lossingen van andore concentratie gevolgd. De bepalingen
zijn uitgevoerd voor een 1 % en een 5 % oplossing.
In hoofdzaak gedragen allo concentraties zich óp de-
zelfde wij zo.

Bij temperaturen boven 70° werd de viscositeit
bepaald, zoodra de oplossing de gewonschte temperatuur
had aangenomen. De irreversibele chemische omzetting,
die bij deze temperaturen in zoo sterke mate optreedt
(zie § 2) kon derhalve niet tot storende fouten aan-
leiding geven. Bij 70° blijft de toestand langen tijd
dezelfde, zoodat men mag aannemen dat bij de 1 %
en 5 %? ovenals bij de 10 % oplossing, beneden die
temperatuur geen veranderingen voorkomen, die op de
niet omkeerbare omzetting dor gelatine berusten.

Veranderingen met den tijd treden altijd op, wanneer
de temperatuur lager dan 70° is. Al naar gelang van
de voorgeschiedenis wordt een toe- of afnemen der
viscositeit gevonden. Do gegevens, die hierbij verkregen
werden, zijn in figuur 5 samengebracht en stellen in
staat bij benadering het beloop van de evenwichtslijnen

-ocr page 42-

aan te geven. Ter vergelijking is hier de evenwichtslijn
voor de 10 % oplossing, van fig. 2, nog eens opgenomen.
De viscositeit is des te grooter, naarmate de oplossing
meer gelatine bevat. De verschillende lijnen loopen
echter te zeer uiteen, dan dat een eenvoudige betrek-
king tusschen viscositeit en concentratie aangenomen

kan worden. Wanneer men van de hoogere tempera-
turen uitgaat, blijkt de viscositeit des,te sterker toe
te nemen, hoe lager de temperatuur wordt; echter
blijft die vermeerdering betrekkelijk gering tot een
voor iedere concentratie karakteristiek tcmperatuur-
gebied bereikt is. Daar begint een sterkere kromming;
dit is in de 10 % oplossing bij ± 55°, in de 5 % op-
lossing bij ± 50° en in de 1 % oplossing bij ± 30° het
geval. De kromming wordt dan al sterker en sterker,
tot ten slotte één graad temperatuurverschil maakt,

-ocr page 43-

dat de viscositeit niet meer met een viscosimeter
bepaald kan worden en de oplossing in den geltoestand
overgaat.

TABEL IV.

Verband tusschen de mate van kromming der viscositeit-
temperatuur lijnen en de gelatineerings-temperatuur.

Concentratie.

begin van de sterke
kromming by

gelatineering
tusschen

10%

55°

45°—44°

5%

50°

41° —40°

1%

30°

21°—20°

De snelheid, waarmee do gelatineering optreedt bij
de hoogste temperaturen, waarbij zij tot stand komen
kan, is des te geringer, naarmate die temperatuur
lager is ; de 10 % oplossing heeft bij 44° 1 dag noodig
om in den vasten toestand over te gaan, de 5 % op-
lossing bij 40° 4 dagen, en do 1 % oplossing bij 30°
twee weken.

§ 8.

Vertragende invloed van lage temperaturen op
de gelatineering.

De invloed, dien de temporatuur heeft op de snelheid,
waarmee de verandering van den inwendigen toestand
tot stand komt, wordt ook door de volgende proef
duidelijk aan het licht gebracht.

Er wordt een aantal oplossingen van gelatine in
glycerine gemaakt van verschillende concentraties,
wisselend tusschen 2 %
en Va %• Met iedere oplossing
worden 2 reageerbuisjes gevuld, zoodat tweo reeksen
buisjes verkregen worden, die volkomen aan elkaar
gelijk zijn. Ze worden alle gedurende 5 minuten op
70° verwarmd: de eene reeks komt dan in de ijs-
kast (bij ± 2°) do andere in oen thermostaat van 20°.

-ocr page 44-

Gedurende de eerste uren zijn alle oplossingen vloeibaar,
alleen het buisje, dat de 2 % oplossing bevat, die in de
ijskast wordt bewaard, kan omgekeerd worden zonder
dat de oplossing haar plaats verandert. Men kan dit
als kriterium beschouwen, dat zij in den geltoestand
is overgegaan. De andere oplossingen vertoonen alle
een meer of minder groote taaiheid, overeenkomstig
hun concentratie; ze is in de kou overal grooter dan
in de even sterk geconcentreerde oplossingen bij 20°.

De toestand van deze oplossingen blijft niet voort-
durend dezelfde. Na korten tijd (3 uur) is do 2 % oplossing
bij 20° ook in den geltoestand overgegaan ; de visco-
siteit der andere neemt bij die temperatuur gedurende
de volgende dagen langzaam toe, waarbij de l1/» %
en de 1 % oplossing resp. op den 3en en op den
8en dag zoo taai worden, dat zij bij het omkeeren van
de buisjes geen vormverandering meer vertoonen. Do
s/i % oplossing is na 14 dagen nog vloeibaar, de grens
tusschen de bij 20° wel en niet gelatineerende oplossing
ligt derhalve tusschen 1 % en 3A %•

Bij de in de ijskast geplaatste buisjes komt een zoo
groote verandering niet voor, de viscositeit schijnt in
alle concentraties de aanvangswaarde to blijven be-
houden ; de grens tusschen do oplossingen, die bij 2° resp.
wel en niet gelatineeren ligt dus tusschen 2 % en 1Va %•
Als resultaat van deze proef verkrijgt men dus de
volgende tabel:

TABEL V.

Vergelijking van do gelatineering van oplossingen van gelatine
in glycerine met verschillende concentraties b\\j \'20° en by 2°.
beteekent gegelatineerd ; — beteekent niet gegelatineerd.

20°.

Conc. 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° tot 14° dag..
2%
1% % -■- .

1% - ~ - - --- -
3/0/ __________ _

H \'0

-ocr page 45-

Conc. le 2° 3° 4° 5° 6e 7e 80totl4edag.
2%

iv2% ------- -

1 % - -- -- -- -

3/i % --------

7i% --------

Terwijl men er aan geicoon is, tfe gelatineoplossing
bij lioogere temperatuur een sol en bij lage een gel is,
wordt hier het omgekeerde gevonden: zoowel de 11/2 %
a?s de 1 % oplossing zijn bij 20° vast en bij 20 vloeibaar.
De oorzaak ligt in de traagheid, waarmee in de glycerine-
gelatine de gelatineering optreedt. Bij 20° is er al ge-
ruime tijd voor noodig, maar bij 2°, waar men zou
verwachten, dat ze sterker zou zijn, verloopt zo zoo
langzaam, dat practisch do aanvankelijke toestand on-
voranderd behouden blijft.

§ 9.

Vorm van de viscositeit-tijd curve onder omstandigheden,
waar gelatineering optreedt.

Als het type, dat de veranderingen der viscositeit
in de gelatine oplossing volgon, is tot nog toe oon
eenvoudige kromme beschouwd, die in figuur 1 is
voorgesteld. Het komt echter voor, dat men eon af-
wijkend beloop aantreft en wol dan, wanneer men do
veranderingen nagaat bij een temperatuur, waarbij do
oplossing op don duur in den geltoestand overgaat.
In figuur 6 vindt men de kromme, die bij de 10 %
oplossing bij 44° werd verkregen ter vergelijking

\') Eon dorgolijko kromme is door Wo. Ostwald, met bo-
hulp van door Von Schroodov verkregen gegevens, goteekond.
Zie Grundriss der Kolloidcliemie I zweite Anfl. bl. 192 (1911).

-ocr page 46-

met de reeds vroeger gegeven krommen, die het be-
loop bij 46° en hooger voorstellen. Figuur 7 geoft het-
zelfde bij een 5 % oplossing, resp. bij 40°, waar de
oplossing in het evenwicht een gel, en bij 46°, waar
zij in liet evenwicht een sol is. In plaats van hoe
langer hoo meer af te nemen, begint de verandering
hier voortdurend sneller te verloopen, waarbij ten slotte
de bepaling onmogelijk wordt, als de gelatineering
plaats heeft. Uit dit beloop krijgt men niet don indruk,
dat de oplossing tot een evenwichtstoestand nadert.

In beide figuren kan men nog een tweede kromming
van deze lijn vinden. Men treft haar aan gedurende
de eerste uren, nadat de oplossing do onderzoekings-
temperatuur- heelt bereikt. Zij is tegengesteld aan de
het eerst vermelde, en komt volkomen overeen met

-ocr page 47-

die van de lijnen, die betrekking hebben op tempera-
turen, waarbij de soltoestand blijft bestaan.

oo

y\'i

Men kan niet aannemen, dat do verandering in
de oplossing, die aan deze sterke vermeerdering dor
viscositeit ten grondslag ligt, onbepaald doorgaat; op
den duur wordt (zie § 14) een constante toestand be-
reikt. Aan do snelle vermeerdering der viscositeit
komt eens een eind, zoodat nog oen derde kromming
moet bestaan, waardoor de richting tot dio van de
abscis nadert.

De curven van figuur 0 en 7 vortoonen dus achtereen-
volgens een kromming
a-b met do concaviteit naai-
de abscis gewond, een kromming
b — c met do conca-
viteit van de abscis af, on ten slotte eon kromming
c-d weer mot do concaviteit naar do abscis toe.

-ocr page 48-

Deze laatste is in de figuren door een gestippelde lijn
aangegeven, daar haar beloop niet op experimenteel ge-
vonden viscositeitswaarden berust. De ordinaat is onder-
broken om te doen uitkomen, dat het punt, dat voor
de viscositeit resp. na 24 uur en na 4 dagen is aan-
gegeven, met de viscosimetermethode niet bepaald kan
worden. Daar het begin van de kromme zich niet
onderscheidt van het beloop bij hoogere temperaturen
(onder 70°), kan men verwachten, dat de verandering
in de inwendige samenstelling in beide gevallen op
dezelfde wijze optreedt; bij degelatineeringstemperatuur
komt echter zoodra die verandering een eind is voort-
gegaan, een andere factor op do verandering van de
viscositeit een grooten invloed uitoefenen; die invloed
is zoo belangrijk, dat de vloeistof na eenigen tijd niet
meer doorloopt.

§ 10.

Invloed van ru3t en beweging van een sol
op de viscositeit.

In de voorafgaande § § is bij de bespreking van het
temperatuursgebied tusschen 46°-70°, waarin de 10%
oplossing alleen ais sol kan voorkomen, de aandacht
voornamelijk gevestigd geweest op die veranderingen
der viscositeit, waaruit men conclusies over de wijzi-
ging van de inwendige samenstelling kan trekken. Er
komen echter andere voor, die men niet met do in-
wendige samenstelling in verband brengen kan. Wanneer
men eenigo malen achtereen bepaalt, hoeveel tijd oen
oplossing noodig heeft om door den viscosimeter te
vloeien, blijkt de doorlooptijd, die de eerste maal
gevonden wordt, altijd wat langer to zijn, dan bij
herhalingep. Een voorbeeld daarvan geeft de volgendo
tabel:

-ocr page 49-

TABEL VI.

Verandering van de viscositeit van een 10% oplossing
van gelatine in glycerine bij 50° terwijl zij door den
viscosimeter vloeit.

Ttfd, nadat de
oplossing op 50 %
gebracht is.

DOORLOOPTIJD.

Isto
bepaling

20

bepaling

3e

bepaling

4e

bepaling

na 0 uur

3\'53.0"

na 24 uur

4\'40.0"

4\'38.0\'

4\'36.2"

4\'36.4"

na 48 uur

4\'59.0"

4\'57.4"

4\'5f>.0*

na 96 uur

5\'25.0\'

5\'22.4"

Men kan hier afzien van de verandering, die de
viscositeit in den loop dezer vier dagen ondergaat, en
die op de wijziging in de inwendige samenstelling be-
rust. Bij de 4 bepalingen, die na 24 uur direct na
elkaar verricht werden, overtrof do doorlooptijd de
eerste maal de latere mot ongeveer 4 seconden. Na
24 en 48 uur werd een dorgolijke uitkomst verkregen.
Deze verschillen zijn hier slechts klein, zoodat zij de
verandering van de inwendigo samenstelling niet be-
dekken, maar zij treden niettemin toch regelmatig op.

Bij hoogere temperaturen is dit verschijnsel minder
sterk uitgesproken, en bij 05° is een verschil niet
meer aan te toonen ; bij lagere worden do afwijkingen
tusschen do verschillende waarden hoe langer hoe
grooter. Als oorzaak moet men blijkbaar een verande-
ring beschouwen, die in verband staat mot het in be-
weging brengen van de vloeistof. Wanneer zich in oen
oplossing bij eenige temperatuur, voor zoover do in-
wendigo samenstelling botreft, het evenwicht ingostold
heeft, kan haar toestand er nog van afhangen, of zij
in rust of in beweging onderzocht wordt. Blijft zij
eenigen tijd kalm staan, dan neemt de viscositeit toe;
door beweging wordt de verandering weer te niet
gedaan. Bij het gebruik van Ostwald\'s viscosimoters

-ocr page 50-

leert men de viscositeit in rust natuurlijk niet kennen;
in dit opzicht zou een andere methode van viscositeits-
bepaling de voorkeur hebben verdiend.

In § 21 zal worden nagegaan in hoeverre men deze
verandering met degene, waarop de gelatineering be-
rust, in verband brengen kan.

SAMENVATTING.

In dit hoofdstuk is onderzocht, welk verband tusschen
de viscositeit van een gelatineoplossing en haar voor-
geschiedenis bestaat.

1. Voor de veranderingen der viscositeit beneden
65° onder constante uitwendige omstandigheden, hebben
wij twee oorzaken leeren kennen. De eene hangt uit-
sluitend met de thermische voorgeschiedenis samen en
berust daarop, dat zich bij iedere temperatuur een
andere evenwichtstoestand in de inwendige samen-
stelling instelt; de andere hangt er uitsluitend van af,
of de oplossing rustig heeft gestaan of in beweging is
geweest.

2. Het evenwicht in de inwendige samenstelling
stelt zich bij hooge temperatuur snel in en bij lage veel
langzamer. De veranderingen, die^ den geltoestand
tot stand komen, sluiten zich goheel bij die in den sol-
toestand aan.

3. De veranderingen, die onafhankelijk van de ther-
mische voorgeschiedenis in een sol optreden, wanneer
men ze rustig laat staan, zijn des te grooter naarmate
de temperatuur lager is.

4. Uit do wijze, waarop de viscositeit verandert bij
een temperatuur, waarbij ten slotte gelatineering op-
treedt, kan men afleiden, dat ook bij don overgang in den
geltoestand twee verschillende oorzaken samenwerken.

-ocr page 51-

HOOFDSTUK II. - Gel-viscositeit.

§ 11. Methode.

Voor het onderzoek van de gelatinegels heb ik een
toestel gebruikt, dat in liguur 8 schematisch is afge-
beeld.\' Het is gebouwd met de bedoeling snel en
nauwkeurig een indruk te verkrijgen over de lengte-
veranderingen, die om eenige reden bij een gelatinegel
optreden, en haar temperatuur en spanning naar ver-
langen te regelen.

De gel word voor hot onderzoek gebruikt in den
vorm van kleine reopjes; dozo werden vervaardigd
door de warme oplossing in een vorm te gieten en te
laten gelatineeren. Zij waren 30 m.M. lang, 7 m.M.
breed en 4 m.M. dik. Zoo\'n reepje wordt iti een klem-
metje (a) bovestigd, dat aan een statief gefixeerd is.
Het andere oinde wordt gevat in een tweedo klemmetje
(b) dat aan een magneetstaaf (m) is verbonden. Dit
staafje maakt deel uit van een kleino balans, die in
d
haar draaipunt heeft, terwijl de verbindingen bij p
en q door een kleino as worden tot stand gebracht.
In
c is een stukje kopor opgehangen, dat oven zwaar
is als de staaf m en het klemmotje
b te samon. De
kracht, die door het gewicht van deze beide doelen op
het reepje wordt uitgeoefend, is op deze wijze volkomen
gecompenseerd.

De magneetstaaf hangt vrij in het middon van een
draadklos e; wanneer daar een electrisehe stroom
doorgaat, zal er naar gelang van de stroomrichting,
op den magneetstaaf een aantrekkondo of eon afstoo-
tonde kracht worden uitgeoefond, die op hot reepjo

-ocr page 52-

gel wordt overgebracht. Bovendien bestaat er gelegen-
heid bij
g een gewicht aan den staaf op te hangen.
Het reepje gel kan dus op twee verschillende wijzen
belast worden.

Fig. 8.

Iedere lengteverandoring van hot reepje heeft een
verplaatsing van den magneetstaaf en door dezen van
hot hefboomstelsel tengovolgo. Bij
d is oen klein

-ocr page 53-

spiegeltje (s) bevestigd, dat alle bewegingen meemaakt,
en waarvan de uitslagen met kijker en schaal worden
afgelezen. De schaal is in millimeters verdeeld, terwijl
0.1 m.M. nog kan worden geschat. Bij de gekozen
afmetingen van apparaat en schaalafstand beant-
woordde 0.1 m.M. schaal aan 0.6
ju. lengtoverandoring
van de gel. Op deze wijze krijgt men alleen een oordeel
over de lengt
^veranderingen van het gelreepje: de
totale lengte kan niet worden bepaald.

Is het noodig een constante belasting gedurende
langen tijd te laten werken, dan wordt een gewicht
in
g aangebracht. In alle andere gevallen wordt de
belasting verkregen door een stroom door den draad-
klos to zenden. Do stroomsterkte wordt mot een
milliampèremeter gemeten; de opstelling der schakel-
apparaten is zoodanig gekozen, dat een geleidelijke
versterking van den stroom in een willekeurigen tijd
mogelijk is. Hot regelen van de stroomsterkte kan
gelijktijdig mot do aflezing door den kijker geschieden,
zoodat eon lengtobepaling op ieder oogonblik van do
verandering der bolasting kan plaats hebben.

Do kracht, die door eon stroom wordt uitgeoefend,
hangt af van do plaats, die de magneetstaaf ton op-
zichte van den draadklos inneemt, en is dus bij iedere
waarneming eon andore. Zij werd empirisch bepaald
door vergolijking mot in
g aangebrachto gewichten
(25 milliamp. = ± 0,1 gram).

Daar het bloek, dat zelfs zeer kloino trillingen
grooto storingen bij do lengteveranderingen kunnen
goven, word hot toestel op do schokvrijo ophang-
inrichting van J ii 1 i u 8geplaatst. Zij voldeod vol-
komen aan do eiachen, die hier gestold werden.

Do temperatuur van het reepje wordt geregeld mot
behulp van eon kleinen thermostaat, T-T, dio als

i) W. H. J u 1 i u s, Wied. Ann. 50, 161, (1895) Drud. Ann. 18,
200, (1905).

-ocr page 54-

een mantel om het reepje aangebracht is. De afmetin-
gen zijn zeer klein gekozen, daar het gebruik van een
roerinrichting met haar onvermijdelijk stooten ver-
meden worden moet. De temperatuurregeling geschiedt
met een thermoregulator met electrisch contact, de
verwarming door een bifilair gewonden dunnen koper-
draad (2 XI weerstand), terwijl een accumulator van
4 volt den stroom levert. Deze deelen zijn in de met
paraffine gevulde ruimte T—T aangebracht, maar zijn
niet in de figuur geteekend. Grootere schommelingen
om de gewenschte temperatuur dan van 0,1° a 0,2°
kwamen niet voor.

Om de binnenruimte van den thermostaat, de lucht-
ruimte waarin het gelreepje wordt opgehangen, van
de omgeving te scheiden, bleek nog een speciale in-
richting noodig. In den bodem van deze ruimte is
een opening aangebracht, waardoor de magneetstaaf (m)
naar buiten gaat. Rondom deze opening is een ring-
vormig bakje (1) gebouwd, dat met vloeibare paraffine
werd gevuld. Aan den magneetstaaf is eon celluloid
klokje (k) bevestigd, dat in de paraffine dompelt. Op
deze wijze is een volledige afsluiting verkregen, terwijl
de vrije beweging van den magneetstaaf is gewaar-
borgd. De afmetingen zijn zoo gering, dat het gewichts-
verschil door meer of minder diep indompelen van het
klokje in de paraffine op de totale belasting geen
merkbaren invloed uitoefent. Deze afsluiting kan alleen
dan goed functioneeron, wanneer de luchtdruk binnen
en buiten den thermostaat gelijk is. Het was daarom
noodig een verbinding tusschen cuvetto en omgeving
te maken, waardoor drukverschillen (door temperatuur-
verandering) zich konden vereffenen; hiertoe dient
een capillair, waarin een chloorcalciumbuisje was ge-
schakeld, om het binnendringen van waterdamp uit te
sluiten. ,

De gebrekkige inrichting van den thermostaat (warme

-ocr page 55-

mantel en koude boven- en benedenvlakken) was oor-
zaak, dat, als een waterige gel onderzocht werd, voort-
durend waterdamp op bodem en deksel condenseerde,
waarbij de gel voortdurend water verloor. Het gelukte
dit bezwaar te ontwijken door een oplossing van
gelatine in glycerine te gebruiken. De waterdamp-
spanning van dit mengsel blijft ook bij de hoogste
onderzochte temperaturen (40°) nog boneden de span-
ningvan verzadigden waterdamp bij kamertemperatuur.
Een verandering van de samenstelling van de onder-
zochte reepjes gel was op deze wijze door de keuzo
van het materiaal en don bouw van het toestel vrij-
wel uitgesloten. Een reepje gel, waarvan het gewicht
± 1,2 gram bedraagt, vertoonde nooit grootere ge-
wichtsvorandering dan van 10 mg., terwijl in den
regel geen grootore afwijkingen dan van 1 2 mg
werden gevonden.

§ 12.

Onderscheiding van elastische nawerking en fluiditeit.

Wanneer een reepje gelatinegel, dat in hot toestel
bevestigd is, op constante temperatuur gehouden wordt,
zal een belasting een lengtevenneerdoring ten gevolge
liebben, die niet op liet oogonblik dor belasting ten
einde loopt, maar nog een willekeurig langen tijd blijft
voortgaan. In de eersto minuten neemt de lengte liet
snelste toe; langzamerhand wordt dit minder en na
eenigo uren wordt oen snolheid bereikt, die slechts
geringe verandering vortoont. Stelt men do longte als
functie van den tijd voor, dan wordt een lijn verkregen
zooals figuur 9 aangeeft. Zij heeft oen volkomen gelijk-
matig beloop, mits vermeden wordt, dat schokken van
eonigen aard op hot gelreepje kunnen werken. Door
iederon schok noemt do lengte plotseling toe en wordt
de continuiteit verbroken.

-ocr page 56-

Iets dergelijks vindt men, wanneer de kracht, die
op het reepje gedurende eenigen tijd heeft gewerkt,
wordt verminderd. Op het oogenblik, waarop dat ge-
schiedt, neemt de lengte plotseling af en in den daarop
volgenden tijd gaat de lengtevermindering voort. Terwijl
na het vermeerderen van de belasting de lengtevermeer-
dering onbeperkt blijft aanhouden, is dat met de ver-
korting na haar vermindering niet het geval; zij begint
hoe langer hoe langzamer te verloopen, na korter of langer
tijd komt zij tot stilstand en maakt voor een lengtover-
meerdering plaats. Deze blijft dan aanhouden, zoolang
de overgebleven belasting dezelfde blijft; ze bereikt
weldra haar maximumsnelheid en vertoont verder
een dergelijk beloop, als na het aanbrengen van een

-ocr page 57-

Wij hebben hier te maken met een superpositie van
lengteveranderingen door verschillende oorzaken. In de
eerste plaats wordt hier het verschijnsel aangetroffen,
dat zoowel de verlenging bij de belasting, als de ver-
korting bij de ontlasting nog voortduren, nadat de
spanning een constante waarde heeft verkregen. Het
is waarschijnlijk, dat dit een nawerking is, die daarop
berust, dat zich de evenwichtslengte pas heeft ingesteld,
als de spanning eonigon tijd constant gebleven is. Do
lengte, die het reepje gel verkrijgt op hot oogonblik,
dat een verandering in do belasting plaats heeft, is
door de grootte daarvan volkomen bepaald, en zou ook
voortdurend dezelfde blijven, als niet door die belasting-
verandering tegelijk ook een verandering in don in-
wondigen toestand was ingeleid, die op de rekbaarheid
invloed oefent. Zij heeft echter niet zoo snel plaats,
dat do eindtoestand oogenblikkelijk bereikt wordt.
Dozo voorstelling komt hierop neer, dat bij verschillende
belasting verschillende rekbaarheid bestaat, maar dat
do rekbaarheid pas langzamerhand de bij do belasting
behoorende waarde aanneemt.

Van dit standpunt bezien bestaat tusschen belasting
on lengte dezolfdo betrekking als tusschen temporatuur
en viscositeit. In boide govallen neemt men aan,
dat oen variabele niet alloen eon directen invlood
ondervindt van do verandering van oon andere, maar
bovendien een indirecten, daar tegelijkertijd in den
inwendigen toestand iets gowijzigd wordt, on dio
variabele ook daarvan afhangt. Do diagrammen figuren
G on 7 moeten van de elasticiteitsbotrekkingon ovon
goed rekenschap kunnen geven als van do viscositoit on
het gelukto dan ook gemakkelijk aan to toonon, dat

\') Dozo verandering van den inwendigen toestand is een
geheel andere als dio, waarvan in do rest van dozo verhandeling
sprake is.

-ocr page 58-

de richting der nawerking bij een of andere belasting
niet er van afhangt, of die verkregen werd door ver-
meerdering of vermindering van de rekkende kracht.

Een lengteverandering, die als elastische nawerking
moet worden opgevat, zal geleidelijk afnemen en ten
slotte tot een stationairen toestand voeren. Als een
verkorting in een verlenging overgaat, of een verlenging
blijft aanhouden, zonder dat een neiging bestaat tot
een blijvenden toestand te geraken, is dit niet op
nawerking terug te voeren. Daarbij moet een andere
oorzaak werkzaam zijn, die met elasticiteit niet in
verband staat.

Bij het vaststellen van deze oorzaak hebben de
volgende overwegingen een rol gespeeld. Beziet men
nog eens figuur 9, dan blijkt daaruit, dat de lengte-
verandering bij de belasting ongeveer even groot is,
als bij de ontlasting. De lengte in onbelasten toestand
is echter vermeerderd, zoodat door de belasting een
vormverandering tot stand gebracht wordt. Deze kan
vooral bij hooge temperatuur zeer aanzienlijk zijn.
Bij 40° werd een reepje, dat aanvankelijk de gewone
afmetingen (30 X 7 X 4 m M.) had, in 5 uur ongeveer
10 m.M. langer (zie § 14), terwijl de dikte en de breedte,
vooral\'in het midden, dienovereenkomstig verminderden.
Deze vormverandering treedt altijd op, zoolang een kracht
op de gel werkt en hangt van do grootto en de richting
van die kracht af. Behalve de vorm verandert aan het
reepje gel, voor zooverre uiterlijk waarneembaar is,
niets; de samenhang wordt nergens verbroken, scheu-
ring treedt niet op, de homogeniteit blijft behouden.

Deze reeks verschijnselen laat zich gereedelijk ver-
klaren, wanneer men de vormveranderingen aan de
fluiditeit van de gel toeschrijft. Onder zekere omstandig-
heden, zooals hooge temperatuur en geringe concentratio
kan deze vloeistofeigenschap sterk uitgesproken zijn,
zoodat men slechts met zeker voorbehoud van den

-ocr page 59-

eigen vorm van een gel kan spreken. Men neemt soms
waar, dat een reepje gel zijn vorm gaat aanpassen
aan dien van het vat, waarin het bewaard wordt. Aan
den anderen kant is een watervrije gel een zoo harde
massa, dat men aan een overeenkomst met een vloei-
stof niet zoo dadelijk denkt. Er bestaan een groote
reeks toestanden, die een onafgebroken overgang tuschen
deze uitersten vormen.

Wanneer een reepje gel onder invloed van een be-
lasting een vormverandering vertoont, die op fluiditeit
berust, kan men de verandering van de lengte
dl in
den tijd
dt evenredig stellen aan de belasting en aan
een constante, die de reciproke viscositeitsconstante is.

F = belasting.
1 = lengte.
q = doorsnede.
n = viscositeitsconstante.
t = tijd.

Hieruit volgt

De dimensieformule van r, is ML-1 T~\\ en komt
derhalve overeen met dio van y bij vloeistoffen, welke
uit do stroomsnelheid in capillaire buizen afgeleid is.

Deze formulo (2) stelt in staat op eenvoudige wijze
de viscositeitsconstante van een gel te bopalon uit
do snolheid, waarmee haar vorm door een bekende
kracht verandert. Do moeilijkheid ligt echter in de
bepaling van de lengteverandering, want elastische
nawerking moot daarbij worden geëlimineerd. Beido
oorzakon kunnen elkaar summoeren, maar ook elkaar
tegenwerken. Hot eorsto is het geval, als de toestand
onderzocht wordt terstond na de vermeerdering van

-ocr page 60-

een belasting. Elastische nawerking en fluiditeit hebben
dan beide een verlenging tengevolge; op dit geval heeft
de linkerhelft van figuur 9 (A) betrekking. In het geval
van de rechterhelft van figuur 9 (B) heeft de belasting een
vermindering ondergaan zonder de waarde 0 te bereiken.
(Onbelast is een vrij hangend reepje nooit, want het
eigen gewicht kan hier niet verwaarloosd worden.)
Door de elastische nawerking zal hier een verkorting,
door de fluiditeit een verlenging optreden ; de kromme
geeft de summatie van deze twee invloeden te zien;
aanvankelijk overweegt de elastische nawerking boven
de fluiditeit en neemt men een verkorting waar;
wanneer de nawerking minder wordt, is het omgekeerde
het geval.

Aan een lijn van het type van figuur 9A is moeilijk
te onderscheiden waar de nawerking, en waar de
fluiditeit den grootsten invloed heeft. Richt men zijn
bepalingen echter zoo in, dat een lijn wordt verkregen
zooals in figuur 9B is voorgesteld, dan heeft men in
de verandering van richting een bruikbaar criterium.
In de volgende § zal worden aangetoond dat do fluiditeit
niet steeds dezelfde blijft en dat het noodig is haar
zoo spoedig mogelijk na het aanbrengen van een be-
lasting\'te bepalen. In verband daarmee meen ik geen
groote fout te maken, wanneer de lengteveranderingen
kort na het overgaan van de verkorting in een ver-
lenging als maat genomen worden.

De gevolgde methode komt dus hierop neer, dat een
reepje gel met een gewicht P belast wordt, terwijl
tegelijk een stroom door den draadklos om den
magneetstaaf wordt gezonden, zoodat do totaio be-
lasting een weinig grooter is dan P. Na enkele minuten
wordt de stroom verbroken en blijft als belasting alleen
het gewicht P. Dan heeft een verkorting plaats, die
na enkele minuten in een verlenging overgaat; deze
laatste dient voor de berekening der viscositeit.

-ocr page 61-

§ 13.

Verband tusschen gel-viscositeit en belasting.

Alvorens er toe over te gaan, de gel-viscositeit als
maatstaf voor veranderingen in gelatino-oplossingen te
nemen, moeten wij nog eenige meer algemeene be-
schouwingen over de waarde der resultaten, die deze
methode kan verschaffen, laten voorafgaan.

De snelheid, waarmee een reepje gel bij constante
temperatuur door constante krachtin lengte toeneemt,
blijft, afgezien van de periode, waarin elastische na-
werking een grooten invloed heeft, niet voortdurend
dezelfde. In bijna alle gevallen heb ik de lengtever-
meerdering gedurende minstens 24 uur gevolgd en
met de op deze wijze verkregen gegevens een lengte-
tijd kromme geteekend. Het type, dat deze lijnen ver-
toonen is steeds hetzelfde : de snelheid is in het begin
het grootst, en neemt in de eerste uren vrij sterk af;
daarna komt een periode, waarin zij veel minder ver-
andert on waarbij een neiging bestaat tot een constante
waarde te naderen. Alleen bij een zeer kleine belasting
en lage temperatuur wordt deze eindsnelheid zoo klein,
dat zij aan de waarneming ontsnapt, en kan men den
indruk krijgen, dat oen constante lengte bereikt is.

Wanneer uit een dergelijke l-t kromme do visco-
siteit van de gel op verschillende tijdstippon berekend
wordt, vindt men, dat zij in hot begin het grootst is,
allengs vermindert, en tot een eindwaarde nadert. Het
is nu de vraag, welke beteokenis aan dezo verschillende
waardon toegekond kan wordon.

Do dagelijkscho orvaring en het onderzoek van de
elasticiteit leveren het bewijs, dat de toestand der
golatinegels in hooge mate van de temperatuur afhangt;
maar tevens, dat, evonmin als bij de sols, terstond na
hot bereiken van een temperatuur constante eigen-
schappen worden gevonden. Wanneer de viscositeit

-ocr page 62-

als maatstaf voor den toestand wordt beschouwd, moet
hetzelfde aan het licht komen. Uit de lijnen van
figuur 11 is dit gemakkelijk af te leiden. Zij zijn ver-
kregen van volkomen gelijke reepjes gel, bij dezelfde
temperatuur en dezelfde belasting. Voor kromme I
heeft een reepje gediend, dat uit de op 70° verwarmde
oplossing werd gegoten en terstond na de gelatineering
bij 40° werd onderzocht. Kromme II is afkomstig van
een reepje, dat tegelijk werd gemaakt, maar daarna
1 dag bij 40° werd bewaard. Reepje I neemt veel
sneller in lengte toe dan reepje II; dat wijst er op,
dat de viscositeit van reepje II, terwijl het bij 40°
werd bewaard, is toegenomen. Deze vermeerdering
moet ook hebben plaats gehad bij reepje I, terwijl het
in het toestel werd onderzocht; zij moet dus een van de
oorzaken zijn, waardoor de verlengingssnelheid in deze
24 kleiner geworden is.

Deze thermische nawerking kan echter niet de eenige
factor zijn, die hot beloop van do
l-t kromme bepaalt.
Wanneer een reepje gel onderzocht wordt, dat zoolang
bij dezelfde temperatuur bewaard is, dat het daarbij
niet meer verandert, kan de verlenging toch niot van
het begin af door oen rechte lijn worden voorgesteld.
Dit blijkt uit de kromme van figuur 13. Voor curve
III en IV zijn reepjes gel gebruikt, die resp. een en
drie weken bij 20° waren bewaard. Zij geven boide
ongeveer dezelfde
l-t kromme, waaruit kan worden
afgeleid, dat na een week een constante toestand
bereikt is. Toch neemt ook hier do snelheid dor ver-
lenging gedurende de eerste 24 uur steeds af; men
kan daarin het bewijs zien,
dat de viscositeit van een
gel door de belasting veranderd wordt.

Deze resultaten betreffendo de viscositeit herinneren
aan die, welke in § 12 over do elasticiteit worden
meegedeekj. Daar bleok, dat bij een reepje gel, dat
geen veranderingen ondergaat, die op de thermische

-ocr page 63-

voorgeschiedenis zijn terug te voeren, de rekbaarheid
verandert, wanneer de belasting een wijziging onder-
gaat, en pas na eenigen tijd de bij die belasting be-
hoorende waarde verkrijgt. Het is niet onmogelijk, dat
in beide gevallen een zelfde verandering in de gel aan
het verschijnsel ten grondslag ligt. Waarin deze be-
staat, ontgaat geheel aan onze waarneming. Voordat
de viscositeit een constante waarde verkregen heeft,
moet een belasting meer dan 24 uur dezelfde gebleven
zijn, en het vermoeden ligt dus voor de hand, dat de
elastische nawerking ook minstens 24 uur duurt.
Wegens de superpositie van de verschillende lengte-
veranderingen is dit experimenteel niet uit te maken.
Uit figuur 9 volgt, dat de nawerking in geen geval
zoo sterk kan zijn, dat men een groote fout maakt,
wanneer men de viscositeit uit de M-kromme be-
rekent.

De verandering in een gel, die door een belasting
wordt teweeggebracht, is omkeerbaar, maar evenals
voor haar optreden is ook voor haar teruggaan geruime
tijd noodig. Wanneer een belasting, die 24 uur ge-
duurd heeft, slechts voor korten tijd wordt onder-
broken, zal do viscositeit daardoor ternauwernood be-
invloed worden. Men kan dit uit do volgende proef
afleiden. Ken reepjo gel, dat «1 weken bij 20° bowaard
was, werd bij 20° mot \'S gram belast. Kromme I van
figuur 10 geeft aan, hoo de lengte gedurende do eerste
24 uur veranderde. Do belasting werd vervolgens go-
durende 10 minuten verwijderd oii daarna weer her-
steld, maar dit had op de richting van deM-kromme
bijna geen invloed (II). Daarna word hot gewicht ge-
durondo 14 uur weggonomon. Nu ging do viscositeit,
hoewel niet volkomen, toch voor een groot doel tot
de waarde, die zij voor do eerste belasting had, terug,
want bij het opnieuw aanbrengen van do belasting werd
kromme III vorkregen, dio veel op kromme I gelijkt.

-ocr page 64-

Wij kunnen nu de vraag overwegen, in hoeverre
de gelviscositeit, die uit de Z-i-kromme berekend is,
met de solviscositeit, die uit den doorlooptijd door
Ostwald\'s viscosimeters is bepaald, vergeleken kan
worden. In de eerste plaats kan vastgesteld worden,

dat de viscositeit van de gel, die uit de longtover-
andoring kort na het aanbrengen van eon belasting
berekend is, van die van de niet belaste gel slechts
weinig zai verschillen, daar de door de belasting in-
geleide verandering in de gel dan nog weinig omvang-

-ocr page 65-

rijk is. Wat de solviscositeit betreft, is in § 10 ge-
bleken, dat op haar van grooten invloed is, of de
sol langen tijd heeft stilgestaan, of wel bij het dooi-
de capillair stroomen in beweging geweest is. In
dit laatste geval werd de kleinste waarde gevonden.
Zoowel bij de sol als bij de gel moet men aannemen,
dat de viscositeit van de inwendige druk- en spannings-
verhoudingen afhangt. In dit opzicht is een niet belaste
gel mot een sol te vergelijken, die eenigen tijd rustig
gestaan heeft. De viscositeit van een sol, die in be-
weging is, mist bij de gel haar analogon, en ovenzoo
komt bij de sol geen toestand voor, die met een gel
te vergelijken is, welko met een gewicht is belast.
Alleen dan is het mogelijk de viscositeit van sol en
gel naast elkaar te stellen, als men eenerzijds een
onbelaste gel neemt, en aan den andoren kant een
sol, die rustig gestaan heeft.

Het is onverschillig, welke belasting voor de bo-
rekening der viscositeit wordt gebruikt. In do eind-
toestanden, die bij vorschillondo belastingen bereikt
worden, moot ook eon verschillende viscositeit gevonden
worden. Zoolang do gel door do belasting echter nog niet
veranderd is, moot volgens de formule (2)(blz. 45) de snel-
heid der lengtovormeerdoring evenredig mot de belasting
zijn. Om dit te controleeren werdon drie roopjes gol,
dio gedurende drie wokon bij 20° bewaard waren,
resp. mot 2, 4 en 6 gram bolast. Tusschen de viscosi-
teitsconstanten uit doze waarnemingen berekend, bestaat
een zoor goede overeenstemming, zooals uit do volgende
tabel blijkt:

TABEL VII.

Belasting.

Eigen gewicht

Longto-
vermeerdering
in G minuten.

Viscositoit.

2 gram

0.00090 c.M.

0-93 x

4 „

0.00158 „

0.94 X 1010

6 „

0.00219 „

0.97 X1010

-ocr page 66-

§ 14.

Beteekenis van de thermische voorgeschiedenis
voor de viscositeit van de gel.

In deze § zullen de veranderingen, die in een gel
bij verschillende temperaturen optreden, worden onder-
zocht, waarbij de toestand naar de viscositeit zal worden
beoordeeld. De onderzochte reepjes gel werden alle van
dezelfde 10 % oplossing van gelatine in glycerine ver-
vaardigd. Deze werd op 70° verwarmd en 5 minuten
bij die temperatuur gelaten, daarna werd zij in den
vorm gegoten, waarin zij gelatineerde. De verdere
behandeling was in ieder geval verschillend en wordt
hieronder telkens afzonderlijk vermeld. Voor het reepje
in het toestel bevestigd werd, werd het gewogen (het
gewicht bedroeg ± 1.250 gram) en na afloop van het onder-
zoek werd dit herhaald, om te controleeren of de samen-
stelling dezelfde was gebleven. In het toestel werd hot
op do gewenschte temporatuur verwarmd, terwijl het
ondersteund was, om eon rokking door eigen gewicht te
voorkomen. Zoodra men mocht aannemen, dat het
reepje de temperatuur van don thermostaat had aan-
genomen, werd do ondersteuning opgeheven en de
belasting aangebracht. Het verdere beloop van do be-
paling is in § 12 reeds medegedeeld.

Do temporaturen, waarbij de gel onderzocht werd,
zijn 40°, 30°, 20° en 2°.

A. Proeven bij 40°.

Een reepjo gel, dat terstond na het golatineoren bij
40° onderzocht wordt, neemt ook zonder dat het belast
is, snol in lengte toe, zoodat het eigen gewicht van
het reepje reeds een voldoende belasting geeft.\') Na

\') Voor den invloed van het oigen gewicht is hier, naar
analogie van wat voor rekking onder eigen gewicht is berekend,
de helft van het gewicht van het reepje n rekening gebracht.

-ocr page 67-

een uur is de lengte met 12% toegenomen. In fig. 11
stelt lijn I deze lengtevermeerdering voor. De lengte
nam in het begin in 2 minuten met 0.0477 c.M. toe,
zoodat de viscositeit van de versch gegelatineerde, niet
belaste gel, in absolute eenheden uitgedrukt, bedraagt:

Yi = 1.62 X 107 Jr- i

c.M. sec.

Een ander reepje werd na het gelatineeren gedurende
drie dagen bij 40° bewaard. Daarop heeft lijn II be-
trekking. Hier was de belasting een gewicht van 1
gram, waarbij bovendien de invloed van het eigen

-ocr page 68-

gewicht in rekening gebracht moet worden. Het ver-
schil met I is zeer groot; de viscositeit is tijdens het
bewaren bij 40° sterk toegenomen. De lengtevermeer-
dering bedraagt in het begin gedurende 2 minuten
0.00224 c.M., waaruit berekend wordt:

rj = 3.44 X 108 — II
c.M. sec.

Het is nu de vraag of reepje II den evenwichts-
toestand heeft bereikt. Om dit na te gaan werd een
reepje III genomen, dat gedurende 7 dagen bij 30°
was bewaard. Dit werd op 40° verwarmd, en nam
toen onder een belasting van 1 gr. eigen gewicht
langzamer in lengte toe dan reepje II (0.00101 c.M.
in 2 minuten). Een reepje IV met dezelfde voorge-
schiedenis als III werd op 40° verwarmd, en nog 5
dagen bij die temperatuur gehouden, voordat do vis-
cositeit bepaald werd. De daarna verkregen kromme
IV nadert tot kromme II; (verlenging 0.00179 c.M. in

2 minuten). Het blijkt, dat in een gel, die na gedurende
7 dagen bij 30° bewaard te zijn, op 40° gebracht wordt,
een verandering optreedt, waardoor de viscositeit af-
neemt. Voor reepje III en voor reepje IV is berekend:

yj = 7.65 X 108— III
c.M. sec.

r) = 4.32 X 108 —— IV
c.M. sec.

Men mag uit deze reeks bepalingen besluiten, dat
een 10 % gelatine glycerine gel bij 40° na ongeveer

3 dagen betrekkelijk dicht bij haar evenwicht ge-
komen is en dat do viscositeit dan ongeveer 4 X 108
bedraagt.

B. Proeven bij 30°.

Kromme I van figuur 12 is verkregen bij een gel,
die terstond na het gelatineeren bij 30° werd onder-
zocht, terwijl zij met 2 gram belast was. De lengte-
verineordering gedurende den eersten tijd na de belasting

-ocr page 69-

bedroeg 0.0185 c.M. in 5 minuten, waaruit voor de
viscositeit berekend wordt = 4.26 X 108.

Wordt de viscositeit bepaald bij een gel, dio bij 30°
gegelatineord is on daarna oenigo dagen bij dozo tem-
peratuur is bewaard, dan wordt voor haar weer een
grootere waarde gevonden, die echter naar verhouding
niet zooveel van de pas gegolatineordo gel verschilt,
als bij 40° hot goval was. Uit de waarnemingen, dio
voor hot teekenen van kromme II gediend hebben, on
die betrekking hebben op eon reepje, dat 4 dagen oud

-ocr page 70-

is, blijkt de lengte in 5 minuten met 0.00145 c.M.
toe te nemen, zoodat rt — 5.43 X 109.

Ook hier moest worden nagegaan, of door dit reepje
het evenwicht bereikt was. Daartoe werd dezelfde weg
gevolgd, als bij het onderzoek van de gel bij 40°. Bij
een reepje, dat 3 weken bij 20° was bewaard, werd
terstond na verwarming op 30° de viscositeit bepaald.
De belasting bedroeg 2 gram. Hierop heeft kromme III
betrekking. Delengtevermeerdering bedroeg 0.00224 c.M.
in 5 minuten (>7 = 3,52 X 109). Een ander reepje gel,
dat ook 3 weken bij 20° had gelegen, werd 5 dagen
in een thermostaat van 30° gebracht en pas daarna
onderzocht. Hierbij nam de lengte in 5 minuten
0.00123 c.M. toe. (Kromme IV) n = 6.4 X 109. Bij de
bij 20° bewaarde gel bleek do viscositeit na de ver-
warming
op 30° dus niet te verminderen, maar nog
toe te nemen, zoodat het niet mogelijk was langs
dezen weg de grenzen, waartusschen het evenwicht
ligt, aan te geven.

C. Proeven bij 20°.

Bij 20° is de viscositeit bepaald: I terstond na het
gelatineeren, II na 24 uur, III na 1 week en IV na
3 weken-. In al deze gevallen had de verlenging door
eigen gewicht 3 gram plaats. Zie fig. 13.

TABEL VIII.

Viscositeit van een 10% golatine glycerine gel bij 20°.
Lengte 3 c.M. Belasting 3 gram.

Ouderdom van do gel.

Lengte-
vermeerdering
in 5 minuten.

Viscositeit.

I

Versch gegelatineerd

0.00896 c.M.

0.129 X 10

II

1 dag

0.00212 „

0.545 X 1010

III

1 week

0.00072 „

1.59 X 1010

IV

3 weken

0.00078 „

1.48 X 1010

-ocr page 71-

De viscositeit neemt gedurende de eerste 24 uren
na het gelatineeren het sterkst toe en nadert tot een
constante waarde, dio na den tienden dag bereikt is.

Dat deze constante toestand niet een ovenwicht is,
bleok uit het onderzoek van do beide reepjes, die als
III en IV bij het overzicht der proeven bij 30° (lig. 12)
reeds zijn besproken. Toon een reepje gel na 3 weken
bij 20° te zijn bewaard op 30° word verwarmd, kwam
het in een toestand, waarin de viscositeit kleiner was
dan in het evenwicht, want zij nam in de volgende
dagen too. Daaruit kan in do eerste plaats afgeleid
worden, dat ook bij 20° hot evenwicht nog niet bereikt

-ocr page 72-

was, en bovendien, dat de nadering tot het evenwicht
naar verhouding bij 30° verder gaat dan bij 20°.

D. Proeven bij 2°.

Over de viscositeit van een gel bij 2° staan mij geen
gegevens ten dienste. Wel heb ik nagegaan, of aan-
getoond kan worden, dat bij die temperatuur verande-
ringen optreden. Daartoe werden eenige reepjes onder-
zocht, die resp. 1, 2 en 3 weken in de ijskast (bij 2°)
waren bewaard. Daarbij werd de lengteverandering
door eigen gewicht 3 gram onderzocht na op 20°
verwarmd te zijn. Wanneer de gel bij het verblijf in

Fig. 14.

-ocr page 73-

de ijskast een verandering had ondergaan, zou dit
ook in de bij 20° verkregen krommen tot uiting ge-
komen zijn. In fig. 14 zijn de betreffende krommen
gegeven, terwijl bovendien ter vergelijking de stippel-
lijn de veranderingen voorstelt bij een gel, die terstond
na het gelatineeren op 20° onderzocht werd. Daar zij
onderling slechts weinig verschillen toonon, moet men
tot de conclusie komen, dat in oen gel bij 2° practisch
geen veranderingen optreden.

De conclusies, die uit het onderzoek van de gelatino-
glycerino sol waren getrokken, worden door die, wolke
met de gel verkregen zijn, bevestigd en ook gedeeltelijk
aangevuld.

Wanneer de op 70° verwarmde sol bij afkoeling go-
latineert en de gol daarna eenigo dagen of woken bij
dezelfde temperatuur wordt gehouden, heeft daarin
een verandering plaats, waardoor do viscositeit toe-
neemt. Op den duur wordt eon constante toestand
bereikt; hot is gebleken, dat deze bij 40° aan het oven-
wicht beantwoordt; bij lagero temperaturen verloopt do
verandering langzamer en kan ophouden voordat hot
evenwicht zich heoft ingesteld. Do vertraging neemt
too, naarmate de temperatuur lager is; dit gaat zoover,
dat bij 2° in de gel geen verandering kan geconstateerd
worden, ook al moet men aannemen, dat haar toe-
stand nog aanzienlijk van het evenwicht afwijkt.

Aan do waarden, die uit do vorschillonde waar-
nemingen voor de viscositeit berekend zijn, kan slechts
een beperkte beteekonis worden toegekend. Alleen die
boven 40° hebben op eon evenwicht betrekking. Alle
andere geldon voor een van do vole toestanden, waarin
een gel zich bij eon temperatuur kan bevinden.

-ocr page 74-

SAMENVATTING.

Het doel van de in dit hoofdstuk beschreven proeven
was na te gaan op welke wijze de eigenschappen van
een gel met de thermische voorgeschiedenis in ver-
band staan.

1. Er werd een methode beschreven, die in staat
stelt de gelviscositeit te berekenen. Zij berust op de
waarneming van de vormveranderingen, die een gel •
ondergaat, wanneer een gewicht aan haar opgehangen
wordt, waarbij veranderingen, die op elastische oor-
zaken berusten, uitgesloten moeten worden. Bij de
bespreking van deze methoden is aangetoond, dat de
viscositeit door een belasting een verandering ondergaat.

-ocr page 75-

HOOFDSTUK III1). - Tyndallverschijnsel.

§ 15. Methode.

Zendt men een lichtstraal door een gelatineoplossing,
dan teekent de weg, dien hij aflegt, voor een waar-
nemer, die hem van ter zijde beziet, zich als een
lichtende streep tegenover de donkere omgeving af.
Worden nl. deeltjes, die klein zijn ten opzichte van
de golflengte van hot licht, door een lichtstraal ge-
troffen, dan gedragen zij zich als lichtgevende punton.
Do intensiteit van het verstrooide licht hangt onder
ovorigens gelijke omstandigheden af van het aantal en
de grootte der deeltjes en van de golflengte van het
opvallende licht. Zijn do deeltjes zeer klein, dan
overwegen de blauwe stralen. In oen gelatineoplossing
is do kleur van het vorstrooido licht bijna wit; dit
wijst er op, dat de verstrooionde deeltjes niet zoo heol
kloin zijn. Zooals altijd het geval is, is het licht, dat
loodrecht op de richting van het invallende licht uit-
treedt, in hooge mate gopolarisoerd.

Om do lichtstorkte van het T y 11 d a 11-verschijnsol
onder verschillende omstandigheden te kunnen ver-
gelijken, werd een methode gebruikt, waarvan hot
principe overeenstemt mot dat van een, die door
Hartmann1) is aangegeven. In ieder geval, waar
een bepaling van do lichtsterkte moest plaats hebben,
werd de T y n d a 11-kegel gefotografeerd. Voor allo

\') Do inhoud van dit hoofdstuk is in hoofdzaak roods moogo-
doold in Vorsl. Kon. Akad. v. Wot. Amsterdam 22, 240. (1913).
\') Ilart m a
11 n, Zs. f. Instr.k. 1», 97, (1899).

-ocr page 76-

opnemingen werd dezelfde soort platen gebruikt; de
verlichtingsdunr werd steeds even lang gekozen en de
ontwikkeling en de verdere behandeling op dezelfde
wijze ingericht. Onder dergelijke omstandigheden zal
de zwartheid van het negatief alleen van de licht-
sterkte van den T y n d a 11-kegel afhangen en een be-
oordeeling van de zwartheid der beelden kan die van
de lichtsterkte vervangen.

Om de verhouding der lichtsterkte in getallen te
kunnen uitdrukken, werd de zwartheid der negatieven
met een schaal vergeleken. Deze was gemaakt door
verschillende deelen van een plaat gedurende even
langen tijd, als do opneming van het T y n d a 11-effect
duurde, op verschillende afstanden aan dezelfde licht-
bron bloot te stellen. De verhouding der lichtsterkte,
waarmee de verschillende velden waren verlicht, kon
uit den afstand van de plaat tot de lichtbron worden
berekend. De ontwikkeling had\'op dezelfde wijze plaats
als die van de Ty ndall-beelden. Op deze wijze werd
een plaat verkregen met een aantal velden van ver-
schillende zwartheid, waarvoor do verhouding der bij-
behoorende lichtsterkten bekend was. De eenheid van
lichtsterkte is geheel willekeurig gokozen. Een ver-
gelijking van een Tynd all-beeld met doze schaal stelt
in staat voor de intensiteit van het verstrooide licht
een getalwaarde aan to goven. Wanneer de lichtkegel
niet over do goheelo uitgestrektheid oven intensief
was, werd voor de vergelijking dat gedpelto gebruikt,
waar de lichtbundel juist in do oplossing binnendrong,
dat is dus het gedeelte met de grootste intensiteit.

Om fouten in do behandeling, waardoor de zwart-
heid van het negatief niot meer als maatstaf zou
mogen beschouwd worden, terstond te kunnen ont-
dokken, werd op iedere plaat naast hot beeld van den
T y n d a 11-kegel opgenomen het beeld van een licht-
veld, dat onder een hoek van 45° direct door de licht-

-ocr page 77-

bron werd beschenen, en dat dus bij alle opnemingen
volkomen gelijk was. Vertoonde dit controleveld in
eenig geval niet dezelfde zwartheid als op de andere
platen van dezelfde serie, dan was dat een aanwijzing,
dat een fout was gemaakt en dat uit deze opneming
geen conclusie getrokken kon worden.

Als lichtbron is een kleine N e r n s t-lamp zeer bruik-
baar gebleken. Met behulp van eenige lenzen werd
een scherp begrensde lichtbundel verkregen, die ge-
richt werd op een gesloten glazen cuvette met vlakke
wanden. Deze was met de te onderzoeken oplossing
gevuld. Zij was geplaatst op eon thermostaat en word
door een asbest omhulling omgeven om den temperatuur-
invloed van de omgeving zooveel mogelijk uit te sluiten.
Alleen tijdens het fotografeeren moest deze kap ver-
wijderd worden, zoodat een kortdurende afkoeling niet
te vermijden was. Deze was echter steeds zoo gering,
dat zij op het resultaat geen invloed uitoefenen kon.

Voor de foto\'s werden gebruikt de zeer lichtgevoelige
platen „Lumière étiquette violette". Verlichtingsduur
van Va minuten. Ontwikkoling met ijzeroxalaat
volgens E d e r gedurende 2 minuten. Fixeeren in
hyposulfietoplossing. IJzeroxalaatontwikkeling verdient
de voorkeur, daar hiermee zuiver zwarte tinton worden
verkregen, terwijl organischo ontwikkelaars dikwijls
op de kleur van het beeld invloed uitoefenen a).

8 16.

Verandering in de intensiteit van het Tyndall-
verschijnsel met de temperatuur.

Wanneor men het Tyndall- verschijnsel in een
gelatineoplossing bestudeert, kan men de boide volgende
feiten vaststellen :

\') Eder, Handbueh\'d. Pliotograpliio III 1, 213.

-ocr page 78-

le. Wanneer een op 70° verwarmde oplossing tot
kamertemperatuur afkoelt, neemt de intensiteit van
het verstrooide licht voortdurend toe.

2e. In een oplossing, die op constante temperatuur
gehouden wordt, blijft de intensiteit niet dezelfde, maar
vertoont vrij aanzienlijke veranderingen.

Beide feiten zijn in een oplossing van gelatine in
water gemakkelijk waarneembaar, mits zij niet te
geconcentreerd is. Het T y n d a 11-licht is altijd het
sterkst op de plaats, waar de lichtbundel in de
oplossing binnendringt, en het neemt af naar mate
hij meer in de oplossing doordringt. Terwijl deze
vermindering in zeer verdunde oplossingen bijna niet
merkbaar is, zoodat over een afstand van meerdere
centimeters de intensiteit door hetzelfde getal kan
worden voorgesteld, ontstaan in sterker geconcentreerde
oplossingen reeds over een afstand van enkele m.M.
zeer groote verschillen: de booordeeling van de licht-
sterkte wordt daardoor zeer bemoeilijkt, zoodat ik in
het algemeen van het onderzoek in die gevallen heb
afgezien.

Voor het nader onderzoek zijn weer eenige oplos-
singen van gelatine in glycerine gebruikt, om een
vergelijking met de resultaten van do viscositoitsbe-
palingen mogelijk te maken. Zij gedragen zich op dezelfde
wijze als oplossingen in water. Dit blijkt uit do volgonde
overzichten :

TABEL IX.

Verandering van de lichtsterkte van liet T y n d a 11-
verschijnsel in een 1 % oplossing van gelatine in
glycerine bij afkoeling van 70°-20°.

Waarneming bij: 70° 50° 40° 30° 20°\'
Consistentie: vl. — — — —

Lichtintensiteit: l 1.4 * 2 2.8 4

-ocr page 79-

TABEL X.

Vermeerdering van de intensiteit van het Tyndall-
verschijnsel in een 1 °/0 oplossing van gelatine in

glycerine bij 18° na voorafgaande verwarming.
Waarneming na: Od. ld. 2 d. 4 d. 6d. 7 d. 9d. 12 d.
Consistentie: vl. — — — — — —
Lichtintensiteit: 1 2 2 2.5 4 4 5.6 5.6

Voor tabel X werd een 1 % oplossing gebruikt, die
gedurende 5 minuten op 70° verwarmd en daarna .op
kamertemperatuur (± 18°) afgekoeld werd. Uit de ver-
kregen negatieven blijkt, dat do lichtsterkte gedurende
do eorste dagen vrij snel, later langzamer toeneemt,
en dat na 12 dagen nog geen constante lichtsterkte
bereikt is. (Zie plaat A).

Een andere reeks waarnemingen word verricht met de-
zelfde oplossing nadat zo, na 12 dagen bij 18° t,o hebben
gestaan, op 25° was verwarmd. Hier neemt de lichtsterkte
langzaam af.

TABEL XI.

Vermindering van de intensiteit van het Tyndall-
vorschijnsel in oen 1 % gelatine-glycerino oplossing, dio

na 12 dagen bij 18° is verwarmd op 25°.
Waarneming na: 1 dag 2 dagen 3 dagon.
Consistentie: vl. vl. vl.

Lichtintensiteit: 5.6 4 4

Het blijkt dus van de voorgeschiedenis af te. hangen
of bij een verblijf op constante temperatuur de licht-
sterkte toe- dan wel afneemt.

Gedurende do hier besproken waarneming was de
gelatineoplossing een sol. Eon reeks foto\'s, die daarop
veel gelijkt, kan ook verkregen worden wanneer men
een gel onderzoekt. Een 2 % oplossing werd gedurendo
5 minuton op 70° verwarmd, en vervolgens op ± 20°

G

-ocr page 80-

afgekoeld, Na eenige uren was zij gegelatineerd; toen
werd de eerste foto gemaakt en de volgende resp. na
V3- 3 dagen. Een overzicht van deze bepaling geeft
tabel XII, terwijl op plaat B enkele der verkregen
beelden zijn gereproduceerd. De snelheid, waarmee de
lichtsterkte toeneemt, is weer in het begin het grootst en
wordt spoedig kleiner, wat op do nadering tot een
eindtoestand wijst. Vergelijkt men plaat A met plaat B
de eerste van een sol, de tweede van een gel afkomstig,
dan valt de groote overeenstemming in het oog. Aan
zoo\'n reeks is niet te onderscheiden, van welke van beide
zij afkomstig is.

TABEL XII.

Vermeerdering van de indensiteit van het Tyndall-
verschijnsel in een 2 % oplossing van gelatine in

glycerine, na verwarming op 70°, afgekoeld op 20°.
Waarneming na: Od. V„ d. ld. 17„d. 2 d. 3 d.
Consistentie: vast — — — —

Lichtintensiteit: 1.4 4 5.6 5.6 5.6 (4)

De gelatineering heeft op de Tyndall - intensiteit
geen invloed.
Een 5 % oplossing werd op 70° verwarmd
en terwijl zij afkoelde weid een reeks foto\'s gemaakt
(tabelXIII). Tusschen 40° en 30° ging zij van sol in gol
over, maar do kromme (fig. 15), die het verband tusschen
temperatuur en intensiteit daarbij weergeeft, onder-
scheidt zich niet van de afkoolingskromme, die bij
de 1 % oplossing was verkregen (tabel IX).

TABEL XIII.

Verandering van do intensiteit van het T y n d a 11-
verschijnsel in een 5 % oplossing van gelatine in
glycerine bij aikoeling van 70°-20°.

Waarneming op:

70°

50°

40°

30°

20°

Consistentie:

vl.

vl.

vl.

vast

vast

Lichtintensiteit :

1

1.4

1.8

2.4

3.4

-ocr page 81-

~ir Jö\' Zö- Jv- Jö-

Timp t

Fig. 15.

Verandering van de intonsiteit van hot T y n d a 11 • verschijnsel
in oen 5 % on oon 1 % oplossing van gelatine in glycerine by
langzame afkoeling.

gehouden wordt. Tabel XIV hooit betrekking op een
2 % oplossing, die na gedurende 5 minuten op 70°
verwarmd te zijn, snel in koud water op 16° werd
afgekoeld. Ook hier wordt do gelijkmatigheid nergens
verbroken.

TABEL XIV.

Verandering van do lichtsterkte van het T y n d a 11-
vorschijnsol in een 2 % oplossing van gelatine in
glycerine na verwarming op 70° afgekoeld op 16°.

Waarneming na: 0 uur 1 uur 2 uur 3 uur 12 uur
Consistentie: vl. taai bijna vast vast vast
Lichtsterkte: 0.25 1 1.4 1.4 2.8

Hetzelfde is ook het geval, als de gelatineering plaats
heeft, terwijl de oplossing op constante temperatuur

-ocr page 82-

Uit het voorafgaande mag de conclusie getrokken
worden, dat de verandering in een gelatineoplossing,
waarop de wijziging van de intensiteit van het Tyndall-
verschijnsel berust, op dezelfde wijze tot stand komt,
als de oplossing een sol en wanneer zij een gel is. Of
de intensiteit bij constante temperatuur dezelfde waarde
blijft behouden, hangt er van af, of de oplossing zich
in evenwicht bevindt; is dit niet het geval, dan onder-
gaat zij een verandering, die al naar gelang van den
(door de voorgeschiedenis bepaalden) aanvangstoestand
een vermeerdering of een vermindering zal zijn.

§ 17.

Vergelijking van het verband tusschen de intensiteit van
het Tyndall-ver schijnsel en de temperatuur in
oplossingen van verschillende concentratie.

Zooals in § 16 reeds is medegedeeld, is het niet
goed mogelijk met behulp van do door mij gebruikte
methode de intensiteit van het Tyndall-verschijnsel
te bepalen in geconcentreerde oplossingen. Ik heb
daarom voor het onderzoek gekozen een 5 %> 1 % en
V4 % oplossing van gelatine in glycerine.

Elk van deze oplossingen werd onderzocht bij een aan-
tal temperaturen tusschen 70° en 20°. Zij bleven telkens
gedurende een of meer dagen op dezelfde temporatuur om
een indruk te krijgen van den omvang der veranderingen,
die daarbij optraden en van den tijd, die verliep voor
een constante toestand bereikt werd. ledero reeks
begon altijd bij 70°; daarbij werd de eerste foto ge-
maakt. Dan werd de oplossing langzaam tot een lagere
temperatuur afgekoeld en weer een opneming gedaan.
Deze werd do volgende dagen herhaald en daarna de
afkoeling voprtgezet. Wanneer op deze wijze do kamer-
temperatuur bereikt was, werd dezelfde reeks tempe-

-ocr page 83-

raturen in omgekeerde richting doorloopen. Ook nu
werden weer lange perioden van constante temperatuur
ingeschakeld, tot ten slotte 70° bereikt werd, waarbij
het Ty n d a 11-verschijnsel weer even sterk was als
bij het begin van de reeks. Bij het kiezen van de
verschillende onderzoekingstemperaturen heb ik in do
eerste plaats getracht een overzicht te verkrijgen van
de veranderingen, die de intensiteit in de omgeving
van de gelatineeringstemperatuur ondergaat.

TABEL XV.

Verandering dor intensiteit van het Tyndall-ver-
schijnsel in oplossingen van verschillende concentratie.
5 % oplossing.

Nr.

Temporat.

Tyd

Intensiteit

Consistentie

1

70°

<1

vl.

2

50°

Vrijdag

1

n

3

»

Zaterdag

1 & 2

ii

4

38°

Zaterdag

1 k 2

ii

5

n

Zondag

2 b. 3

vast

6

n

Maandag

3

»

7

16°

Maandag

4

ii

8

»

Dinsdag

4 ü, 5

ii

9

n

Woensdag

4 a 5

ii

10

ii

Donderdag

G

ii

11

37°

Donderdag

ft
O

ii

12

ii

Vrijdag

4

ii

13

n

Za tordag

4

ii

14

41°

Zaterdag

3

n

15

»

Zondag

2 i\\ 3

Vl.

16

»

Maandag

2 i\\ 3

li

17

70°

<1

ii

-ocr page 84-

1 % oplossing.

Nr.

Temperat.

Tijd

Intensiteit

Consistentie

1

70°

<1

vl.

2

40°

Dinsdag

1 a 2

V

3

n

Woensdag

1 a 2

»

4

n

Donderdag

2

»

5

30°

Donderdag

3

»

6

n

Vrijdag

3

»

7

n

Zaterdag

, 3

»

8

20°

Zaterdag

3 a 4

73

9

»

Zondag

4

n

10

»

Maandag

4

vast

11

30°

Maandag

4

vl.

12

»

Dinsdag

3

13

»

Woensdag

3

>}

14

40°

Woensdag

2

n

15

»

Donderdag

1

n

16

70°

< 1

n

Vi % oplossing.

Nr.

Temperat.

Tijd

Intensiteit

Consistentie

1

70°

1
X

vl.

2

\' 40°

Vrijdag

1

n

3

r.

Zaterdag

n

4

30°

Zaterdag

1.4

n

5

n

Zondag

1.4

n

6

n

Maandag

1.4

ii

7

20°

Maandag

1.8

n

8

n

Dinsdag

2

n

9

n

Woensdag

2

n

10

30°

Woensdag

»

11

n

Vrijdag

1.8

ii

12

40°

Vrijdag

1.8

ii

13

» ♦

Zaterdag

1.4

ii

14

70°

1

n

-ocr page 85-

Met behulp van de in de tabel gegeven uitkomsten
is het mogelijk in een coördinatenstelsel met de tem-
peratuur op de abscis en de intensiteit van den
T y n d a 11 - kegel op de ordinaat het verloop van de
evenwichtslijnen aan te geven.

Deze figuur stelt niet in staat oen vergelijking te
maken tusschen de intonsiteit, van don T y n d a 11-
kegel bij constanto temperatuur on verschillende con-
centraties en wel om twee redonon : ton eerste was
do duur van de verlichting niet bij de drie reeksen
dezolfde, maar steeds zoo kort mogelijk gekozen; ten
tweedo is een vergelijking moeilijk, daar in de 5 %
oplossing do lichtbundel, dio door de gelatineoplossing
gaat, en dus ook do T y n d a 11-kegel, voel sneller af-
neemt dan bij do Vt % oplossing. In figuur 1G word
daarom voor iedere oplossing do intonsiteit bij 70° als
eonhoid gekozen ; men kan uit haar zien, dat de wijzo,

-ocr page 86-

waarop de T y n d a 11 - intensiteit met de temperatuur
verandert, in oplossingen van verschillende concentratie
niet dezelfde is.

In een aA % oplossing is het Ty ndal 1-verschijnsel
bij 20° maar weinig sterker dan bij 70°; bij de 1 %
oplossing is het verschil grooter en nog grooter is het
in de 5 %. Bij de hoogste der onderzochte temperaturen
hebben alle drie de lijnen ongeveer dezelfde richting,
bij lagere loopen ze uiteen. De richtingsverandering
begint bij de oplossing, die het meest geconcentreerd
is (5 %), het eerst, en wel omstreeks 50°. Bij de 1 %
oplossing wordt een dergelijke kromming pas omstreeks
30° aangetroffen, terwijl zij bij de V4 % oplossing ont-
breekt. Zoo komt het, dat bij de 5 % oplossing tusschen
de intensiteit bij 70° en bij 40° een duidelijk verschil
bestaat, en dat dit bij do andere concentraties niet,
het geval is.

In hoofdstuk II is gebleken, dat de gelatineerings-
temperatuur bij een 5% oplossing omstreeks 40°, bij
de 1 % oplossing omstreeks 20° ligt en dat de 1 %
oplossing ook bij 0° niet in den vasten toestand over-
gaat. Wanneer men dit op de intensiteit-temperatuur-
lijnen aanteekent, blijkt, dat de sterkere kromming
alleen voorkomt bij oplossingen, die het vermogen be-
zitten\'te gelatineeren. De temperatuur, waarop die
kromming begint, valt echter met do gelatineerings-
temperatuur niet samen; zij ligt zoowel bij do 1 %
als bij de 5% oplossing ongeveer 10° hooger. In lig.
16 is op elk der lijnen aangegeven waar do sol in een
gel overgaat. Deze punten zijn door geen enkelo af-
wijking in het beloop gekenmerkt.

Een gedeelte van do intensiteit-temperatuur kromme
van de 5 % oplossing is niet vol getrokken, maar ge-
stippeld geteekend. De bedoeling daarvan is aan te
geven, dat dit gedeelte niet als evenwichtslijn mag
worden beschouwd. In geen enkel geval is nl. waar-

-ocr page 87-

genomen, dat het T y n d a 11 - verschijnsel in de 5 %
oplossing zwakker werd, wanneer zij eenigen tijd bij
een temperatuur werd gehouden, die lager was dan
40°. Hoe de evenwichtslijn hier verloopt, is geheel
onbekend.

§ 18.

Oorzaak van de veranderingen in de intensiteit van het
Ty ndall\' verschijnsel.

De mathematische behandeling van het T y n d a 11-
verschijnsel door Lord Rayleigh1) heeft tot do
volgende betrekking gevoerd :

1 = intensiteit van het verstrooide licht,
v = volume der vorstrooiendo deeltjes,
r = afstand der deeltjes.
}. = golllongto van het licht,
n = aantal deeltjes.

Do intensiteit van het verstrooide licht is dus aan
het kwadraat van hot volumo der deeltjos direct en
aan de 4do macht van de golflengte omgekeerd even-
redig. Wanneer men voor de moting van do intensiteit
van het Ty ndall verschijnsoleen fotografische mothodo
gobruikt, komen vrijwel uitsluitend stralen van korte
golflengte in aanmerking, daar do govoelighoid van de
fotografische plaat voor blauw en violet licht dio voor
andoro stralen aanzienlijk overtreft. D.w.z. A is practisch
constant.

In § 16 is gebleken, dat de intensiteit van het vor-
strooido licht in enkoio dagon zoo zeer kan toonemon,

1 \') Rayloigli, Pliil. Mag. (4) 41, 107, 274,447,(1871).

-ocr page 88-

dat het de aanvankelijke waarde wel 8 X maal over-
treft. Dat dit alleen zou berusten op een verschillenden
onderlingen afstand der deeltjes als functie van de tem-
peratuur, is ondenkbaar; een verandering, die daarop
terug te voeren is, kan onmogelijk dergelijke afmetingen
aannemen. Er blijft dus over, een wijziging in het
volume der licht verstrooiende deeltjes voor het ver-
schijnsel aansprakelijk te stellen. Bij gelijkblijvende
concentratie wordt het volume van elk deeltje n X zoo
groot, als het aantal der deeltjes n X zoo klein wordt.
Al moet ook een wijziging van den toestand der deeltjes
daarmee samengaan, dan neemt dit niet weg, dat daar-
door onder overigens gelijke omstandigheden de intensi-
teit met de grootte der deeltjes toeneemt.

Men komt op deze wijze er toe aan te nemen, dat
de afzonderlijke gelatinedeeltjes onder geschikte om-
standigheden met elkaar versmelten kunnen. Dat heeft
waarschijnlijk Bachmann1) in enkele gevallen onder
het cardioid-ultramikroskoop kunnen waarnemen. Hij
zag bij kamertemperatuur zoowel in sols als in gels
in het oorspronkelijk homogene gezichtsveld in con-
centraties, die van 1% tot 10 % wisselden, allengs
een aantal vaag begronsdo lichtere vlekken optreden.
Bevatte de oplossing meer dan 10%> dan was daarvan
niets té vinden en ook bij geringe concentratie treden
geen ongelijkmatigheden van het gezichtsveld op. De
verandering van de intensiteit van hot Tyndall-
verschijnsel treft men echter bij alle onderzochte con-
centraties aan, van 1/x % tot 20 %. Do -verschillende
resultaten, die do beide mothodes van ondorzoek leveren,
zijn echter wel te verklaren. In het ultramikroskoop
onderzoekt men altijd een laag van een zekere dikte,
en als er veel grooto complexen van gelatinedeeltjes
aanwezig zijn, kunnen zij zoo op en door elkaar liggen,

\') Bachmann, Inaug. Dissort., Göttingen, (1011). Zs. f.
anorg. Chem.#73, 125, (1911).

-ocr page 89-

dat het contrast met de niet of minder lichtende om-
geving ontbreekt en ze daarom niet waargenomen
kunnen worden. In minder geconcentreerde oplossingen
treedt het samensmelten minder sterk op, zoodat de
daarbij gevormde complexen beneden de grens van
het ultramikroskropisch waarneembare blijven.

De verandering van de grootte der gelatinedeeltjes
is een omkeerbaar proces; wanneer na afkoeling de
intensiteit van het verstrooide licht is toegenomen,
heeft verwarming tengevolge, dat zij weer langzamer-
hand afneemt, tot zij bij 70° dezelfde waarde verkrijgt,
als waarvan men is uitgegaan. Wanneer bij constante
temperatuur naar gelang van do voorgeschiedenis nu
eens een vermeerdering, dan weer een vermindering
der intensiteit optreedt, wijst dit er op, dat aan-
vankelijk do deeltjes kleiner, resp. grooter afmeting
hobbon, dan het geval zou zijn, wanneer de oplossing
zich bij die temperatuur in evenwicht bevond. .

Het aantal waarnemingen, dat voor het samenstellen
van fig. 1G gediond heeft, is te klein om het beloop
der isothermen nauwkeurig aan te kunnen geven. Alle
lijnen zijn met een gelijkmatige kromming getcekond,
daar er geen reden is het voorkomen van een of meer
knikken te vooronderstellen. Dit kan met des te meer
waarschijnlijkheid geschieden, daar ook bij de door
F r a n k toegepaste methode dor thermische analyse
(§ 19) van een overgangspunt niets gebleken is. Ook
het feit, dat men doorgaans de voorgeschiedenis zoo
kan inrichten, dat men bij constante temperatuur naar
verlangen eon reeks toe- en een reeks afnemende
waarden kan verkrijgen, zou mot eon dergolijko onder-
stolling niet te vereonigen zijn.

Het verdient daarom de voorkeur aan te nemen,
dat men te maken heeft met eon evenwicht tusschon
dooltjes van verschillende grootto, dat mot de tompera-
tuur veranderlijk is. Men kan zich dan denken, dat

-ocr page 90-

bij 70° de oplossing uitsluitend of overwegend uit
kleine deeltjes bestaat, terwijl bij kamertemperatuur
en nog lager een groot aantal grootere complexen
voorhanden zijn. Bij de tusschenliggende tempera-
turen komen de deeltjes in verschillende verhoudingen
naast elkaar voor, met het dalen der temperatuur
wordt het evenwicht ten gunste van de grootere deeltjes
verplaatst. Men vereenvoudigt zich echter de voor-
stelling aanmerkelijk, wanneer men aanneemt, dat
slechts deeltjes van twee verschillende afmetingen
voorkomen en dat deze in elkaar overgaan tot
een verhouding bestaat, die van de temperatuur af-
hangt. De gelatineoplossing kan dan als pseudoternair
stelsel worden beschouwd met water, grooteen kleine
deeltjes als componenten. Deze vereenvoudigde voor-
stelling zal in het vervolg steeds als basis van onze
overwegingen dienen.

In § 16 is gebleken, dat er meerdere dagen over
moeten verloopen, voor de intensiteit van het Tyndall-
verschijnsel in een te voren verwarmde oplossing bij
20° haar maximale waarde heeft bereikt, en dat, als
de oplossing vervolgens verwarmd wordt op 70°, de
intensiteit in zeer korten tijd afneemt en een constante
waarde verkrijgt. Dit wijst er op, dat de snolheid van
don \'overgang van groote en kleine deeltos in elkaar
een functie van do temperatuur is. Ook in vorband met
de ervaring, opgedaan bij temperaturen, die tusschen
die grenzen iiggen, kan men het als eon algemeenon
regel beschouwen, dat bij hooge temperatuur de reactie
snel en volledig verloopt en dat zij des te langzamer
plaats heeft, naarmate de temperatuur lager is J).

Hing de verhouding van het aantal deeltjes van
verschillende grootte alleen van de temperatuur af,

\') By eenigo proeven over do veranderingen b(j 0" blook do
intensiteit dan ook slechts langzaam too te nomon, maar zij
verschilt slechts weinig van die bij 20°.

-ocr page 91-

dan zou in oplossingen van verschillende concentratie
hetzelfde verband tusschen lichtsterkte en temperatuur
moeten bestaan. Do figuur 16 wijst echter uit, dat een
dergelijke eenvoudige betrekking zeker niet bestaat.
De intensiteit neemt in meer geconcentreerde oplossin-
gen veel sneller en sterker toe, dan in verdunde, zoodat
men kan zeggen, dat het niet alleen de temperatuur,
maar bovendien ook de concentratie is, die bepaalt in
welke verhouding de verschillende deeltjes naast elkaar
in evenwicht kunnen zijn. Een directe vergelijking van
de lichtsterkte in verschillende concentraties is met
de gevolgde methode niet op betrouwbare wijze uit te
voeren, daarvoor zijn de plaatselijke intensiteitsver-
schillen in de verschillende gevallen to zeer uiteen-
loopend. Het is echter duidelijk, dat een oplossing
relatief des te meer groote deeltjes bevat, naarmate
zij meer geconcentreerd is. Bij do hoogste der onder-
zochte temperaturen is dat verschil niet zeer groot,
maar het wordt in een voor iedere concentratie
karakteristiek temporatuursgobied sterker. Voor de
5 % oplossing ligt dat omstreeks 50° en voor de 1 %
oplossing ongeveer bij 30°, terwijl in do y.t °/0 oplossing
dit gebied moet liggen bij een lagere temperatuur dan
onderzocht word. Het schijnt dat de verhouding tus-
schen groote en kleino deeltjes verband houdt met hot
absolute aantal groote deeltjes, dat in do oplossing
aanwezig is.

Dat de toestand der gelatino in oplossingen van
verschillende concentratie niet dezelfde is, is ook in
de prooven van Wilke en Handovsky1) gebleken.
Zij gingen na, uit wat voor stralen het door een
gelatineoplossing verstrooide licht is samengesteld en
konden vaststellen, dat in het licht, dat door oen 20 %
oplossing verstrooid wordt, relatief minder blauwe en

\') W i I k o on H a ti d o v s k y Drude\'s Anti. 42,1145, (1013).

-ocr page 92-

meer roode stralen aanwezig zijn, dan in dat van een
10 % oplossing. Aangezien de stralen van korte golf-
lengte in het verstrooide licht des te meer overwegen,
hoe kleiner afmetingen de verstrooiende deeltjes hebben,
wijzen deze resultaten er ook op, dat de gemiddelde
grootte der gelatinepartikeltjes in een 20 % oplossing,
die in een 10 % overtreft, wat met het voorafgaande
volkomen overeenstemt.

SAMENVATTING.

1. De intensiteit van het T y n d a 11 - verschijnsel
in een gelatineoplossing hangt af van de temperatuur,
waarbij de oplossing onderzocht wordt en van de ther-
mische voorgeschiedenis. In de warmte is zij klein en
in de kou groot. Bij constante temperatuur kan men
al naar gelang van de voorgeschiedenis zoowol eon
vermeerdering als oen vermindering der intensiteit
waarnemen. Alleen bij hoogo temperatuur wordt de
eindtoestand snol bereikt.

2. De veranderingen der lichtintensiteit komen op
dezelfde wijze tot stand in oplossingen, die wol, en in
oplossingen, die niot gegelatineord zijn. Do gelatineering
zelf gaat niet met een bijzonder sterke verandering
der intensiteit gepaard.

3. In geconcentreerde oplossingen zijn de verande-
ringen der lichtintensiteit moer omvangrijk dan in
verdunde.

-ocr page 93-

elkaar voor. Bij hooge temperatuur zijn er bijna uit-
sluitend kleine deeltjes, bij lagere worden er meer groote
gevormd, totdat tusschen het aantal deeltjes van ver-
schillende grootte een verhouding bestaat, die voor
iedere temperatuur en concentratie een andere is. Bij
lage temperatuur en in groote concentratie is het in-
stellen van die evenwichtsverhouding sterk vertraagd.

-ocr page 94-

B. Theoretisch Gedeelte.

HOOFDSTUK IV.

Betrekking tusschen Sol en Gel.

§ 19. Inleiding.

De onderzoekingen, die men over gelatine-sols en -gels
heeft verricht, kunnen in verschillende groepen verdeeld
worden; er zijn er waarbij uitsluitend de gel be-
studeerd werd, en daarnaast staan die, welke alleen
met sols werden verricht; in de derde plaats heeft
men ook een aantal, waarbij het doel was den over-
gang van den eenen in den anderen toestand nader
te leeren kennen. Men heeft op deze wijze een vrij
uitgebreid overzicht verkregen van de eigenschappen,
die een gelatineoplossing onder verschillende omstandig-
heden heeft en de kennis daarvan vormt het uitgangs-
punt voor de voorstelling, die men zich van den sol-
en geltoestand gemaakt heeft. De sol is als een oplossing
beschouwd, die wel is waar van de typische in menig
opzicht afwijkt, maar niettemin zich op een groot aantal
punten daarbij aansluit; en als zoodanig is zij hot type
der colloïde oplossingen geworden. De gel daarentegen
wijkt in veel hoogere mate van de ware oplossingen
af; ook wanneer het water quantitatief het overwegende
bestanddeel is, naderen haar eigenschappen toch zeer
sterk tot die van den vasten toestand. De aard dor
onderzoekingen is in vele gevallen aanleiding geweest,
dat de aandacht voornamelijk gevestigd word op de
punten, waarin sol en gel van elkaar verschillen, wat

-ocr page 95-

meebracht, dat men ze als twee geheel verschillende
toestanden ging beschouwen. Daartegenover staat
een andere zienswijze, die op den geleidelijken over-
gang, die tusschen hen mogelijk is en op hun gemeen-
schappelijke eigenschappen den nadruk laat vallen, en
die tusschen sol en gel niet zoozeer een qualitatief,
als wel een quantitatief verschil aanneemt.

Veel belangstelling heeft de hypothese ondervonden,
die het gelatineeren terugvoerde op het ontstaan van
een structuur. De oudste denkbeelden daaromtrent,
die door N a g e 1 i *) werden opgesteld, berustten uit-
sluitend op theoretische overwegingen on miston een
experimenteele bewijsvoering.

B ii t s c h 1 i1), H a r d y 2) en Q u i n c k e *) maakten
van hot mikroskoop gebruikt, om de vooronderstelde
structuren zichtbaar to maken. Uit hun onderzoekingen
bleek duidelijk, dat in systomon als kiezelzuur on
eiwit, dat op eonigo wijze veranderd was, (b.v. door
verwarming of chemische middelen) een structuur
gevonden kan worden ; bovendien kondon zij door oen
nieuwe component aan het systeem toe te voegen,
zonder do chemischo samenstelling van de andere te
wijzigen, structuron in hot loven roepen ; maar hot
gelukte niet voor gols, als de gelatine on do in de
natuur voorkomende eiwitten een exact bewijs voor
het bestaan van een structuur te loveren 3). Slechts
hypothesen konden aangovoord worden, om de over-
tuiging, dat structuron onder do oiwitgols algemeon
verbreid zijn, ingang te doen vinden.

1 \') Niigoli Thoorio dor Gärung. München 1879.
\') Bütsclili Untors. über mikrosk. Schilumo und das
Protoplasma. Leipzig 1892.

2 ) H a r d y Journ. of. Physiol. 24, 158, (1899).

<) Quincke Ann. d. Physik (4) 12, 1105, (1903).

3 lebendigen Substanz. Braunschwoig 1902.

-ocr page 96-

Het vertrouwen, dat in deze richting met de nieuwere
hulpmiddelen wel wat naders vastgesteld kan worden,
bracht Z s y g m o n d i en Badimann\') er toe te
trachten met ultramikroskoop en kardioidcondensor het
bewijs van de inhomogerïiteit te leveren. Reeds vroeger
had Me n z 3) een poging daartoe gedaan. Uitgaande van
de onvolkomenheid der opvattingen, die H a r d y ge-
geven had, hebben zij gelatineoplossingen van ver-
schillende concentratie aan een onderzoek onderworpen
en in sommige gevallen een niet te betwijfelen in-
homogeniteit van het gezichtsveld waargenomen. Het
is echter de vraag of dit resultaat op een inhomogeni-
teit van het onderzochte systeem wijst in dien zin,
dat men van een structuur analoog aan de door Hard y
bedoelde, maar verfijnd, spreken mag.

Bij het gangbare begrip structuur denkt men aan
een inhomogeniteit, die het gevolg is van het ruimte-
lijk gelijktijdig naast elkander voorkomen van minstens
twee phasen. Het begrip structuur wordt hier gestold
tegenover de homogeniteit, die elk der phasen zelf ver-
toont, d.w.z. do eigenschap, dat zij in al hare ondordeolon
dezelfde samenstelling bezit. Deze definitie sluit in,
dat het zijn beteekenis verliest, wanneer mon in het
gebied der moleculaire dimensies komt.

Het\' is dus noodzakelijk te overwegen of men bij
de waarnemingen van B a c h m a n n zich nog bovindt
op oen terrein, waar men van homogeniteit in do ge-
wone beteekenis spreken kan. De grens, die het op-
lossingsvermogen van het ultramikroskoop heeft, valt
ongeveer samen met de dimensies der groote eiwit-
moleculen. In ieder geval moet de samenvoeging van
enkele gelijksoortige moleculen zeer in de nabijheid
van het ultramikroskopisch onderscheidbare komen.

\') Bach man n, Inaug. Dissert., Gottingon 1911. Zs. f.
anorgan. Chem. 73, 125 (1911).

\') W. Menz, Zs. Pliysik. Ch, 66, 129 (1909).

-ocr page 97-

Indien dit juist is, vervalt de mogelijkheid, uit de
optische inhomogeniteit te besluiten tot een structuur-
inhomogeniteit. En als er geen verschijnselen zijn,
waaruit een discontinuïteit buiten het moleculaire ge-
bied kan blijken, mag men aannemen, dat bij do ge-
latinegel van een diphasisch karakter niets valt waar
te nemen, m.a.w. dat zij een eenphasisch systeem is.

De optische inhomogeniteit, die door Bachmann
beschreven is, is niet uitsluitend in gels gevonden.
Ook in sols wordt zij aangetroffen, zoodat mon heter
veeleer voor kan houden, dat zij een gemeenschappe-
lijke eigenschap van beide toestanden is. In hot algo-
meen is het gemakkelijker eigenschappen te vindon,
die zoowel aan den eenen als aan den anderen toe-
komen, dan die mon uitsluitend bij een van hen aan-
treft. Onder do eersto zijn er sommige, die men
doorgaans hetzij alleen bij vaste, hetzij alleen bij
vloeistoffen vindt. Naast de onderzoekingen over de
elasticiteit van de gel (Bjerkèti1), F raas2) en
L e i c k 3) staan die over de olasticiteit van do vlooi-
bare golatineoplossing. Door haar te brongen tusschon
twee concentrischo bollen, waarvan oen, in beweging
gebracht, een neiging vertoont zich in toruggaande
richting te bewogen, konden R o h 1 o f f en S h i n j o*)
in de buurt van de stollingstemporatuur vormelastici-
toit aantoonen. De dubbelbreking, die bij deformatie
van do gel optreedt, kan ook bij do sol aangetoond
worden, als men haar in snollo boweging brengt, en
daardoor spanningen in haar doot ontstaan (K u n d t4),
Do Metz5)). Aan den anderen kant kan men de ge-

1 \') Bj o r k o n, Wiedera. Ann. 4«, 817, 1891.

2 \') F r a a s, Wiedem. Ann. 53, 1082, 1894.

3 ) Leiok, Drud. Ann. 14, 139, 1904.

4 ) Kundt, Wiedem. Ann. 13, 110, 1881.

-ocr page 98-

makkelijkheid, waarmee een gel, vooral bij hooge
temperatuur, vormverandering ondergaat, in verband
brengen met de flniditeit, die men als een karakteris-
tieke eigenschap van vloeistoffen beschouwt.

Wanneer men voor den overgang van gel in sol een
analogie ziet in de smeltverschijnselen, ligt het voor
de hand te zoeken naar een verandering in de in-
wendige energie, die als smeltingswarmte optreedt. In
dit verband worden door Freundlich de onder-
zoekingen van Wiedeman n en Lüdeking1) aan-
gehaald. Door deze onderzoekers is gevonden, dat, als
een zooveel mogelijk watervrije gelatinegel met water
in aanraking gebracht wordt, daarbij warmte vrijkomt
(zwellingswarmte), maar dat als een waterhoudende
gel in water gebracht wordt bij een temperatuur,
waarbij volkomen menging optreedt, warmte geabsor-
beerd wordt. (Wiederaann en Lüdeking wijzen
er op, dat dit gedrag hetzelfde is, als bij hydraat-
vonnende zouten wordt aangetroffen.) Men heeft in
het laatste geval met twee verschillende processen to
maken : do gel wordt nl. niet alleen vloeibaar, maar
mengt zich ook met water. Deze proeven lichten ons
waarschijnlijk in over do „Warmetönung", die bij het
samenbrengen van water en gelatine in verschillende
concentraties plaats heeft, maar men kan daaruit niet
de gevolgtrekking afleidon, dat de overgang van gel
in sol met warmteabsorbtie gepaard gaat. Veeleer zijn
Wiedemann en Ltidoking er niet in geslaagd,
een „Warmetönung" te verkrijgen, als geen toevoeging
van water plaats had.

In den laatsten tijd is dit thema nog eons door
Frank2) bewerkt. Hij bracht een warme gelatine-
oplossing in een koele omgeving on ondorzocht de

-ocr page 99-

snelheid, waarmee zij afkoelde. Hij vond, dat deze,
ook als daarbij gelatineering optreedt, voorgesteld kan
worden, door een lijn met een gelijkmatige kromming
en dat knikken volkomen ontbreken. Men kan mot
Frank meegaan, wanneer hij daarin het bewijs ziet,
dat in de gelatineoplossing niet een scherp te bepalen
overgangspunt voorkomt. Het is daarom echter niet
uitgesloten, dat bij het gelatineeren eon verandering
in de oplossing plaats heeft, die met een wijziging
van de inwendige energie gepaard gaat; wanneer deze
langzamerhand optreedt, terwijl de temperatuur daalt,
en niet aan een bepaalde temperatuur gebonden is,
kan zij de afkoelingskromme beïnvloeden, zonder dat
daarbij juist een knik behoeft op to treden.

§ 20.

Beteekenis der veranderingen met den tijd.

Velo onderzoekers hebben zich beziggehouden met de
veranderingen, die eon gelatineoplossing onder constante
omstandigheden mot don tijd vertoont. In hot vooraf-
gaande is gebloken, dat deze altijd er too voeren, dat
do oplossing oon vrij goed te bonaderen ovenwicht be-
reikt; maar niet allo onderzoekers zijn daarvan ovor-
tuigd. Garrott1) heeft eon aantal onderzoekingen
gedaan over do viscositeit van eon oplossing door hot
logarithmisch deorement waar te nomen van een in
de vloeistof slingerende schijf. Hij vond, dat, mits een
verwarming op 100° voorafging, de eerste waarde der
viscositeit bij iodero temperatuur volkomen bepaald is
en steeds teruggovondon kan worden. Op den duur
neemt de viscositoit echter toe, maar vertoont geen
vast maximum, veoleor oon zeor onzekore waarde.

-ocr page 100-

Hij beschouwt de slingeringen als de oorzaak hiervoor,
zonder een spontane vermeerdering uit te sluiten, die
echter veel kleiner is dan die, welke de slingeringen
bewerken. Garrett verkrijgt met zijn methode altijd
andere waarden als met O s t w a 1 d\'s viscosimeters;
dit kan zeer goed in verband staan met het verschil,
dat in § 19 opgemerkt is tusschen een oplossing, die
langen tijd stil gestaan heeft, en een, die in beweging
is geweest. Bovendien werkt bij Garrett\'s onderzoek-
methode nog do elasticiteit van de sol mee, die maakt,
dat bij grooto slingeringen een andere waarde voor de
viscositeit gevonden wordt, als bij kleine. In hoofdzaak
stemmen de resultaten, die met do twee methoden
verkregen zijn, overeen.

Ook Reiger1) weet niet welke beteekenis aan de
veranderingen met den tijd toe to kennen. Hij be-
schouwt den elasticiteitsmodulus van de sol als maat
voor haren toestand en onderzoekt of de verandering,
die deze vertoont, verloopt volgens het schema der
monomoleculaire reacties. Dit blijkt niet het geval te
zijn. Hij heeft de veranderingen volgens die vooronder-
stelling berekend en vergeleken met degene, die experi-
menteel waren bepaald ; daarbij komt hij tot do con-
conclusie, dat men verder van het evenwicht afkomt,
naarmate men het proces langer volgt. Het zal weldra
blijken, dat er alle reden is, om in do gelatineoplossing
een proces te vooronderstellen, dat met eon mono-
moleculaire reactie to vergelijken is. De door Reiger
gevonden afwijkingen wijzen er dan op,\' dat bij hot
gelatineeren bovendien nog iots anders moet plaats
hebben.

Van V"o n Sch roeder\'s2)onderzoekingen interes-
seert in dit verband het meest zijne mededeoling, dat

-ocr page 101-

als een oplossing, na een voorafgaande verwarming van 5
minuten op 100°, op proeftemperatuur gebracht wordt,
de snelheid, waarmee de veranderingen in de eerste 5
minuten optreden, in staat stelt te voorspellen of op den
duur bij die temperatuur golatineering zal plaats
hebben of niet. Wanneer men denkt aan de curven
van fig. 6 en 7, die een totaal ander verloop hebben,
als het tot overgang in den geltoestand komt, is dit
feit zeer goed te begrijpen.

§ 21.

Verband tusschen Tynda 11-verschijnsel en viscositeit.

Wanneer de deeltjes van verschillende grootte, die
men volgens § 18 in do gelatineoplossing moet aan-
nemen, in elkaar overgaan, moet ongetwijfeld een wij-
ziging in de eigenschappen der oplossing tot stand
komen; men kan daarin aanleiding vindon om to
overwegen, of deze wijziging van de inwondige samen-
stelling der gelatine ook een rol kan spelon bij do
veranderingen, die de viscositeit ondergaat. Bij een
vergelijking van do
y-T curve van figuur 5 met de
i-T curvo van figuur 10 valt hot op, dat beido in
velo opzichten overeenstemmen. Wanneer met het
dalen dor temperatuur het aantal grooto deeltjes toe-
noomt, hoeft ook een vormeerdoring van do viscositeit
plaats. Bij 70° stelt zich het evenwicht tusschen de
gelatinedeoltjes snol in, en komt do oplossing insgelijks
in korton tijd in een toestand, waarin de viscositeit
vorder constant blijft. Bij lagoro temperatuur duurt het
langer, voordat het ovenwicht tusschen groote en kleine
deeltjes intreedt, en wordt eon constante viscositeit ook
slechts langzaam boroikt. Onderzoekt men het verband
tusschen viscositoit en temperatuur onder omstandig-
heden, waarin de toestand dor gelatine slechts weinig

-ocr page 102-

verandert, dan vindt men een betrekking, die zich
slechts weinig onderscheidt van degene, die men bij
het zuivere oplosmiddel aantreft", maar nauwelijks wijst
de curve er op, dat het aantal groote deeltjes sterker
gaat toenemen of er begint ook een stijging van de
viscositeit. In beide gevallen heeft dit plaats in een
temperatuurgebied, waar men aan het vloeistof karakter
der oplossing niet behoeft te twijfelen, en wel ligt het
omstreeks 10° hooger dan de temperatuur, die .als
grens tusschen sol- en geltoestand aangenomen worden
kan. Voor de 10 % oplossing wordt het bij ± 55°, voor de
5% bij 50° en voor de 1 % bij ± 30° gevonden: Komt
de oplossing bij nog lager temperatuur, dan ziet men de
intensiteit van het T y n d a 11 - verschijnsel snel stijgen
en tegelijkertijd groeit de viscositeit hoe langer hoe
sneller aan tot zij in verschillende gevallen bij resp.
44°, 40° en 20° zoo groot wordt, dat het vloeistof-
karakter verloren gaat, en men haar als gel gaat be-
schouwen.

In den geltoestand gaat de vorming van grootere
complexen voort, en neemt de viscositeit ook toe. Bij
lagere temperatuur begint echter een discongruentie
tusschen beide veranderingen op te treden. Terwijl
men bij 20° met een vermeerdering van hot aantal
groote \'deeltjes een toenemen van de viscositeit zoowol
in sols (§ 8) als in gels (§ 6 en § 14) ziet samengaan,
treden bij 0° noch in gel, noch in sol merkbare ver-
anderingen der viscositeit op, ofschoon de Tyndall-
kegel sterker wordt dan bij 20°. Bij 0° kan dus een
vermeerdering van het aantal groote deeltjes optreden
zonder dat do viscositeit dienovereenkomstig toeneemt.

Er bestaat tusschen beide veranderingen blijkbaar
een verband ; het is zeker opvallend, dat zij tegelijkertijd
in een voor iedero concentratie typisch temperatuurge-
bied gaan toenemen, en dat do oplossing pas gelatineert,
wanneer het aantal groote deeltjes aanzienlijk is gestegen.

-ocr page 103-

Maar dat het toch niet uitsluitend de aanwezigheid van
groote deeltjes kan zijn, die de viscositeitsverandering
tot stand brengt, dat wijst het gedrag bij lage tempe-
ratuur duidelijk aan.

E i n s t e i n J) heeft langs theoretischen weg de vraag
behandeld, welke beteekenis voor de viscositeit de
grootte der moleculen van de opgeloste stof heeft. Hij
is daarbij tot het resultaat gekomen, dat als het op-
geloste molecuul groot is ten opzichte van dat van het
oplosmiddel (wat bij de gelatine zeker het geval is)
de viscositeit afhangt van het totaal volume der op-
geloste stof: do grootte der afzonderlijke deeltjes ver-
schijnt in zijn formule niet. Frank2) heeft er echter
op gewezen, dat dit resultaat evenmin als dat van
Hatschek3) een voldoende verklaring van de waar-
nomingen geeft.

Men moet dus wel aannemen, dat in do gelatine nog
een tweede verandering kan voorkomen, en dat ook
dezo op do viscositeit invloed heeft. Dat kan mot des
te moer waarschijnlijkheid geschieden, daar do bij
de viscositeitsbepalingen verkregen gegevens ook een
directe aanwijzing daarvoor gevon. Do viscositeit van
oen sol, dio langen tijd stil gestaan hooft, neemt een
weinig af, wanneer zij in beweging gebracht wordt
(§ 10). Wannoer bij constante temperatuur een sol in
een gel overgaat, volgt op oen aanvankelijke periode,
waarin do viscositeit langzaam toeneemt, een, waarin
zij veel snolier stijgt (figuur 6 en 7). In de derde plaats
kan in dit verband er op govvozen worden, dat bij het
ondorzoek van een gegelatineerdo 5% oplossing bij 41°,
waarbij zij vloeibaar moest worden, een poriode word
waargenomon, waarin zij niet spontaan door den vis-
cosimeter vloeide, maar waar het aanwonden van een

-ocr page 104-

grooteren druk voldoende was, om haar in beweging te
brengen. Zij vertoonde zich daarbij geenszins als een
vaste massa, die door een of andere kracht uiteen-
gerukt was, maar voor zoover waargenomen worden
kon, ging de physische homogeniteit niet verloren.
Daarna bleek de oplossing in staat spontaan door de
capillair te vloeien.

In al deze gevallen moet men aannemen, dat tusschen
de gelatinedeeltjes een verband bestond, dat verzwakt
werd, wanneer de oplossing door de capillair bewogen
werd en dat zich omgekeerd geleidelijk ontwikkelde,
als men haar rustig aan zich zelf overliet. Van do
sterkte van dat verband hangt het onder overigens
gelijke omstandigheden af, hoeveel tijd noodig is om
de viscosimeter-capillair te passeeren, en in sommige
gevallen of men met een sol, dan wel met een gel te
maken heeft.

De verandering, dio wij hier hebben loeren kennen,
moet bijna onmerkbaar klein zijn, zoolang men uit-
sluitend met kleine deeltjes te maken heeft; zij neemt
veel grooter afmetingen aan, wanneer deze zich onder
elkaar tot groote hebben vereenigd. Het optreden van
groote deeltjes en het nader met elkaar in verband
treden, werken in denzeltdon zin, zoodat men bij het
onderzoek dor viscositeit den indruk kan krijgen,
slechts met een enkele verandering dor oplossing to
maken te hebben. De in § 10 vermelde waarnemingen
wijzen er op, dat da^r nog bijkomt de invloed van do
temperatuur, waarbij de oplossing onderzocht wordt
en dat onder overigens gelijke omstandigheden lago
temperatuur do vastheid van hot verband zal bevordo-
ren. In het tweedo gedeelte zal men oen aantal ver-
schijnselen aantreffen, die oveneens er too leiden, dat
aan te nemen. In dit opzicht bestaat er echter een
grens; als men ziet, dat bij 0° niettegenstaande de
vorming van groote deeltjes geen gelvorming plaats

-ocr page 105-

heeft, kan men daaruit besluiten, dat een dergelijke
lage temperatuur het optreden van een verband tusschen
de gelatine sterk vertraagt.

De volkomen continuiteit van sol en gel maakt het
mogelijk een eenvoudige graphische voorstelling te
geven van den invloed, dien een gelatineoplossing van
de temperatuur ondergaat, door de viscositeit en de
temperatuur als assen van een coördinatenstelsel te
nemen. D.vv.z. men kan figuur 5, die de evenwichts-
viscositeit van een 10 % gelatine glycerineoplossing
bij hooge temperatuur voorstelt, aanvullen met de

-ocr page 106-

gegevens van § 14 aangaande de gel. Dit is in fig. 17
geschied. De sol-viscositeit is daartoe omgerekend tot
absolute eenheden, en om de gelijktijdige voorstelling
van waarden, die zoo geweldig veel uiteenloopen,
mogelijk te maken, zijn in plaats van de berekende
getallen hun logarithmen aangegeven. Het is waar-
schijnlijk, dat hier tusschen 95° en 40°, dus ook nog
voor een gedeelte van de lijn, dat op den geltoestand
betrekking heeft, het evenwichtskarakter als vast-
staande aangenomen worden mag; maar zooals reeds
in § 14 werd meegedeeld, is dit voor het verdere be-
loop niet het geval. Het vlak van de figuur is dooi-
de lijn
G-G in twee gedeelten gescheiden; wordt de
viscositeit voorgesteld door een punt beneden die lijn,
dan is de oplossing een sol; ligt het daarboven, dan
heeft men met een gel te maken. De grenslijn moet
eenigszins willekeurig getrokken worden, evenals trou-
wens de practische onderscheiding van sol en gel op
eenigszins willekeurige kenmerken berust.

De voorstelling, dat de samenstelling van de gelatine-
oplossing niet constant is, is reeds oud. Men vindt haar
bij Nageli1) Do Metz2) en Wo. Ostwald3), dezo
onderzoekers gebruikten haar echter voornamelijk om den
sol-gel-overgang te verklaren, en kenden aan haar voor
de verandering van sol en gel zolf geen beteekonis toe.

Het onderzoek van de gel heeft aangetoond, dat er
geen reden is te vooronderstellen, dat in haar andere
veranderingen optreden, afs in do sol en dat voorliet
stand komen daarvan voor beide toestanden dezelfdo
regels bestaan. In sol on gel beïnvloeden zij dezelfde
eigenschappon op dezelfdo wijze, en voor den toestand
van een sol is het onverschillig of een bepaalde ver-
andering in den vloeibaren, dan wel in den vasten
toestand tot stand gekomen is.

\') N ii g o 1 i, l.c.

5) Do Metz, l.c.

J) Wo. Ostwald, Grundrissd.Koll.Ch. bl. 219, Dresdon (1911).

-ocr page 107-

Qualitatief bestaat er tusschen sol en gel dus geen
verschil; er is geen enkel kenmerk, dat slechts bij
een van beide gevonden wordt. Alle afwijkingen kunnen
tot quantitatieve variaties van identieke eigenschappen
herleid worden. Wanneer de viscositeit van een sol
door de vorming van groote deeltjes en door het
daarmee gepaard gaande intensiever worden van het
onderling verband toeneemt, gaat men haar op den
duur een gel noemen. Merkwaardiger dan de eigenlijke
gelatineering, is dat beneden een andere, hoogere,
temperatuur, waar het vlooistofkarakter zoo duidelijk
mogelijk uitgesproken is, de evenwichtsviscositeit al-
lengs zoo sterk gaat toenemen, dat de overgang in
den geltoestand zich in do curve als eon natuurlijk
gevolg daarvan openbaart en in het geheel niet on-
verwachts komt.

De tegenstelling tusschen sol en gel raakt dus op
den achtergrond; het bijzondere van gelatineoplossingon
is, dat tusschen gelatinedoeltjos in boide toestanden
in meerdere ol mindere mate eon samenhang kan op-
treden.

§ 22.

Vergelijking van een gh/cerineuse met een waterige
gelatineoplossing.

Een oplossing van gelatine in water wijkt van een
oplossing in waterhoudende glycerine in meerdere op-
zichten af. Veranderingen in do intensiteit van don
T y n d a 11 ■ kogel treden in boido op dozolfde wijze op,
zoodat men het als zeker kan beschouwen, dat ook
in een oplossing in water de grootte der golatino-
deoltjes met do temperatuur on do concentratie een
wijziging ondorgaat. Plot is echter de vraag of glyce-
rine op don toestand der gelatine eon bijzondoren
invloed heeft. Wanneer men gelatine in glycerino wil
oplossen, gaat dit des to beter naarmate do glycerino

-ocr page 108-

meer water bevat. De gelatine neemt het water op,
wordt bij hooge temperatuur vloeibaar en laat zich
dan met de glycerine gemakkelijk mengen. Vermoede-
lijk is de splitsing en vorming van groote deeltjes een
proces, dat alleen kan verloopen als water aanwezig
is. De toestand van de gelatine zal in een 10 % op-
lossing in water niet dezelfde zijn als in een 10 %
oplossing in glycerine; in het laatste geval immers is
slechts weinig water aanwezig en zal de grootte dei-
deeltjes een zoodanige zijn, als met de hoeveelheid van
het voorhanden water overeenstemt. Daarbij komt, dat
de glycerine door haar hygroskopische eigenschappen
indirect den toestand der gelatine beïnvloeden kan.

De viscositeit van een glycerineuse oplossing is bij
gelijk gelatinegehalte veel grooter dan van een waterige
en zoo vindt men regelmatig, dat bij een temperatuur,
waarbij de laatste vloeibaar is, de eerste vast kan zijn.
Alleen bij geringe concentraties schijnt de verhouding
juist omgekeerd te zijn. Wanneer een Va % oplossing
in water bij 20° bewaard wordt, neemt haar viscositeit
langzamerhand toe on na ± 5 dagen is de sol in een
gel overgegaan. Een V2 % oplossing in glycerine kan
echter bij geen enkelo temperatuur in den vasten toe-
stand gebracht worden. De oorzaak kan niet zijn, dat
zich niet voldoende groote deeltjes kunnen vormen ;
hun aantal zou eerder juist grooter moeten zijn. Ze
treden echter niet met elkaar in verband on dit wijst
op een invloed, dien de glycerine uitoefent op do snol-
heid, waarmee do samenhang dor deeltjes tot stand komt.
Wanneer men do veranderingen van de intensiteit van
het T y n d a 11 - verschijnsel in een glycerineuse oplos-
sing onderzoekt, is het duidelijk, dat de vorming van
groote deeltjes door de glycerine zeer vertraagd wordt
en bovendien blijkt hier, dat ook liet tweedo proces",
dat wij in de gelatineoplossing hebben leeren kennen,
door toevoeging van glycerine langzamer verloopt.

-ocr page 109-

Die vertraging heeft er echter veel toe bijgedragen
om het beloop der toestandsveranderingen duidelijker te
maken. Daar zij in een waterige sol en gel niet alleen
veel sneller, maar ook meer volledig tot stand komen,
wordt het verband tusschen haar eigenschappen en de
temperatuur meer gecompliceerd. In de litteratuur heb
ik slechts een enkel gegeven gevonden, dat in dit op-
zicht beteekenis heeft. Van der Heide1) heeft in
zijn dissertatie den invloed nagegaan, dien de voor-
geschiedenis op de gelatineerings-temperatuur uitoefent.
Wanneer men een vloeibare gelatineoplossing laat vast
worden en eenige dagen bewaart, heeft gedurende dien
tijd een vrij aanzienlijke verhooging plaats van de
temperatuur, waarbij de gel vloeibaar wordt. Deze
waarneming past volkomen in het schema, dat wij ons
van de veranderingen gemaakt hebben. Hoe meer
groote deeltjes er zijn en hoe vaster het verband is,
dat tusschen hen bestaat, bij des to hooger temperatuur
kan do oplossingeengel blijven. De verandering, dio na
afkoeling van de sol optreedt, is juist een vermeerdering
van het aantal groote doeltjes, zoodat noodzakelijk een
stijging van do temperatuur, waarbij de gel in een sol
overgaat, daarvan het gevolg moot zijn.

Een analyso van het vorband tusschon viscositeit en
temporatuur in waterige gelatineoplossingon zal nader
inzicht moeten geven in de betrekking, die daarin tus-
schen sol en gel bestaat . Do uitorlijko overeenstemming
tusschen de watorigo en de glycerineuso oplossing en
het feit, dat, voor zoover bekend, de aard van do vor-
anderingen, die zij ondergaan en hun verband met de
temporatuur qualitatief overeenstemmen, is een vol-
doendo reden om do in § 21 gegeven opvatting over
de verhouding van sol- en geltoestand ook hier als
geldig te beschouwen.

\') V a ii d o r II o i d o, Inaug. Dissert. Strassburg, 1897.

-ocr page 110-

SAMENVATTING.

1. Wanneer men nagaat, welke physisch-chemische
veranderingen in een gelatineoplossing optreden, wan-
neer kleine deeltjes zich met elkaar vereenigen, vindt
men dat de viscositeit toeneemt; dit kan onder geschikte
omstandigheden op den duur tot gelvorming leiden.

2. De aanwezigheid van veel groote complexen is
voorwaarde voor de gelatineering.

3. Lage temperatuur bevordert de gelvorming, maar
vertraagt de processen, die haar tot stand brengen; het
kan voorkomen, dat bij 2° niettegenstaande een aantal
groote complexen gevormd is, dat voldoende is, om
zelfs bij hoogere temperatuur den overgang in den
vasten toestand mogelijk te maken, do gelvorming toch
niet tot stand komt.

4. Opdat een gel gevormd kan worden, moeten twee
verschillende processen in de oplossing verloopen : in
de eerste plaats moet een aantal kleine deeltjes zich
onderling tot grootere vereenigon, in do tweede plaats
moeten de deeltjes met elkaar in verband treden.

5.. Een oplossing van gelatine in glycerine onder-
scheidt zich van een oplossing in water behalve door
een grootere viscositeit, door de geringe snelheid, waar-
mee de verschillende veranderingen tot stand komen.

-ocr page 111-

Tweede Afdeeling: ZWELLING.

v y

-ocr page 112-
-ocr page 113-

A. Experimenteel Gedeelte.

HOOFDSTUK V >).

Verandering in de concentratie van Sol en Gel.

§ 1. Inleiding.

Terwijl in de eerste afdeeling werd nagegaan, welke
veranderingen in een gelatineoplossing, waarvan de
concentratie constant blijft, door een verwarming of een
afkoeling worden veroorzaakt, is het doel van do nu
volgende onderzoekingen vast te stellen, welke gevolgen
de toestand van een wijziging dor concentratie bij
constante temperatuur ondervindt.

Do methode, die hierbij gevolgd zal worden, is ver-
schillend wanneer een sol, en wanneer een gel hot
uitgangspunt vormt. In het eersto geval heeft men
steeds met een vloeistof te maken, want de gelatinesol is
in allo verhoudingen met water mengbaar. Hierbij kan
dezelfde methode dienen, die in afdeeling I bij het ondor-
zoek der sols word toegepast, zoodat de verandering
der gelatine naar die dor viscositeit van de oplossing
kan beoordeold wordon. Do concentratioverandering van
gels wordt doorgaans als zwelling aangeduid. Om na
te gaan in hoover hier punten van overeenkomst en
verschil met de verdunning van sols bestaan, zouden

\') Eon gedeelte der in dit hoofdstuk vernieldo proovon is
meegedeeld in Zittingsversl. Kon. Ak. v. Wet. Amsterdam 22,
450, (1913), waar ook oen theoretische voorstelling is gogoven
over do verandering in gels bü isothermo zwelling.

-ocr page 114-

viscositeitsbepalingen van de gels het meest geschikt
zijn geweest. Het is echter niet mogelijk hierbij een
groote nauwkeurigheid te bereiken en bovendien is
het een bezwaar, dat de samenstelling tijdens de
zwelling niet door de geheele gel gelijkelijk verandert.
Het volgen van de veranderingen in de intensiteit van
het T y n d a 11-verschijnsel is om dezelfde reden moeilijk.
Ik heb mij daarom er toe bepaald door middel van
wegingen het binnendringen van water in de gel te
volgen, zoodat over de veranderingen, die de gelatine
ondergaat, niets op directe wijze gebleken is. Wanneer
men echter verschillende eigenaardigheden in het beloop
der zwelling met de voorgeschiedenis in verband brengt,
kan men hierover toch wel eenige aanwijzingen ver-
krijgen.

A. Proeven met sols.

§ 24.

Verandering der gelatine bij verdunning van een sol

t

Een V2 % oplossing van gelatine in water die bij
70° was bereid, word op 20° afgekoeld. Nadat zij ge-
durende 5 dagen bij die temperatuur was gehouden
en de viscositeit belangrijk was toegenomen, werd zij
met een gelijke hoeveelheid water tot 1/i % verdund.
Daardoor nam de viscositeit af, maar deze verandering
bleef ook nog gedurende de volgende dagen voortgaan.

Evenals voor de proeven, die in hot eerste gedeelte be-
schreven zijn, werd do gelatino eerst gedurende minstens 24 uur
in water gebracht, om haar zooveel mogelijk van alle vreemde
oplosbare stoffen te bevrijden. Vervolgens werd zij bij kamer-
temperatuur in vacuo boven zwavelzuur gedroogd. Allo con-
centraties hebben op do aldus behandelde gelatino betrekking
De concentraties zijn uitgedrukt in gewichtsprocenten en be-
trokkoD op het totale gewicht der gel.

-ocr page 115-

(Zie tabel XVI.) Een gedeelte der verdunde %)
oplossing werd terstond na de verdunning op 70° ver-
warmd en daarna weer op 20° afgekoeld; nu was de
viscositeit bij 20° veel kleiner geworden en er volgde
als gewoonlijk een periode, waarin zij toenam. (Zie
tabel XVII.) Men heeft hier dus bij dezelfde temperatuur
in twee oplossingen, die alleen ten opzichte van de voor-
geschiedenis van elkaar afwijken, een reeks stijgende
en een reeks dalende viscositeitswaarden, die naar
elkaar convergeeren. De waarnemingen zijn niet zoolang
voortgezet, dat een constante toestand bereikt werd.

TABEL XVI.

Verandering van de viscositeit met don tijd bij 20° in
een l/i % oplossing, die boreid is door verdunning van
een Vs % oplossing (de viscositeit van water bij 20°
is als eenhoid genomen).

Tijd

Tijd

Viscositeit

0

4.62

na 20 uur

4.21

» 36 „

3.91

» 60 „

3.52

TABEL XVII.
Verandering van de viscositeit met den tijd bij 20° in
dezelfde V» % oplossing na een verwarming op 70°.

Viscositeit

1.49
1.81
1.89
1.98

0

na 20 uur

» 36 „
„ 60 „

Wordt eon Vs % oplossing 5 dagen bij 12° bewaard,
dan is zij in een zeor weeke gel ovorgegaan. Wanneer
men daaraan oen gelijke hooveelhoid water toovoogt,

-ocr page 116-

is een weinig schudden voldoende om een gelijkmatige
vermenging te bewerken. De verkregen vloeistof is op
het oog duidelijk inhomogeen en men kan begrijpen, dat
zij hoogst onregelmatig door een viscosimeter loopt.
Na enkele dagen is de inhomogeniteit verdwenen, maai-
de veranderingen in de oplossing gaan voort. De vis-
cositeit kan nu nauwkeurig bepaald worden en neemt
van dag tot dag af, zooals uit tabel XVIII blijkt. Ook
hier is ter vergelijking aangegeven de verandering, dio
de viscositeit van de 1/l % oplossing bij dezelfde tempe-
ratuur na een kortdurende verwarming op 70° vertoont.
(Zie tabel XIX.)

TABEL XVIII.
Verandering van de viscositeit met den tijd bij 12° in
een 7 % oplossing, die bereid is door verdunning van
een gegelatineerde 7a % oplossing. (De viscositeit van
water bij 20° is als eenheid genomen).

Tijd

Viscositeit

0

± 12.8

na 20 uur

± 12.6

n 36 „

10.8

» 60 „

9.95

TABEL XIX.

Verandering van de viscositeit met don tijd bij 12° in
dezelfde 7i % oplossing na een verwarming op 70°.

Tijd

Viscositeit

0

1.82

na 20 uur

2.28

» 36 „

2.35

» 60 „

2.42

Deze waarnemingen maken het begrijpelijk, dat
Garrett1) bij zijn onderzoek over do viscositeit

\') Garrett, Inaug. Dissert. Heidelberg 1903.

-ocr page 117-

van gelatineoplossingen vond, dat door verdunning bij
lage temperatuur niet dezelfde toestand wordt bereikt
als door verdunning bij hooge temperatuur. Het ligt
voor de hand de oorzaak te zoeken in den inwendigen
toestand der gelatine. Men zal zich herinneren, dat bij het
onderzoek naar de veranderingen in de intensiteit van
het Tyndal 1-verschijnsel is vastgesteld, dat bij iedere
temperatuur in een geconcentreerde oplossing relatief
meer groote gelatinedeeltjes aanwezig zijn, dan in een
verdunde. Bovendien is herhaaldelijk gebleken, dat het
optreden van groote deeltjes met een vermeerdering
der viscositeit en dat hun uiteenvallen met een meer
vloeibaar worden samengaat. Het is hiermee in vol-

-ocr page 118-

komen overeenstemming, wanneer de viscositeitsver-
mindering, die op de verdunning van een sol bij
constante temperatuur volgt, op rekening gesteld
wordt van een splitsing van groote deeltjes. Aan de
hand van het diagram (hg. 18) kan men zich de vol-
gende voorstelling vormen Toen de warme V2 % sol
(cx) op 20° werd afgekoeld, was de gelatine in hoofd-
zaak als kleine deeltjes aanwezig, en bij het instellen
van het evenwicht had een samenvoeging van deze
plaats, waardoor de viscositeit toenam (b.v. tot
a). Bij
de verdunning blijft de gelatine aanvankelijk den be-
reikten toestand behouden, zoodat de verandering dor
viscositeit kan worden voorgesteld door de lijn
a—b
(lijn voor constante inwendige samenstelling (zie fig. 5)).
Deze lijn snijdt de evenwichtslijn van het stelsel, zoo-
dat de verkregen 1/i % oplossing (c2) met een viscosi-
teit b te veel groote deeltjes bevat. Deze zullen allengs
verdwijnen en daarbij de viscositeit langs
b—p ver-
minderen, tot zij door
p wordt voorgesteld, dat op de
evenwichtslijn ligt. In het gedeelte der l/i % oplossing,
dat op 70° werd verwarmd, neemt bij die hoogo tem-
peratuur het aantal groote deeltjes sterk af, zoodat er
na afkoeling nog slechts weinig aanwezig zijn on bij
het instellen van het evenwicht weer nieuwe gevormd
worden. Hierdoor neemt de viscositeit langs d—p toe.

B. Proeven met gels.

8 25.

Methode bij het zwellingsonderzoek.

Do methode, die Hof meister1) bij zijn onderzoek
over de zwelling van gelatine gevolgd heoft, is sedert
ook door anderen voor dat doel aangewend. Men brengt

1 ) Hofmeistor, Aich. f. exp. Path. u. Pharm. 27,395, (1890).

-ocr page 119-

een blokje gelatine in overmaat water en volgt het
indringen door na te gaan, op welke wijze het gewicht
verandert. Daartoe wordt de gel van tijd tot tijd uit
het water genomen, met filtreerpapier gedroogd en dan
gewogen. Dit wegen moet zoo snel mogelijk plaats
hebben, daar anders door verdamping licht fouten ont-
staan. Hofmeister heeft bij zijn bepalingen zooveel
mogelijk alle foutenbronnen uitgesloten en het bleek
hem, dat de gewichtsbepalingen op 1 of 2 mg. nauw-
keurig kunnen zijn.

Bij de prooven, die ik over zwelling in wator ge-
nomen heb, is ook deze klassieke methode toegepast.
Terwijl het gemakkelijk is bij blokjes, die een dikte
hebben van eenigo m.M., betrouwbare uitkomsten te
verkrijgen, zijn dunne blaadjes, vooral bij hooge tem-
peratuur, veol moeilijker te behandolon. De omvang
der fouten blijft echter steeds klein in verhouding tot
do gewichtsveranderingen, die op een wijziging in hot
watergehalte berusten.

Wanneer voor een reeks vergelijkende waarnemingen
een aantal gelijke gols noodig was, werden deze allo
van dezelfde sol bereid. De zwelling had plaats in
wijde reageerbuizen, dio in een thermostaat op do
gewenschte temperatuur gebracht worden.

§ 26.

Invloed van de temperatuur op de zwelling.

Als een blaadje gedroogde gelatine bij 30° in water
wordt gebracht, noemt het in korten tijd veel wator
op, waarbij voorloopig de vasto toestand behouden
wordt. De eorste stadia van dit procos zyn in fig. 191)

-ocr page 120-

opgenomen. Na eenige uren is de massa uiterst week
geworden, zij valt spontaan in vlokken uiteen, die
steeds kleiner worden, tot na 24 uur een toestand be-
reikt is, waarin een gelijkmatige menging van gelatine
en water bestaat.

Bij temperaturen boven 30° kan men dezelfde reeks
verschijnselen zien optreden ; altijd gaat aan het op-
lossen een zwelling vooraf. Het proces verloopt echter
veel sneller, zooals blijkt uit tabel XX. Voor ieder
van deze waarnemingen werd uitgegaan van een dun
blaadje droge gelatine van dezelfde afmetingen; van tijd
tot tijd werd een weinig geschud om de menging te
bevorderen en als duur van het oplossen werd aan-
genomen de tijd, die moest verloopen voor alle gelatine-
vlokjes verdwenen waren.

TABEL XX.

Invloed van de temperatuur op de snelheid waarmee
100 mg. gelatine in water oplost.

Temp.

Duur van het
oplossen

30°

< 24 uur

35°

2 Va »

40°

13 minuten

50°

± 2 „

70°

± 2

A. Müller1) vestigde er do aandacht op, dat gelatine
door alle zwellingsstadia continu van den gel- in den
soltoestand overgaat en dat do zwelling hot eerste
stadium van hot oplossingsproces is. Er heeft hier
blijkbaar een indringen van water plaats tusschen
gelatinedeeltjes, die oorspronkelijk onderling samen-
hangen, maar wier verband latei\' verloren gaat. Op

-ocr page 121-

grond hiervan moet men het er voor houden, dat met
de woorden zwelling en oplossing twee gedeelten van
hetzelfde proces worden aangeduid.

Bij geen der temperaturen, die in tabel XX zijn opge-
nomen, kan worden aangegeven op welk oogenblik de
zwelling ten einde is. Een blijvende toestand- van
maximale zwelling treedt niet op. Wij willon nu na-
gaan, hoe het daarmee bij temperaturen beneden 30°
gesteld is.

Figuur 19 goeft daarvan oen overzicht. Ook hierbij
werd de golatine als dunne, watervrije blaadjes gebruikt.
De reeks krommen geeft aan, dat altijd het water in
do eerste uren snel in do golatino dringt, maar dat de
snelheid des to kleiner is, naarmate mon het proces

-ocr page 122-

bij lagere temperatuur laat verloopen. Na de eerste
uren begint de zwelling langzamer te gaan, maar van
af het einde van den eersten of tweeden dag blijft de
snelheid vrij wel gelijk; alleen wanneer de waarneming
langen tijd wordt voortgezet, is nog een kleine ver-
mindering waarneembaar.

Hofmeister1) heeft in zijn vroeger aangehaald
onderzoek een aantal zwellingswetten opgesteld, en
daaronder noemt hij in de eerste plaats, dat gelatine
in water gebracht een eindige boe veelheid daarvan tot
een niet te ovetschrijden grens, het zwellingsmaximum,
opneemt. Bij het zoeken van een formule voor de
zwellingssnelheid, die met de waarnemingen overeen-
stemt, gaat hij van de juistheid van deze eerste zwel-
lingswet uit; hij vindt echter steeds meer of minder
groote afwijkingen, die er op wijzen, dat in zijn formule
niet alle factoren in aanmerking genomen zijn, die in-
vloed uitoefenen op de snelheid, waarmee het water
indringt. Hij dacht aan een storende werking van
de elasticiteit der platen, die vooral bij dikke van
beteekenis zou zijn.

Wanneer men in figuur 19 de zwellingsisothermen
voor 2° en voor 12° beziet, verkrijgt men don indruk,
dat hier na eenige dagen een eindtoestand is bereikt,
die als zwellingsmaximum kan beschouwd worden. Ik
heb echter het zwellingsproces bij 12° gedurende 3
weken van dag tot dag kunnen volgon, en daarbij bleek,
dat altijd door water wordt opgenomen, en het schijnt
derhalve, dat na 3 weken nog altijd niet een constante
toestand bereikt is.

Bij 20° is van een constanten eindtoestand in nog
veel geringere mate sprake. Men kan hier het opnemen
van water zoolang volgen, tot de massa uiteen gaat
vallen, hetzij geheel, hetzij, zooals gewoonlijk, alleen

\') Hofmeister, 1. c. bl. 104.

-ocr page 123-

aan de oppervlakte. Voor het echter zoover is, moet
de gelatine ongeveer een week in water gelegen hebben.
Wat men waarneemt, is blijkbaar dezelfde reeks ver-
schijnselen, die reeds voor 30° werd beschreven ; het
proces verloopt alleen veel langzamer. Van een zwel-
lingsmaximum als eindtoestand kan hier moeilijk sprake
zijn, tenzij men de ten slotte bereikte sol als zoodanig
zou willon beschouwen ; daardoor zou het begrip echter
vervagen.

Het verband tusschen het gedrag van gelatine in
water van verschillende temperaturen, wordt duidelijk,
wanneer men aanneemt, dat het ook bij 10° ten slotte na
een zeer lang tijdsverloop zoover zal komen, dat een
gelijkmatige menging van gelatine en water is op-
getreden. Do temperatuur heeft dan in zooverre geen
invloed, dat als eindtoestand in alle gevallen een sol
optreedt; haar invloed bepaalt zich voornamelijk tot
do snolheid, waarmoe die eindtoestand bereikt wordt.
Bij 70° en 50n is zij zoo groot, dat enkele minuten
voor de oplossing reeds voldoende zijn; bij 40° duurt
het reeds wat langer. Bij 30° is er eon geheele dag
voor noodig, bij 20° eenigo weken on bij 10° en 2°
wordt do snelheid zoo gering, dat zij bijna aan do
waarneming ontsnapt on men bij oppervlakkige be-
schouwing den indruk krijgt, dat een constante toe-
stand optreedt.

Over hot algemeen wordt bij gols workelijk eon
zwellingsmaximum gevonden; daarvoor levoren do gols,
die het dierlijk organisme samenstellon, hot bewijs.
Hot gedrag van do golatine moot dus wol als eon uit-
zondering beschouwd worden. Niettemin is er veel voor
to zeggen, om de gelatino toch tot de beperkt zwei-
bare stolfen to rekenen en daarmee onder alle om-
standigheden het bestaan van eon zwellingsmaximum
voor haar aan te nomen. Daarvoor pleiten zoowol do
vorm van de in figuur 19 gegevon zwellingsisothermen,

-ocr page 124-

als het beloop van de zwelling in waterdamp. De
eigenaardigheid van de gelatinegel is niet zoo zeer, dat het
maximum ontbreekt, als roei, dat het niet een stabielen
toestand voorstelt.
Men moet aannemen, dat ten gevolge
van oorzaken, die in de volgende §§ nader zullen
worden onderzocht, de gelatine in een zwellende gel
voortdurend een verandering ondergaat, en wanneer
het zwellingsmaximum door den toestand der gelatine
in verband met de temperatuur is bepaald, moet het
zich ook tegelijk met dien toestand veranderen.

Wanneer men in figuur 19 dus ziet, dat aanvankelijk
bij alle temperaturen water met groote snelheid in de
gel indringt, kan men dit beschouwen als een gevolg
van de neiging, die een waterarme gel heeft om meer
water op te nemen. Na eenige dagen blijkt echter niet
zoozeer een neiging te bestaan een constanten toe-
stand te bereiken, als wel tot een constante zwellings-
snelheid te naderen.
De invloed van de temperatuur op
de zwelling kan in verband hiermee tweeledig gedacht
worden; ten eerste bepaalt zij hoeveel water in het
zwellingsmaximum bij een gegeven toestand der gelatine
opgenomen kan worden, in de tweede plaats hangt van
haar af de snelheid, waarmee het zwellingsmaximum
verandert en een verder binnendringen van water moge-
lijk wordt.

§ 27.

Zwelling van gels van verschillende concentratie.

Niet alleen een watervrije gelatinegel, maar ook
waterhoudende nemen in gewicht toe, als zij in water
gebracht worden. (Zie b.v. v. Schroeder *)). Dit
werd nagegaan aan een aantal blokjes gelatinegel van

\'j Von Schroeder, Zs. Physik. Chem. 45, 110, (1903).

-ocr page 125-

verschillende concentratie. Om gels te verkrijgen, die
veel gelatine bevatten, werd de boven zwavelzuur ge-
droogde en gewogen gelatine in een exsiccator boven
water gebracht. Dan werd zooveel water opgenomen,
dat een gel met ongeveer 80 % gelatine werd ver-
kregen. Deze werd op 70° verwarmd en werd daarbij
vloeibaar; er kon dan eventueel de noodige hoeveel-
heid water worden toegevoegd en wannoer een gelijk-
matige menging opgetreden was, werd do sol in een
vorm gegoten en afgekoeld, waarbij zij gelatinoerde.
De blokjes, die op deze wijze verkregen werden, hadden
alle dezelfde afmetingen; zij waren 33 m.M. lang,
7 m.M. breed en 4 m.M. dik. Die gelijkheid is een
voorwaarde om de vergelijking der verschillende zwel-
lingskrommen mogelijk to maken. (Zie hierover § 28.)
De grootste concentratie, die deze blokjes konden
hebben was 80 %; bevat een gel nog moer gelatine
(b.v. 90 %, door kortdurende zwolling in damp vor-
kregen), dan wordt zij beneden 100° niet vloeibaar en
is het dus niet mogelijk zo in den vorm to brengen.

Zoowel bij 10° als bij 20° werd hot beloop dor
zwelling onderzocht voor gels, die resp. 80 %> 50 %>
20% en 10% gelatine bevatten. Daar hot opgenomen
water, en dit geldt voornamelijk voor do eerste dagen,
niet gelijkmatig over do geheole gol verdeeld is, heeft
hot geen zin, uit do gewichtsbepalingen de bereikte
concentratie to berekenen. Daarom is alleen berekend,
evenals bij do in § 4 meegedeelde proeven, hoeveel
water telkens aanwezig was in verhouding tot de
gelatine, waarbij de hoeveelheid gelatine steeds als
eenheid is
aangenomen.

In figuur 20 zijn do resultaten van do bepalingen
samengebracht. Men kan hier weer gemakkelijk in hot
zwellingsproces twee phasen onderscheiden, in do
eerste plaats eon phase, die hoogstens een of twee
dagen duurt, waarin veol water met allengs vormin-

-ocr page 126-

derende snelheid binnendringt, en verder de tweede
phase, die een onbepaalden tijd aanhoudt en door een
veel geringere, bijna constant blijvende snelheid geken-
merkt is. Het blijkt dat de absolute hoeveelheid water

die in de eerste phase opgenomen wordt, grooter is,
naarmate de gel in den aanvang reeds meer water
bevatte en dat de verhoudingen, die tusschen de gels
in de tweede phase bestaan, met-die in de eerste
overeenkomen. Alleen bij de 80 % en de 50 % gel bij
10° wordt de snelheid, waarmee het water binnen-
dringt, na enkele dagen uiterst gering. Bij de 20 %
en do 10 % gel blijft zij steeds duidelijk waarneembaar.
Bij 20° wordt door geen enkele gel een constante
toestand bereikt.

Als extreem geval kanode in § 24 vormolde proef
hier aangehaald worden, waar een juist gegelatineerde

-ocr page 127-

V2 % oplossing met water werd gemengd; in de hierbij
gevormde gelbrokjes kon zooveel water opgenomen
worden, dat de samenhang geheel verloren ging en
een homogene sol ontstond.

In figuur 20 blijkt, dat een 80% gel, die na 2 dagen
in water van 20° te zijn geweest, zooveel water bevat,
dat het totale gewicht dat der gelatine
4 X overtreft,
in de zeer langzaam verloopende periode is ingetreden.
Daarnaast vindt men een kromme, dio de zwelling
voorstelt van een gel, die in den aanvang reeds uit
4 X zooveel water als gelatine bestond en wier gewicht
na 2 dagen hot 15-voudige van dat der gelatine bedraagt.
Het is dus mogelijk, dat een gel met een bepaald water-
gehalte in icater bijna niet meer zwelt, terwijl in een
ander geval bij diezelfde concentratie een groote hoeveelheid
water nog kan worden opgenomen.
Voor dat verschillend
gedrag moet de toestand van de gelatine aansprakelijk
gesteld worden en men kan hierin een nieuw bewijs
zien, dat dio toestand niet op ieder oogenblik door de
verhouding tusschon gelatino on water bepaald wordt.
De gels, dio nog zwollon kunnen, zijn vorkregen door
afkoeling van oon sol met dezelfde samenstelling, ter-
wijl in de niot meer zwellende dio samenstelling door
indringen van water in een meer geconcentreerde
gel is bereikt. Deze laatste toestand kan in den eer-
sten worden overgovoord, door do gel uit het water
te nemon en te vorwarmon ; na afkoeling heeft zij
dan het vermogen verkregon woor snel water op te
nemen.

§ 28.

Invloed van de afmetingen der gel op de zwelling.

Hofmeister heeft do aandacht gevestigd op do
boteekonis, die de afmotingou dor zwellende gel voor hot

8

-ocr page 128-

beloop van de zwelling hebben. Daar hij zich voor-
stelde, dat de eindtoestand van platen van verschillende
dikte dezelfde is, onderzocht hij speciaal op welke wijze
die eindtoestand bereikt wordt. Hij vond, dat dunne
platen sneller water opnemen dan dikke, en kwam op
grond daarvan tot de opvatting, dat voor het bereiken
van het zwellingsmaximum slechts daarom eenige tijd
noodig is, omdat het water zoo langzaam in de gel
indringt; wanneer men de gelatineplaat maar oneindig
dun kon nemen, zou de eindtoestand oogenblikkelijk
bereikt worden. Ook W o. O s t w a 1 d heeft op don
invloed van de dikte der platen de aandacht gevestigd.

Men kan bij blokjes, die veel dikker zijn, dan de
door Hofmeister gebruikte, nog duidelijk zien,
dat het beloop van de zwelling van de dikte afhangt.
Ik heb b.v. eenige blokjes vergeleken, die bereid waren
door een 50 % oplossing te laten gelatineeren. Zij waren
alle 33 m.M. lang en 7 m.M. breed, maar hadden een
dikte resp. van V2, 1 en 4 m.M. Het beloop der zwel-
ling werd onderzocht bij 10° on bij 20°; in figuur 21

Zwelling van blokjes 50% gel van verschillende
dikte bi] 10°.

-ocr page 129-

en 22 vindt men de curven, die de resultaten voor-
stellen. De beide perioden der zwelling zijn in alle dui-
delijk t.e onderscheiden. Zij gaan geleidelijk in elkaar
over, zoodat een scherpe onderscheiding niet te maken
is. De grens is betrekkelijk het sterkst uitgesproken

Fig. 22.

bij do dunste blokjes; bij de dikkere is zij minder
gemakkelijk aan te geven. Toch is hot duidelijk, dat
do onderlinge verschillen zich voornamelijk tot de oersto
periode bopalen. In do sterkere helling der lijnen, die
op do zwelling bij 20° betrekking hebben, herkent men
den invloed van do hoogore temperatuur, die in § 26
is beschreven.

Do verschillen, die men in de eerste periode aan-
treft, zijn bij 10° en 20° principieel dezelfde. Zij zijn

-ocr page 130-

van tweeërlei aard; zij betreffen ten eerste de snelheid,
waarmee water in de gel binnendringt, en die het
grootst is bij de dunne blokjes. Daarmee hangt samen,
dat de duur van de eerste periode verschillend is;
men ziet uit de figuren, dat zij bij de blokjes van
V, m.M. na 12 uur ten einde is, bij die van 1 m.M.
ongeveer 1 dag aanhoudt, terwijl bij de dikke de duur
op 2 dagen gesteld kan worden In de tweede plaats
bereikt een dunne gel in de eerste periode een grooteren
waterrijkdom dan een dikke.

Het eerste dezer beide punten laat zich gemakkelijk
verklaren, wanneer men aanneemt, dat de grootere
oppervlakte met betrekking tot de geringe afmeting
het indringen van water gemakkelijker maakt. Dat de
samenstelling van een zwellende gel van plaats tot plaats
wisselt, volgt uit de waarneming van Mathiessen
en Schwarz \'); zij vonden dat de brekingsindex van
de periferie naar het centrum toeneemt en "leidden
daaruit af, dat de buitenste lagen relatief het meeste
water bevatten. Ook de vormverandering, die een gel
bij de zwelling ondergaat, wijst in dezelfde richting.
Terwijl alle oppervlakken van het blokje aanvankelijk
volkomen vlak en de hoeken recht zijn, fig. 23 (A)
verkrijgen zij tijdens do zwelling oen
uitholling (B) zoodat zij elkaar onder
scherpe hoeken snijdon. Op den duur
gaat deze vorm echter verloren, en
wanneer de gel zich in do tweedo
periode van hot zwollingsproces be-
vindt is do oorspronkelijke vorm
weer bijna geheel teruggekomen (C). Ongetwijfeld be-
rusten deze veranderingen op een ongelijk watergehalto
der verschillende lagen.

□n

Ofschoon hot dus waarschijnlijk is, dat do dikte

\') Geciteerd naar Hof meister, 1. c.

-ocr page 131-

invloed heeft op de snelheid, waarmee water in de gel
binnendringt, kan men niet goed aannemen, dat het
verschil tusschen de toestanden, die aan het eind van
de eerste periode bereikt zijn, ook daarmee direct samen-
hangt. De terugkeer van den regelmatigen vorm wijst
er op, dat door hot geheele blokje heen vrijwel dezelfde
samenstelling bestaat. Do grootere waterrijkdom dor
dunne blokjes moet dus wel op een verschil in den
inwendigen toestand der gelatine berusten; d. w. z.
wanneer gels, waarin oorspronkelijk die toestand de-
zelfde is, doch die niet dezelfde dikte hebben, in water
zwellen, bereiken zij zwellingsmaxima, waarin die
toestand niet meer overeenstemt. Daar er geen reden is
om aan te nemen, dat een verandering tijdens de zwel-
ling alleen tot stand komt, wanneer de gel geringe
afmetingen heeft, komt men tot do gevolgtrekking,
dat de gelatine in de eerste periode der zicelling altijd
een wijziging ondergaat,
en wel des te sterker, naar-
mate liet blokje gel dunner is. Men kan dit in ver-
band brengen mot do snolhoid, waarmee het water
indringt, of liever met de hooveelheid water, waarmee
de gelatine in die eerste periode in liet geheelo blokje
in aanraking komt.

Deze overwegingen maken hot duidelijk, dat men
niet een nauw verband moot zoeken tusschen het
zwellingsmaximum, dat aan het eind der eerste periode
boreikt is, on den toestand der golatine waarvan men
is uitgegaan; men kan op deze wijze niotvaststellen,
hoeveel water een gol van een willekeurig gekozen
samenstelling kan opnemen zonder dat de gelatine
een verandering ondergaat.

In het boloop dor tweede periode kan men eenige kleine
verschillen opmerken, die er op berusten, dat do too-
standen, die aan het eind van do eerste periode bereikt
worden, niet met elkaar overeenstemmen. Daar, waar
het meeste water opgonotnon is, hoeft ook de vordero

-ocr page 132-

zwelling het snelst plaats; dat is vooral bij 20° duidelijk
waar te nemen.

§ 29.

Zwelling van een gel in een sol.

De voorstelling, dat bij de gelatine de zwollings-
maxima slechts intermediaire evenwichten zijn, doet
ons verwachten, dat tusschen twee stelsels, die beide
uit gelatine en water, maar in verschillende verhou-
dingen, bestaan, pas evenwicht zal zijn ingetreden,
wanneer beide componenten door het geheele stelsel
gelijkmatig met elkaar gemengd zijn. In tabel XXI
vindt men voor 10° het zwellingsbeloop aangegeven
voor een 20% gel, die in een reeks sols van ver-
schillende concentratie geplaatst is.

TABEL XXI.

Zwelling van oen 20% gel in s°ls van verschillende
concentratie bij 10°. De getallen stollen voor hoeveel
maal het gewicht der gel dat der gelatine overtreft.

in water

in Vio %
sol

in Vi %
sol

aanvang

5.-

5.-

5.-

na V, uur

5.39

5.29

5.38

na 7 uur

6.58

6.57

6.57

na 1 dag

7.58

7.57

7.57

na 2 dagen

7.90

7.98

7.97

na 3 dagen

(8.07)

8.45

8.39

Uit deze reeks en een andere, die bij 20° onderzocht
werd, kan men afleiden dat het vrijwel onverschillig

-ocr page 133-

is of de gel zich naast water of naast een gelatinesol
bevindt. Dit is zelfs zoo sterk, dat in het goval, waar
bij 20° de gel in een 1 % oplossing werd gebracht,
de zwelling geen merkbare vertraging ondervond ten
opzichte van de andere waarnemingen, niettegenstaande
die oplossing volkomen gegelatineerd was.

§ 30.

Beteekenis van den ouderdom van de ge!.

Wanneer men bedenkt, dat do eigenschappen van
een versch gegelatineerde gel, dio bij constante tempo-
ratuur bewaard wordt, op den duur veranderen, kan
het niet verwonderen, dat ook do zwellingskromme
eon invloed daarvan ondervindt. Het maakt in het
algemoen een groot verschil of men een gol terstond
nadat zij door het gelatineeren van oon sol is gevormd,
in water brengt of dat men dat eenigo dagen later
doet. In figuur 24 kan mon zien, hoe een 20% gel
zich in dit opzicht gedraagt; oen aantal golijko blokjes
werden bij 10° geplaatst en hetzij direct, hetzij na
eonigo dagen bij dio temperatuur in water gebracht.
Een tweedo reeks (figuur 25) word bij 20° bewaard,
waarna do zwelling ook bij 20° plaats had. Dezo reeks
strekt zich ovor slechts onkolo dagen uit, daar her-
haaldelijk storing door mikrobon optrad.

Do algemeono godaante der zwellingskromme is bij
een versche gel niet anders, dan bij eon die eonigo
dagen oud is; het verschil bepaalt zich tot do eerste
phaso, in do tweedo gaat do zwolling altijd evon snol.
Hot is duidelijk, dat de snolheid, waarmee water op-
genomen wordt, afneemt, wanneer de gel ouder wordt;
do grootste verandering is na de eerste 24 uur afge-

-ocr page 134-

ioopen, maar ook gedurende de volgende dagen gaat
de vermindering van het zwellingsvermogen voort.

Fig. 24 on 25.

Invloed van don ouderdom der gels (20%) op de
zwelling.

Bewaren on zwollen by dezelfde temperatuur.

In fig. 24. Bewaard by 20° Zwelling by 20°

I. versch gegelatineerd \\

II. 1 dag na de gelatineering > 3 dagen.

III. 3 dagen na de gelatineering ;

In fig. 25. Bewaard by 10» Zwelling by 10°

I. verscli gegelatineerd i

II. 1 dag na do gelatineering ( ^ ^

III. 3 dagen na de gelatineering l

IV. 1 week na de gelatineering \'

Uit deze beide reeksen kan mon de noodzakelijkheid
leeren kennen van een maatregel, dio bij het vorder
onderzoek steeds toegepast werd. Om vergelijkbare
resultaten te verkrijgon, is het wenschelijk uit te gaan

-ocr page 135-

van een aantal gelblokjes, die zich zooveel mogelijk
alle in denzelfden toestand bevinden. Onderzoekt men
ze korten tijd na hun gelatineering, dan loopt men
groote kans dat er geen twee zijn, die met elkaar
overeenstemmen. Een periode van 24 uur is echter vol-
doende om al deze verschillen tot geringe afmeting terug
te brengen ; daarom werd regelmatig oen dergelijken
tijd gewacht, voordat de gels voor een proef dienden.

7)-r

Fig. 27.
Fig. 20 en 27.

Invloed van den ouderdom der gels (20 %) op do
z w o 11 i n g.

Bewaren on zwellen bü versch11 lende tomporatuur.

In Hg. 20. Bowaard voor do zwelling Zwelling bü 20°.

I. versch gogolatineord. \\

II. 1 dag bü 10\'. j 3 dagon.
Stippollljn 1 dag bij 20". )

In fig. 27. Bewaard voor do zwolling Zwelling bü 10°.

I. versch gogolatineord

II. 1 dag bij 20°. } 3 dagen.
Stippellijn 1 dag bü 10».

-ocr page 136-

Er komt een merkwaardige betrekking aan den dag,
wanneer men gels laat zwellen bij een andere tem-
peratuur, ais waarbij zij bewaard werden. Figuur 26
stelt in staat een vergelijking te maken tusschen de
zwelling bij 20° van een versch gegelatineerde gel, van
een gel, die 1 dag bij 20° bewaard is, en van een, die
1 dag bij 10° is gehouden; figuur 27 heeft betrekking
op de resultaten, die men verkrijgt, als drie gels met
dezelfde voorgeschiedenis in water van 10° worden
gebracht.

Beschouwt men eerst figuur 26, dan ziet men, dat
het proces bij oude gels minder snel verloopt als bij
een versch gegelatineerde gel; bij de op 10° bewaarde
wijkt het beloop echter daarvan niet zooveel af, als bij de
andere, zoodat men den indruk krijgt, dat de toestand
van de gelatine door een verblijf bij 10° minder ver-
andert als bij 20°.

Figuur 27 toont aan, dat ook de zwelling bij 10°
minder snel gaat, wanneer de gels eenigo dagen oud
zijn; aan de bij 20° bowaardo is dat echter minder te
merken, dan aan do andero, dio even lang bij 10° is
geweest, en daaruit zal men afleiden, dat de toestand
der\'gelatine bij 10° sterker verandert dan bij 20°.

Het blijkt niet zoo eenvoudig te zijn uit to maken,
bij welke temperatuur de grootste wijziging in een gel
optreedt, want do resultaten schijnen volkomen met
elkaar in strijd. Voorloopig moeten wij hier volstaan
met de feiten te vermolden; het blijkt,
dat men niet
hetzelfde kriterium op een gel toepast, wanneer men haar
toestand naar het beloop der zwelling bij 200 beoordeelt,
en wanneer men de bij 10° verkregen kromme als maatstaf
neemt.
Zie verder § 42.

-ocr page 137-

§ 81.

Veranderingen in een gezwollen gel buiten ioater.

Evenmin als een gel, die door afkoeling van een sol
van gelijke concentratie is ontstaan, terstond een blij-
venden toestand bereikt, blijft een gel, die doorisotherme
zwelling haar watergehalte veranderd heeft, onveranderd,
wanneer de zwelling onderbroken wordt en zij verder
bij dezelfde temperatuur buiten water bewaard wordt.
Er zijn verscheiden oorzaken denkbaar, die een wijzi-
ging kunnen teweeg brengon. Wanneer de zwelling
onderbroken wordt op een oogenblik, dat de samen-
stelling in de gel van plaats tot plaats verandort, zal

Zwelling b\\j 20® Buiton water bij 20° Zwelling bij 20°

/ I. 0 uur \\

i II. 2 uur I

2 dagen. \\ III. G uur ^ 3 dagen.

I IV. 1 dag. \\

\\ V. 2 dagen. /

-ocr page 138-

er een neiging moeten bestaan tot een gelijke ver-
deeling van gelatine en water door het geheele blokje
te komen. Heeft de zwelling 24 uur of langer geduurd,
dan zijn de plaatselijke concentratieverschillen vrijwel
verdwenen, zoodat deze invloed zich slechts in geringe
mate zal doen gelden.

Dat in een gezwollen gel, die uit het water is genomen,
veranderingen optreden, blijkt uit de wijze, waarop
de zwelling doorgaat, wanneer de gel na eenigen tijd
weer in water teruggebracht wordt. Als de toestand
dezelfde gebleven was, zou de dan verkregen zwellings-
isotherme zich zonder richtingsverandering bij de eerste
moeten aansluiten. Dit is nooit het geval; de zwelling
gaat altijd veel sneller dan in de periode, die aan do
onderbreking onmiddellijk voorafging. Ik heb dit kunnen
constateeren in een reeks proeven, die bij 20° werden
uitgevoerd en eveneons bij een aantal gels, die bij 10°
werden onderzocht. Een overzicht van een dergelijke
serie vindt men in figuur 28 en 29.

II. 2 uur.
IL 6 uur. |

III. 1 dag. 1 \'3 dagen\'

IV. 2 dagen.

-ocr page 139-

Voor fig. 28 werden een aantal gels gebruikt, die
door afkoeling van een 20 % verkregen waren.
Toen ze een dag oud waren, werden zij in water ge-
bracht en gedurende 2 dagen bij 20° geplaatst. De
lijn I stelt het laatste gedeelte van het beloop dier
zwelling voor en tevens de wijze, waarop de zwelling
doorging bij een der blokjes, waarbij zij niet onder-
broken werd. De anderen werden uit het water ge-
nomen, maar toch bij 20° gehouden; na resp. 2, 6,
24 en 48 uur werden ze weer in water gebracht en
het beloop der zwelling opnieuw gevolgd. Aanvan-
kelijk namen zij allo sneller water op dan het reepje,
waarvan de zwelling niet was onderbroken en wel
was het verschil des te grooter, naarmate hot ver-
blijf buiten water langor geduurd had. Op den duur
komen echter alle weer in eon periode, waarin de
vrijwel constante zwollingssnolhoid hersteld is, en
bij alle gels overeenstemt. Dit is bij do blokjés, die
slechts korten tijd buiten water geweest waren, reeds
na eenige uren hot goval, bij alle is echter na 24 uur
doze periode ingetreden. Hun watergehalte stomt dan
ook vrij volkomen overeen.

Fig. 29 toont aan dat men bij 10° dozolfdo verschijn-
selen waarneemt.
Deze en dergelijke series leveren het
bewijs, dat een gel, die door zwelling haar samenstelling
heeft veranderd, zich niet in een constanten toestand
bevindt.
Wanneer men do vermeerdering dor zwollings-
snelheid als maatstaf neemt voor do verandering, dio
do gol ondergaat, blijkt, dat zij in de eorsto uren
nadat do zwelling onderbroken is het grootst is, en dat
zij langzamerhand vermindert: na twee dagen is echter
nog niot hot eind der veranderingen bereikt.

Het kan niet oen toevallige uitkomst zijn, dat allo
gels, onverschillig hoe lang bij haar do onderbreking
geduurd heeft, aan hot oinde der waarneming ongovoor
denzelfden toostand bereikt hebben, zoowel ten opzichte

-ocr page 140-

van het watergehalte, als voor zoover de zwellings
snelheid betreft. De verschillen, die door den ongelijken
duur van het verblijf buiten water ontstaan, worden
door een sneller indringen van water volkomen ge-
compenseerd.
Dit wijst er op, dat de verandering in
den inwendigen toestand, die buiten water optreedt, over-
eenstemt met die, welke optreedt, wanneer de gel in
water blijft.

§ 32.

Verandering van een gezwollen gel buiten water.

(Vervolg.)

Figuur 30 en 31 geven een overzicht van de resul-
taten die vorkregen zijn in twee reeksen proeven,
waarvan het doel was na te gaan, welke veranderingen
optreden in gels, die na het onderbreken van de zwelling
op een andere temporatuur worden gebracht. By de
reeks, waarop figuur 30 betrekking heeft, had do zwel-
ling bij 20° plaats en worden do gels, nadat deze twee
dagen geduurd had, uit het water genomen, op 10°
afgekoeld en bij deze tomperatuur 2-48 uur bewaard.
In de andere reeks (lig. 31) was de zwellingstempora-
tuur 10° on bleef do gel buiten water bij 20°. Beide
reeksen werden met 20 % f?els verricht.

Do veranderingen werden weer beoordeeld naar de
wijze, waarop de zwelling vorder gaat, wanneer de gel
weer bij de temperatuur, waarbij oorspronkelijk do
zwelling plaats had, in het water wordt gebracht.
Altijd blijkt de gel tijdens de onderbreking zoodanig
veranderd to zijn, dat het water sneller kan indringen,
evenals in § 31 beschreven is voor de daar govolgde
behandeling. De verschillen tusschen beido reeksen
zijn dan ook meer van quantitatieven aard. In figuur
30 ziet men, dat de verandering, die een bij 20° ge-
zwollen gel buiten water bij 10° ondergaat, niet zeer

-ocr page 141-

omvangrijk wordt; er is dan ook hier geen sprake
van, dat gels, waarbij de zwelling langen tijd onder-
broken is, door de toegenomen zwellingssnelheid zich

ten slotto in denzelfden toestand bevinden, als wanneer

.. ..,(. j/ . .. *

dio onderbreking niet had plaats gehad; zij blijven steeds
waterarmer. Daar do richting van do verschillende
zwellingsisothormon bij do geringe verschillen in water-
gohalto uitsluitend van do temporatuur afhangt, worden
zij door eon aantal evenwijdige lijnen voorgesteld.

Voor do tweede reeks worden ook 20 % £°ls ge-
bruikt, die alle eerst twee dagen bij 10° zwollen, toen

-ocr page 142-

een tijd, die van 15 minuten tot 24 uur wisselde,
buiten water op 20° gehouden werden, waarna de
zwelling weer bij 10° werd voortgezet. Wanneer het
verblijf buiten water ook maar een kwartier geduurd
heeft, is de zwellingssnelheid al grooter geworden dan
een verblijf van 2 dagen buiten water bij 10° kon be-
werken. Wanneer men de hoogere temperatuur resp.

3 dagon.

-ocr page 143-

§ 33.

Zwelling achtereenvolgens bij verschillende temperaturen.

Tot nu toe bleek regelmatig, dat de zwelling bij 20°
sneller gaat en dat meer water opgenomen wordt dan
bij 10°. Men zou derhalve verwachten, dat een blokje
gelatinegel, dat bij 10° in water heeft gelegen, veel
meer water gaat opnemen, wanneer het in water van
20° overgebracht wordt, en omgekeerd, dat wanneer
de zwelling eenige dagen bij 20° heeft plaats gehad, door
een verlaging van de temperatuur tot 10° een verlies
van water, of wanneer de invloed der temperatuur zich
bepaalt tot do snelheid, waarmee water wordt opge-
nomen, een vermindering van do zwellingssnelheid zal
optreden.

In werkelijkheid ziet men in den regel juist het om-
gekeerde geschieden;
wanneer de zwelling bij 10° heeft
plaats gehad, heeft een verwarming van het stelsel op
20° ten gevolge, dat de gel water verliest; en een blokje
gel, dat eerst bij 20° heeft gezwollen, gaat nog veel
sneller water opnemen, als de temperatuur tot 10° wordt
verminderd.

Dit eigenaardig gedrag wordt volkomen regelmatig
gevonden; maar ovon regelmatig ziet men, dat na
eenige uren de zwellingssnelheid verandert. Daar, waar
zij bij verwarming eerst vorminderd was, gaat zij toe-
nemen tot zij even groot is, als men gewoonlijk bij
20° vindt en waar zij door afkoeling was toegenomen,
wordt zij woldra zoo klein, dat zij nog juist waar-
neembaar is. Ik kan dus hier reeds er op wijzen, dat
door do onregelmatigheden, die kort na de vorwarming
van een zwellend stelsel optreden niets wordt afgedaan
aan den algemeenen regel, dat de zwelling bij hooge
temperatuur sneller plaats heeft dan bij lage. Do eenige
gevolgtrekking, waartoo hier aanleiding bestaat, is dat
zich in een gel in onmiddellijke aansluiting aan een

9

-ocr page 144-

verwarming en een afkoeling eigenaardige veranderingen
afspelen, die een wijziging brengen in de hoeveelheid
water, die de gel bevatten kan. Tevens kan mon vast-
stellen, dat het waterverlies bij verwarming moet be-
rusten op een bijzonderen toestand, die door de zwelling
is ontstaan. Want een gel, die langen tijd bij 10° bewaard
is, maar niet daarbij gezwollen heeft, neemt nooit in
gewicht af, als zij in water van 20° gebracht wordt,
maar begint van het eerste oogenblik af de zwellen.

Wanneer men een gel achtereenvolgens een dag bij
20°, dan een dag bij 10°, dan weer een dag bij 20n
enz. laat zwellen, ziet men zich de beschreven vor-
anderingen telkens herhalen. In figuur 32 is oon zeer
gecompliceerde kromme geteekend, die aangeeft, welke

-ocr page 145-

veranderingen een 50 % gel bij een dergelijke behande-
ling ondergaat; met gels van andere concentratie (20 %)
worden analoge figuren verkregen. De tweede lijn geelt
de zwelling weer van een volkomen gelijk reepje, dat
voortdurend bij 20° werd gehouden. Daar door de afkoe-
ling van het stelsel de zwelling versneld wordt, treft men
op den tweeden dag een periode aan, waarin de bij 20°
zwellende gel bij de afgekoelde achterblijft. Latei-
wordt haar watergehalte wel weer grooter, maar men
kan toch in het algemeen wel zeggen, dat do gemid-
delde snelheid, waarmee het water indringt, niet veel
verminderd wordt, wanneer het stelsel om don anderen
dag op een lagere temperatuur gebracht wordt.

Het bleek al spoedig, dat zooals telkens bij de golatino
aan den dag komt, de voorgeschiedenis op het optreden
van dozo eigenaardige zwellingsverschijnselen een
grooten invloed heeft. Ik heb daarom getracht dien
invloed nader te leeren kennen, en wil in de volgendo
§§ trachten ze te analyseeren.

§ 34.

Invloed van de voorgeschiedenis op het optreden van
waterverliea bij verwarming.

Do verwarming van een gel, die bij 10° gezwollen
hooft, heeft niet altijd tot gevolg, dat zij zoo veel water
verliest, als in de voorafgaande § werd beschreven.
Wanneer men do temperatuur van een gel, die na gela-
tineering eon dag in water van 10° heeft gelegen, tot
20° verhoogt, is er geen sprake van: integendeel zij
begint van dat oogenblik af veel sneller in gewicht toe
te nemen (figuur 33). Toch schijnt de neiging om water
uit to persen niet geheel te ontbreken. Wanneer men
deze zwellingsisothermo n.1. nauwkeurig beziet, zal
men opmerken, dat haar stijlste gedeelte niet onmid-

-ocr page 146-

dellij k na de verwarming, maar ongeveer twee uur
later gevonden wordt, d.w.z. er bestaat een s-vormige

Fig. 33. Fig. 34.

Fig. 33. Invloed van den duur der zwolling by 10° op
hot resultaat, dat verwarming op 20° tengovolgo
heeft. 20% gel.
Zwelling by 10»
I. 1 dag. .
\\ II. 1 week. I

III. 2 weken, j

IV. 3 weken. |

Fig. 34. Invloed van do temperatuur, waarby oen
gel voor do zwolling by 10° bewaard is, op hot resul-
taat, dat verwarming op 20° tengevolgo hoeft. 20% gel.

Yoor do zwelling

Na gelatineering
1 dag bewaard

by 10».

Zwolling by 20°

2 dagen.

Voor do Zwelling Zwelling by 10° Zwelling by 20°
Na gelati-l I. 1 dag by 10«.
neering | II. 1 dag by 20°. I

1 dag.

2 dagen.

kromming. Blijkbaar is hier wel een neiging tot uit-
persen ontstaan, maar zij is zooveel zwakker dan do
gelijktijdig optredende zwellingsversnelling, dat zij op
het resultaat der vorwarming slechts weinig invloed

-ocr page 147-

heoft. Be zwellingsversnellende invloed van de lioogere
temperatuur doet zich reeds van af het oogenblik der
verwarming gelden.

Wanneer de zwelling bij 10° een week geduurd heeft,
is de s-vorm veel sterker ontwikkeld. In het eerste
half uur na de verwarming wordt dan slechts zeer
weinig water opgenomen, en pas daarna heeft do ver-
snelling van do zwelling plaats. Wordt een gel onder-
zocht, die twee of drie weken in water van 10° is
geweest, dan worden krommen verkregen, die van de
het laatst beschrevene niet veel afwijken; alleen ziet
men, dat op do verwarming resp. een periode van
gelijkblijvend en van een weinig afnemend watergehalte
volgt. Daar het verder beloop dor zwelling bij
20° in
al doze gevallen volkomen overeenstemt, mag men hot
er voor houden, dat de versnellende invloed van de
verwarming altijd ongeveer oven groot is; do verschil-
lende vorm der curven moet daarop berusten, dat do
neiging tot uitpersen niet altijd dozolfdo is, en het blijkt,
dat deze grooter is, naarmate do zwolling langer ge-
duurd heeft.

Dergelijke proeven zijn ook verricht mot een 50 %
gol. Hierbij noemt mon dezelfde bijzondorheden waar;
hot duurt echter langer voor do uitpersende kracht
zoozeer ontwikkold is, dat zij duidelijk merkbaar wordt.
Zoo is bij eon
50 % gel» die 3 wokon bij 10° gezwollen
hooft, nog slechts eon zwakko «-vorm aangeduid.

Hetzelfde resultaat, dat verwarming hoeft bij een
gel, die na de golatineoring bij 10° bowaard is en daarna
langen tijd in water van 10° heeft gelegen, heeft zij
bij eon gol, waarbij do zwelling bij 10° slechts een dag
geduurd heeft, wanneor zij to voron
24 uur bij 20° go-
houden was. In figuur
27 is roods do zwelling bij 10° van
een dergelijke gel voorgestold ; zij gedraagt zich niot zoo
heel veel andors, als eon vorsche gol, of een die eonigen
tijd bij
10° bewaard is. Zij zwelt wat minder snel,

-ocr page 148-

dan de eerste, en wat sneller dan de laatste, maar
het verschil is niet groot. Toch moet haar toestand
daarbij een andere zijn, want nauwelijks wordt zij
verwarmd, of de zwelling houdt terstond op, en gaat
pas na y2 a 1 uur weer voort, waardoor een zwellings-
isotherme verkregen wordt (fig. 34 II), die met fig. 33 III
overeenstemt.

Terwijl in § 33 is gebleken, dat een voorafgaande
zwelling voorwaarde is voor het optreden van water-
verlies bij verwarming, blijkt hier, dat twee gels, die
op dit punt geheel overeenstemmen, zich toch ver-
schillend gedragen. Het is nu de vraag of het mogelijk
is in te zien, waarop dit kan berusten.

Wij weten, dat tusschen den toestand der gels bij
het begin der zwelling evengoed een verschil bestaat,
als aan het eind; het kan dus haast niet anders of do
zwelling zelf moot ook de gevolgen daarvan vertoonen.
De hoeveelheid water, die vóór het tijdstip dor ver-
warming binnengedrongen is, kan hier niot uitsluitend
den doorslag geven; want terwijl do uitpersing optreedt
bij de gel, die voor de zwelling bij 20° bowaard is en meer
water heeft opgenomen dan de bij 10° bewaarde,
treedt zo niet op bij do gel, die versch in water gebracht
werd en die nog meer water heeft opgenomen. Er is
echter een verschil op te merken in den algemeenen
vorm der zwollingsisothermen. Do\' vooraf bij 20° be-
waarde gel zwelt gedurende de eerste uren ongeveer
tweemaal zoo snol als de bij 10° bewaarde; maar dat
verandert al spoedig; haar zwellingssnelheid neemt veel
sterker af, en na verloop van 24 uur is de eerste periodo
reeds ten einde. Bij de vooraf bij 10° bewaarde gel
duurt zij daarentegen als gewoonlijk twee dagen. Hot
beloop der zwelling bij deze beide gels, die alleen van
elkaar afwijken ten opzichte van de voorgeschiedenis,
die aan de zwelling bij 10° voorafging, kenmerkt zich
door de verschillende mate, waarin na afloop van den

-ocr page 149-

eersten dag het indringen van water geremd wordt.
Die gel, waarin deze remming het sterkst optreedt, ver-
toont ook het sterkst de eigenschap om bij verwarming
water te verliezen.
In § 43 zal een poging worden gedaan
deze waarnemingen te verklaren.

§ 35.

Invloed van de voorgeschiedenis op het optreden van
ivaterverlies bij verwarming. (Vervolg.)

De uitporsende invloed van do verwarming is altijd
veel grooter dan de zwellingsversnellonde, wanneer aan
do zwelling bij 10° een zwelling bij 20° is voorafgegaan.
Reeds een verblijf van enkele uren in water van 10°
is dan voldoende om to bewerken dat door verwarming
do gewichtsvermeerdering terstond ophoudt en dat
waterverlies er voor in de plaats treedt. Eenvoudige
afkoeling van de bij 20° gezwollen gel is niet in staat
hot verschijnsel te doen optreden (Zio § 32); bij do lago
temperatuur moet werkelijk water opgenomen zijn.

Figuur 35 stelt een reeks proeven voor, dio verricht
worden met een 20 % g°l 0111 te gaan welken in-
vloed bij dezo voorgeschiedenis de duur dor zwolling
bij 10" op het resultaat der verwarming heeft. Een
aantal onderling overeenstemmende blokjes gol werd
eerst gedurende 24 uur in water van 20° gebracht en
daarna word de temperatuur van het stelsel verlaagd.
Wanneer men deze reeds na één uur woor op 20"
brengt, treedt een duidelijk gewichtsverlies op, maar oen
half uur later gaat hot watorgohalte weer toenemen, zoo-
dat het na 2 uur weer oven groot is als op het oogenblik
dor verwarming. Hoe langer de gol bij 10° is gehouden,
des te sterker gewichtsvermindering volgt op do ver-
warming; de voortgang dor zwolling wordt in dozelfdo
mate vertraagd, zoodat hot ten slotto 12 uur duurt,

-ocr page 150-

voor de gel weer evenveel water bevat, als toen zij
van 10° op 20° gebracht werd.

In § 34 is er op gewezen, dat bij een 50 % gel bij
de daar gevolgde behandeling niet zoo spoedig een
neiging tot uitpersing ontstaat als bij een 20 % gel- Wan-
neer men een 50% gel op dezelfde wijze behandelt, als
hier werd beschreven, komt hetzelfde aan den dag; een

zwelling van twee uur bij 10° is slechts in staat eon
kortdürenden stilstand in het indringen van water to
bewerken, na een zesurige blijft die stilstand langer
aanhouden en na een 24 urige is een kortdurende
periode van uitpersing op te merken.

-ocr page 151-

In figuur 35 blijkt nog, dat de zwelling, als zij weer
voortgaat, altijd even snel verloopt en wel ongeveer
op dezelfde wijze als het geval zou zijn, wanneer zij
niet door de afkoeling op 10° onderbroken was. Men
kan dus wel aannemen, dat zij zich dan in een toe-
stand bevindt, die met dien van een continu bij 20°
zwellende gel identiek is. De tijd, die vanaf het oogenblik
der verwarming moet verloopen om weer in dien toe-
stand te. komen, is des te grooter, naarmate de invloed
van de lage temperatuur zich over een langore periode
heeft uitgestrekt. Wanneer de gel een uur bij 10° is
geweest, is ook een uur na do verwarming do toestand
bij 20° weer normaal geworden; bij een verblijf van
tweo uur bij 10°, duurt hot bij 20° ook ca. twee uur,
on bij een verblijf van zes uur bij 10° is or ook een van
ca. zes uur bij 20° voor noodig. Na zes uur bij 10°
te zijn geweest, hooft do gel in dozo reeks een pliase
van constante zwellingssnelheid bereikt. Daarmee komt
overeen, dat het resultaat van een verwarming na
12, 24 en 48 uur telkens hetzelfde is, en dat dan na
ca. zes uur do invloed van do afkoeling op het beloop
dor zwelling verdwenen is.

Do in deze en do voorafgaande § medegedeelde prooven
geven aan, op welke wijze hot uitpersen afhangt van
do behandeling, dio de gol hoeft ondergaan. Als hot
meer of minder sterk optreedt, wijst dat er op, dat
in haar toestand een bepaaldo vorandering ook in
meerdere of mindoro mate is tot stand gekomon. Deze
verandering verloopt echter onafhankelijk van diogono,
welke in § 2G besproken is en waarmee toon hot altijd
maar voortgaan van do zwelling in verband gebracht
word.

-ocr page 152-

§ 36.

Afscheiding van vloeibaar water door gezioollen gels
bij verwarming.

De afscheiding van water bij verwarming van een
gezwollen gel komt ook tot stand, wanneer zij zich
niet in water bevindt. D3
oppervlakte bedekt zich dan
weldra met een aantal zeer fijne drupjes, die hoe langer
hoe grooter worden, en ten slotte onderling samenvloeien.
Wanneer men ze met fdtreerpapier verwijdert, blijkt de
oppervlakte van de gel volkomen glad te zijn; ook is er
niets, dat op een inhomogeniteit in het inwendige van de
gel wijst.

De drupjes water komen onder dezelfde omstandig-
heden uit do gel te voorschijn, waarin een gel, dio
zich in vloeistof bevindt, een neiging tot uitpersing
heeft. Zoo vindt men het verschijnsel in geringe mate,
wanneer men een 20 % gel? die een of meer dagen
bij 10° gezwollen heeft, op 20° verwarmt; veel sterker
is het, wanneer aan do zwelling bij 10° een 24 urige
. zwelling bij 20° voorafging. Na eenige uren houdt het
uitpersen op; wanneer men de druppeltjes dan niet van
de oppervlakte wegneemt, verdwijnen zij spontaan,
doordat zij weer in do gol worden opgenomen.

Worden do golblokjes na een uur weer in water
gebracht, dan is de toestand der gelatine nog niet zoo
veranderd, dat de neiging tot uitpersen verdwenen is.
Figuur 36 geoft eon overzicht van do resultaten, dio
vorkregen werden met een reeks 20 % gels, dio eerst
een dag bij 20°, toen een dag bij 10° zwollen, daarna
uit het water genomen en op 20° verwarmd werden,
waarna resp. na 1-24 uur do zwolling bij 20° werd
voortgezet. De druppols, die aan de oppervlakte afge-
scheiden waren, werden verwijderd, zoodat de gels des
te meer in gewicht afnamen, naarmate zij langer buiten
water bleven. Heeft het verblijf buiten water slechts

-ocr page 153-

een uur geduurd, dan gaat het uitpersen nog voort,
nadat de gel weer in water gebracht is; duurt het twee
uur, dan blijft het gewicht eenigen tijd hetzelfde; na

IS

Fig. 3G.

Afscheiding van druppols water on verandering
van het zwellingsvermogen bij gols, die na zwolling
bij 10° buiten water op 20" verwarmd worden.

Zwolling bi] Zwolling bij Buiten water by Zwelling by

20°

20°

10«

zes uur begint het water langzaam, en na een dag onmid-
dellijk snel in te dringen. Het resultaat is, dat alle
gels ten slotte in denzelfdon toestand komen: zij be-
vatten evenveel water en do verdere zwelling gaat bij
alle even snel. De oorzaak voor die ovoreenstemming
tusschen de eindtoestanden is dat zij alle even lang
bij do verschillende temperaturen gohoudon zijn. Voor
de veranderingen in don toestand dor golatino is het
dus botrokkelijk onverschillig of de gel na die gecom-
pliceerde voorgeschiedenis in, dan wel buiten water

20°

-ocr page 154-

bewaard wordt; het is in hoofdzaak de voorgeschie-
denis, die den aard en den omvang van die verande-
ringen bepaalt.

Bewaart men een gel, die op dezelfde wijze behandeld
is, die dus achtereenvolgons een dag bij 20° en een
dag bij 10° heeft gezwollen, daarna buiten water bij
10°, dan treedt er bijna geen verandering in op.
Van
een uitpersen van water in drupvorm merkt men niets,
en ook het gewicht van de gel blijft vrij constant. In
alle gevallen, ook als het verblijf bij 10° twee dagen
geduurd heeft, heeft verwarming watervorlies ten
gevolge; de verschillende gels van een dorgelijko serie
komen nooit zoover, dat zij op hetzelfde oogenblik een
gelijke samenstelling hebben (fig. 37).

-ocr page 155-

141
§ 87.

Voorwaarden voor het optreden van een sneller ver-
hopende zwelling bij 100 dan bij 20°.

Tegenover de zwellingsvertraging, die de verwarming
van een zwellende gel meebrengt, kan men de ver-
snelling stellen, die optreedt, wanneer de temperatuur
verlaagd wordt. Ook daarbij heeft men met een sum-
matie van verschillende invloeden te doen. Behalve
de verandering der gelatine, die als oorzaak voor den
voortgang der zwelling bij constante temperatuur is
beschouwd, moot men hier nog een anderen invloed
aannemen, dio samenhangt met hot feit, dat te voren
de zwelling bij een hoogere temperatuur plaats gehad
heeft. Hot is niot gemakkelijk uit te maken in hoever
het indringen van water op den eenon en in hoever
op den anderen invloed berust; want beide werken in
gelijken zin en men beschikt niet ovor oen kriterium
om ze to ondorschoidon.

Korten tijd reeds nadat eon gel, die to voren bij 20°
gezwollon heoft in water van 10° gebracht is, wordt
oon sterke vertraging in do zwolling waargonomon,
zoodat na een dag hot water woor oven langzaam
indringt, als men dat bij 10° altijd in do tweede zwollings-
periode ziet. De invloed van do voorafgegano zwelling
bij 20° is na hoogstens 24 uur verdwenen, eon periodo,
dio eon weinig langor is dan die, waarin bij 20° do
invloed van een zwolling bij 10" blijft bestaan.

Do grooto snelheid, waarmeo do gel bij 10" water
opnoemt, berust voor een godeelte op oen verandering,
die do hoogere temperatuur in haar tot stand bracht,
en voor oen ander dool op oon eigenschap, die zij ver-
kreeg, omdat zij bij die hooge temperatuur ook gozwollon
heeft. In figuur 31 is goblokon, dat do verwarming op
20° buiten water van eon bij 10° gezwollen gel ten
govolge heeft, dat na hot voortzotten dor zwelling bij

-ocr page 156-

10° het water veel sneller kan indringen. Vergelijkt
men de daarbij verkregen krommen, met die, welke
men bij een gelijke gel verkrijgt, als na het verblijf

bij 20° buiten water de zwelling ook bij 20° wordt
voortgezet, dan ziet men regelmatig dat bij de hoogere
temperatuur van het eerste oogenblik af het meesto

-ocr page 157-

water opgenomen wordt. Het wordt echter anders,
wanneer de gel bij 20° niet buiten water wordt bewaard,
maar in de gelegenheid blijft water op te nemen.
Laat men dan na een uur het stelsel afkoelen, dan
dringt het water sneller in, dan wanneer de temperatuur
dezelfde gebleven was. (figuur 38). Door een langeren
duur van de zwelling bij 20°, neemt het verschil toe.

§ 38.

Omkeer van de verhouding tusschen de zwellingssnelheden
bij 200 en 100 door een verblijf buiten water.

In § 31 is gebleken, dat een gel, die bij 20° gezwollen
hoeft, een verandering ondergaat, wanneer zij bij
dezolfde temperatuur buiten water bewaard wordt, en
dat daardoor de verdere zwolling bij 20° vergemakke-
lijkt wordt. Hiermeo gaat samen, dat ook bij 10° hoe
langor hoe beter water opgenomen kan worden. Wan-
noor de zwolling bij 10° zonder ondorbroking bij die
op 20° aansluit, vindt men, zooals in do voorafgaando
8 beschreven werd, dat hot wator snellor indringt, dan
wanneer zij bij 20° voortgezet was. Dozo verhouding
verandert echter, wanneer do gezwollon gel eerst eonigon
tijd buiten water bij 20° bowaard wordt.

Om dit na to gaan diende een reoks gels, volkomon
gelijk aan dio, wolko gebruikt werden voor do proeven,
naar aanleiding waarvan figuur 28 is samengostold.
Na tweo dagen bij 20° gezwollen to hebben werden zij
bij dezelfdo temperatuur buiten wator gobracht en na
resp. 2-48 uur werd de zwelling bij 10° voortgezet.
(Zio figuur 39). Hot is duidelijk, dat ook hier snellor
water indringt, wanneer de gol buiten water is gowoest.

Om do krommen, dio hierbij verkregen worden met
die van figuur 28 te kunnen vorgelijkon, zijn de over-
eenkomstige gedeelten in figuur 40 vereenigd. Daaruit

-ocr page 158-

blijkt, dat de gel alleen kort na de onderbreking in
een dergelijken toestand verkeert dat de zwelling bij
10° die bij 20° overtreft. Langzamerhand verandert die

verhouding; wanneer do gel één dag buiten water is
geweest, is er tusschen hot boloop bij beide tempera-
turen bijna geen verschil meer, en na twee dagen heeft
de zwelling bij 20° weer snolier plaats dan bij 10°,
zoodat de normaio verhouding hersteld is.

Als resultaat van deze proeven komt men tot de
voorstelling, dat in een gel, die na een zwelling uit
liet water genomen en bij dezelfde temperatuur be-
waard wordt, tweeërlei veranderingen optreden: in de
eerste plaats een, die het indringen van icater, onver-
schillig bij welke temperatuur, gemakkelijker maakt,

-ocr page 159-

en ten ticeede een, die tengevolge lieeft, dat een verande-
ring tot stand komt in een bijzondere betrekking tnsschen
de deeltjes, die door de zicelling is ontstaan.

Men kan een indruk krijgen over de betrekking, die
bestaat tusschen den toestand van een gel, die een
bepaalde concentratie door zwelling heeft verkregen,
en een, die door afkoeling van een gelijk geconcen-

"" t__ \' J O 1 I

Vorgol ijking van do suelboid dor zwolling b\\j 20° on
bij 10°, in gels dio na 2 dagen zwellen bij 20° buiten
water bewaard worden. (Ontleend aan de lig. 28 on 39.)

Duur van bot verblijf buiten water.
I. 2 uur.
II. G uur.

III. I dag.

IV. 2 dagon.

V. 4 dagon.

treerdo sol is ontstaan, door de zwellingscurven te
vergelijken, dio men van beido gels kan krijgen.
Wanneer men uit figuur 1(J bij benadering het bo-

10

-ocr page 160-

loop vaststelt van de zwelling bij een 6 % gel? die een
dag na de gelatineering wordt onderzocht, en daarnaast
beschouwt de waarde, die in deze § werd verkregen voor
een gel 2 dagen nadat zij door een zwelling die concen-
tratie bereikt had, blijkt de eerste nog ongeveer viermaal
grooter te zijn. Zoolang een verschil tusschen beide
bestaat, moet ten minste een van hen, waarschijnlijk
wel beide, zich niet in een blijvenden toestand bevinden.

SAMENVATTING.

1. Wanneer een sol, die eenigen tijd bij constante
temperatuur gestaan heeft, bij diezelfde temperatuur
verdund wordt, ondergaat do inwendige samenstelling
der gelatine een verandering; het gevolg daarvan is,
dat de viscositeit na do verdunning van dag tot dag
vermindert.

2. Do eindtoestand, waartoo do zwolling voort, is
de sol; bij hoogo temperatuur wordt die eindtoestand
snel bereikt, bij lago langzamer. Bij 10° en daar be-
neden, verloopt de zwolling zoo traag, dat het schijnt,
dat zij na korten tijd tot stilstand komt.

3. Het zwellingsvermogen van een gel hangt in de
oorsto plaats van don inwondigen toestand af en slechts
indirect van do hoeveolheid water, die zij bovat.

4. Men kan bij de zwolling onderscheid maken tus-
schen twee perioden: de eerste is als een nadering tot
een zwellingsmaximum te beschouwen, de tweede vormt
een reeks opeenvolgende zwollingsmaxima, die door
de opeonvolgende toestanden der gelatine gegovon is.

5. In een dun gelblokje verandert do inwendigo
toestand in do eerste periode meer dan in een, dat niot

-ocr page 161-

zoo dun is; dit hangt samen met het sneller indringen
van het water, waardoor de gelatinedeeltjes in den-
zelfden tijd met meer water in aanraking komen.

6. Wanneer een gel na de gelatineering buiten
water bewaard wordt, neemt haar zwellingsvermogen
af; de sterkste vermindering treedt op, wanneer de
temperatuur, waarbij zij bewaard wordt, dezelfde is, als
waarbij men ook het zwellingsvermogen onderzoekt.

7. Een gel, die zich bij 10° in zwollingsevenwicht
bevindt, scheidt vloeibaar water af, wanneer zij op 20°
verwarmd wordt. Een gel, die bij 20° in zwolling?even-
wicht verkeert, kan na afkoeling sneller water opnemen,
dan te voren.

8. Do mato, waarin oen gezwollen gol bij verwar-
ming water afscheidt, staat volgens vasto regols met
do voorgeschiedonis in verband.

9. In oen gol, dio na eon periode van zwelling
buiten wator gehouden wordt, neomt hot zwollings-
vermogen too.

10. Een gel, wier voorgeschiedenis zoodanig ge-
kozen werd, dat zij zich in een toestand bovindt,
waarin zij bij 10° sneller wator kan opnomon dan bij
20", ondergaat, als zij buiten wator bovvaard wordt,
oen verandering, waardoor dio verhouding omkoort.

-ocr page 162-

B. Theoretisch Gedeelte.

HOOFDSTUK VI.
Toestandsveranderingen in de gel tijdens de zwelling.

§ 39. Inleiding.

Wanneer men do ondorzoekingen, die in de vooraf-
gaande §§ zijn medegedeeld, overziet, moet men wol
den indruk krijgen, dat do zwelling der gelatine een
zeer gecompliceerd proces is. Een zelfde verandering
• van de uitwendige omstandigheden, waaronder do gol
zich bevindt, brengt nu eens dozo, dan weer een andore
wijziging in haar reacties toweeg. Het is moeilijk in
dit verwarde complex den weg to vindon, on in to
zien, welke beteekenis in ieder geval aan do voor-
geschiedenis toekomt.

Een ding is duidelijk geblekon : men heeft het vol-
komen in ztfn macht, een gel in een bepaalden toestand
te brengen, door haar een bepaaldo behandeling te
laten ondergaan. Er zijn geen factoren werkzaam, dio
men bij do keuze van de voorgeschiedenis niet volkomon
regelen kan. Wanneer het bekend is, bij welke tempo-
raturen een oplossing achtereenvolgens is goweest en
hoelang zij telkens daarbij is gehouden, en wanneer
men bovendien weot, of zij in dan wel buiten water
bewaard is, dan kan men slechts mot een gel van

-ocr page 163-

bepaalde eigenschappen te maken hebben. Men zou
die eigenschappen te voren nauwkeurig kunnen vast-
stellen, wanneer men over een volledige zwellingstheorie
beschikte.

De meegedeelde onderzoekingen kunnen niet in hot
minst op volledigheid aanspraak maken. In de eerste
plaats is slechts bij een tweetal temperaturen gewerkt;
wol is het gobleken, dat bij andere qualitatiof dezelfde
uitkomsten verkregen worden, maar over do wijze,
waarop verschillende invloeden elkaar bij verschillende
temporaturen summeeren, is weinig vastgesteld. Ook
als men zich tot twee temperaturen bepaalt, kan de
voorgeschiedenis tot in het oneindige gevarieerd worden
on men wordt dus wel gedwongen uit allo mogelijke
variaties een keuzo to doon. De voorgeschiedenis is
steeds zoo eenvoudig mogolijk gekozen om de vor-
schillendo invloedon, zoo goed als het ging, te isoloeren.
Dit neemt niot weg, dat bij latere onderzoekingen nog
weer eigenaardigheden aan het licht kunnen komen,
die men aan de hand van het hier meegedeelde niet
kan vermoeden. Er kan dus geen sprake van zijn, dat
de opgedano ervaring in staat zou stellen de zwelling
dor gelatine geheel te overzien; hot dool van dit hoofd-
stuk is dan ook slechts na te gaan of do beschreven
voranderingen zich onder eenige algoinoeno rogels laten
rangschikken en to overwegen of men daarvoor ook
een physisch-chomische basis kan aannemen.

Vooraf mooten wij echtor nagaan in lioevor de
voorstellingen, die men tegonwoordig over zwelling
hoeft, toereikend zijn om hot mechanisme der ver-
schijnselen duidelijk to maken.

-ocr page 164-

§ 40.

Overzicht der bestaande zwellingstheorieën.

In zijn klassieke onderzoekingen maakt H ofmeisterx)
zich van de zwelling nog geen scherpe voorstelling.
Hij wijst er op, dat in het algemeen als zwelling drie
soorten van processen aangeduid worden, die men niet
met elkaar verwarren mag. Bij de gelatine treft men een
molekulaire zwelling aan, dio streng wordt gescheiden
van de capillaire imbibitie, die in een poreuze massa
met een stelsel met naar buiten open holle ruimten
plaats heeft en van de osmotische imbibitie, die in een
poreuze massa met afgesloten holle ruimten optreedt.
Terwijl hij de beide laatste resp. op de oppervlakte-
spanning en de osmose terugvoort, neemt hij aan, dat
de molekulaire imbibitie een absorbtieverschijnsel is.
Een nadere uiteenzetting, over de wijze, waarop hij
zich denkt, dat deze tot stand komt, heefl hij niet
gegoven.

Bij Pauli2) vindt men een voorstolling, dio aan den
\' eenen kant aan die van Hofmeister horinnort, maar
toch ook daarvan in eenige punten afwijkt. Een gel
is voor hem een volkomen homogene massa; hij meent,
dat hot water op twee wijzen daarin gebonden kan
zijn, zoodat men moet onderscheiden tusschen een losso
en een vaste binding. Hij steunt daarbij op zijn proovon
over de snelheid, waarmee een gel in droge lucht
water verliest on waarin bleok, dat do grooto massa
gemakkelijk ontwijkt, doch dat de laatste sporon bij
kamertemperatuur in hot geheel niet en bij hoogero
temperatuur slechts mot moeite afgegeven worden.
Het losgebonden gedeelte moot dan het eigenlijke
zwellingswater zijn. Welko krachten bij de verschillende

\') Hofmeister, Arcb. f. oxp. Path. u. Pharm. 27,395, (1890).
\') W. Pauli, Ergebnisse d. Physiol. III, i, 155, (1904).

-ocr page 165-

bindingswijzen werkzaam zijn, wordt niet duidelijk;
de aanwezigheid van hydraten verwerpt hij, daar men
dan plotselinge veranderingen in de verdampingssnel-
heid zou moeten aantreffen en hij juist een gelijkmatige
vermindering vond. Hij wijst er echter op, dat de snel-
heid, waarmee zwelling en oplossing verloopen door
dezelfde formule voorgesteld kan worden, wat er op
zou kunnen wijzen, dat bij beide dezelfde krachten
werkzaam zijn.

In deze beschouwingen kan men niet een uitgangs-
punt vinden voor de verklaring der vorschijnsolen, die
ons op hot oogenblik interesseeron. Het wordt niot
duidelijk, dat de voorgeschiedenis zoo\'n grooten invloed
op den toestand dor gelatinegel heeft, en met name
weet men niot, welke botoekonis aan de temperatuur
toegekend moet worden. Een hoogst belangrijk punt
in Pauli\'s gedachtongang is, dat hij de sol zoowel
als do gol als eon homogonen toestand beschouwt; hij
meont, dat mon op grond van wat men tegenwoordig
ovor dezo toestandon weet geen recht heoft, zo te
beschouwen als een mikroheterogeen stolsel in don zin
van de moderne kolloidchemio, zoodat mon do eigen-
schappen die bij een dorgelijk stelsel govonden zijn
niet a priori op de gelatine mag overdragon.

Zoodra mon zich meer in bijzondorhodon ging voor-
stellen, waarop do eigenaardigheden der gelatine kunnen
boruston, is mon van do door Hofmeistor on Pan li
aangonomon voorstelling afgowoken. Mon dacht zich
do gel niet moor als homogeno massa, maar nam een
discontinuiteit aan, die tot destructuurhypothoso voerdo.
(Zie hoofdst. IV) Hardy1) stolde zich voor, dat in oen
gol een complex van vasto wanden van mikroskopische
afmotingen voorhanden is, dio uit golatine met een
weinig water gemengd bestaan, en dat do ruimten,

\') Hardy, Zs. Physik. Ch. 33, (1900).

-ocr page 166-

die tusschen de wanden openblijven gevuld zijn met
water, dat een weinig gelatine in oplossing bevat.
Deze voorstelling herinnert tot op zekere hoogte aan
de voorstelling van de losse en vaste waterbinding
van Pauli. Dat Hardy\'s uitpersproeven het bewijs
leveren, dat een scheiding van beide phasen mogelijk
is, is vaak bestreden.:)

Freundlich2) is van dezelfde voorstelling uit-
gegaan, toen hij het verschil tusschen zwelling in water-
damp en in vloeibaar water wilde verklaren. Zijn
gedachtengang is in het kort de volgende. Het binnen-
dringen van water in het kanalenstelsel is aan opper-
vlakte spanning toe te schrijven; in de wanden is het
in opgelosten toestand of als chemische binding aan-
wezig. Het geheele zwellingsproces wordt beheerscht
door den toestand der wanden. In volkome droge gelatino
is zeker geen kanalenstelsel aanwezig; de wanden
zijn uiterst hard en liggen vlak tegen elkaar. Door
capillaire krachten kan water hier niet indringen; dit
wordt pas mogelijk, wanneer de wanden een verande-
•ring hebben ondergaan, dio ze rekbaarder maakt. Het
begin van de zwelling moot derhalve gezocht worden
in een verandering der wanden; trouwens, of zwelling
in een of andere vloeistof mogelijk is, wordt uitsluitend
door het al of niet tot stand komen van die verandering
bepaald. Hoeveel water in het kanaalstelsel opgenomen
kan worden, hangt van den toestand dor wanden af; hoo
rijker aan water dezo zelf zijn, en hoo hooger do tem-
peratuur, des te meer zal kunnen binnendringen. Hierbij
zullen elastische krachten in do gel ontstaan, en een
zwellingsmaxiinum zal bereikt zijn, wanneer dezo krach-
ten^ in evenwicht zijn met dio, welke het volume
trachten te vergroolen.

\') Biichnor en Wol ff, Zittingsversl. Kon. Ak. v. Wet.,
Amsterdam, 21, 988, (1912/3).

5t Freundlich, Kapillarchemie, Leipzig (1909).

-ocr page 167-

Het past geheel in dezen gedachtengang, wanneer
men aanneemt, dat de verandering, die het zwellings-
maximum in de tweede zwellingsperiode ondergaat,
berust op een vermeerdering van het watergehalte
der wanden. Hot feit, dat dit mogelijk is, levert echter
eenige bezwaren op, wanneer men met Freundlich
de oorzaak nagaat van het verschillend gedrag van
gels in vloeibaar water en in waterdamp. In een gel,
die zich buiten water bevindt, is de druk, waaronder
het water in het kanalenstelsel staat, zoo hoog, dat
do dampspanning die van zuiver water overtreft,
waardoor de gel in verzadigden damp water verliest.
Het wordt door F r e u n d 1 i c h\'s uiteenzetting niet
duidelijk, waarom die druk niet leidt tot don overgang
van water uit de kanalen naar den wand, waardoor
de spanning zou afnemen, terwijl de wanden bij zwolling
in water toch wel in staat blijken meer water op te
nomen. Wanneer men bedenkt, hooveol water ondor
dio omstandighodon door vordamping uit do gel ver-
dwijnt zal liet duidelijk zijn, dat dit niét alleen uit
de kanaalruimten kan komen; ook do wandon moeten
water verloren hebben. Hionnoe bevindt men zich voor
do vraag: waarom staat do homogene phaso, waaruit
do wand bestaat, in verzadigden damp water af, terwijl
zij vloeibaar water nog kan opnemen ? De structuur-
hypotheso brengt ons ten slotte woer voor hetzelfde
probleem, dat mot haar hulp opgelost moet wordon.
Men ziet zich gedwongen do oigenaurdighodon der gel,
dio men met haar verklaron wilde, onveranderd aan
oen van de beide pliasen, in dit geval aan den wand
toe te schrijven, zoodat de moeilijkheden slechts ver-
schoven en niet uit don wog geruimd worden.1)

\') Zio v. Schroeder, Zs. f. Physik.Cli.45,112,590,(1903).

Wol ff en Büchner, Zittingsvorsl. Kon. Ak. v. Wet.,
Amsterdam,
21, 988, (1912/13).

\') Vergelijk hierover ook S 45.

-ocr page 168-

Ook Wo. Ostwald1) neemt in de gelatinegel
een mikrostructuur aan en denkt zich, dat voor het
tot stilstand komen der zwelling de rekking der wanden
van groote beteekenis is. Wanneer men op die rekking
zoozeer den nadruk legt, ligt het voor de hand een
poging te doen het eigenaardig gedrag van gezwollen
gels bij verandering van de temperatuur daarmee
in verband te brengen. Het is n.1. een bekend ver-
schijnsel, dat een gerekte gel bij verwarming korter
en bij afkoeling langer wordt; d. w. z. dat in aansluiting
aan een temperatuurverhooging de inwendige spanning
toeneemt en bij daling vermindert. Bj erken3) heeft
aangegeven, dat dit verschijnsel optreedt, als do rekking
minstens 10 % bedraagt: ik zelf heb het ook wel
waargenomen bij een gel, die alleen door het eigen
gewicht was gerekt. Wanneer zich bij de zwolling in
de wanden een voldoende spanning ontwikkeld heeft,
zal een verwarming deze verhoogen, zoodat water uit
het kanalenstelsel uitgeperst wordt; omgekeerd brengt
een afkooling eon vermindering van do spanning moe,
zoodat een versneld indringen van water volgt. Zijn
de wanden slechts weinig gerekt dan blijvon dezo ver-
anderingen uit.

In dezen gedachtengang komt hot er op aan in ieder
bijzonder geval na to gaan, ot door do voorbehandeling
de spanning in de structuur boven een zekere grens
gestegen kan zijn. Dikwijls heeft men wel reden dat
aan te nemen, en ziet men, dat de neiging om bij
verwarming water af te scheiden des to sterker aan
den dag komt, naarmate meer water opgenoinon is.
Practisch kan men de beschouwingen over verande-
ringen. in de gelatine, die in do volgende § § gogeven
worden, mot een kleine wijziging ook gebruiken om

-ocr page 169-

te bewijzen, dat in de structuur hetzij een groote,
hetzij een kleine spanning bestaat. Niettemin kan ik
dit toch niet als een sterken steun voor de structuur-
hypothese beschouwen. Men brengt van twee feiten,
die beide verschillen van wat men meent te mogen
verwachten, wel is waar het eene op het andere terug,
maar dat eeno blijft daarbij oven vreemd, als het te
voren was. Ja, men was geneigd de verkorting van
de gerekte gel bij verwarming in verband te brengen
met het bestaan van een structuur, en nu blijkt, dat
deze eigenschap oveneons toekomt aan een der beide
phasen, n.1. die, wolke do wanden samenstelt, en die
men als homogeen meende to kunnen beschouwen.
Er blijft dus niets anders over, dan naar een dis-
continuïteit in die homogene phase te zoeken on
daarmee do oorzaak van alle eigenaardigheden naar
het gobied van do moleculaire of micellaire disconti-
nuïteit te verplaatsen. I-lierdoor vervalt hot voordeel
van do hypothese, dat een structuur bestaat.

Men moet er dus ten slotto too komen aan te nomen,
dat do gel overal dezelfde samenstelling heeft. Do
gelatinedeeltjos zijn regelmatig tusschon het water
verspreid, op dezelfde wijzo, als men zich dat steods
voor don soltoestand gedacht hooft. Het verschil
tusschen boide toestanden hangt alleen af van do
eigenschappon, die do golatinedeoltjes hebben. Van
dit standpunt laat hot zich volkomen begrijpen, dat
de conclusie van hoofdstuk IV was, dat do verschil-
len van sol en gel slechts van quantitatieven aard
kunnen zijn.

-ocr page 170-

§ 41.

Verandering van den inwendigen toestand der gel
tijdens de zwelling.

De overwegingen van hoofdstuk IV hebben het
waarschijnlijk gemaakt, dat de toestand van een gela-
tineoplossing door een tweetal processen een verande-
ring, ondergaan kan; de\'gelatinepartikeltjes kunnen
zich met elkaar tot grootero complexen vereenigen en
wanneer deze wijziging in de inwendige samenstelling
plaats gehad heeft, kan zich tusschen de gevormde
groote deeltjes een vastere samenhang ontwikkelen,
dan oorspronkelijk tusschen de kleine mogelijk was.
Terwijl die samenhang in sols relatief zwak blijft, is
zij in gels van veel grooter beteekenis. Zoowel de ver-
houding tusschen groote en kleine deeltjes, als de
intensiteit, waarmee zij samenhangen, zijn bij oplos-
singen, waarin zich hot evenwicht ingesteld hooft, voor
iedere temperatuur en concentratie verschillend. In
deze § mooten wij nu nagaan, of do veranderingen
van het zwellingsvermogen ook met deze twee pro-
cessen in verband gebracht kunnen worden.

Men kan zich voorstollon, dat de hoeveelheid wator,
die een gel opnemen kan, van het aantal en de
grootte der gelatinedeeltjes afhangt. Een gel, waar-
in veel groote deeltjes voorhanden zijn, laat slechts
weinig water binnendringon, terwijl een gering aantal
het opnemen van een veel grootere hoeveelheid ver-
oorlooft. Daarbij worden do gelatinedeeltjes. uiteen-
gedrongen, hun onderlinge afstand neomt toe, en daar
zij - onderling samenhangen is dit aanleiding, dat er
spanningen tusschen hen ontstaan. Het zwellingseven-
wicht is bereikt, als deze spanningen evenwicht maken
met het streven meer water te laten binnendringon.

Wanneer een blaadje droge gelatine te zwellen

-ocr page 171-

gelegd wordt, komen de gelatinedeeltjes, die de opper-
vlakkige laag vormen, plotseling met een groote massa
water in aanraking. Dit moet hetzelfde gevolg hebben
als do verdunning van een sol: groote complexen wor-
den gesplitst en vallen tot kleine uiteen. Naarmate
het water verder in de gel doordringt, heeft de om-
zetting ook in het inwendige plaats. Deze wijziging
in de grootte der deeltjes kan niet nalaten ook op den
samenhang der gelatinedeeltjes invloed uit te oefonen.
Ook deze moet bij de zwelling voortdurend een ver-
andering ondergaan en daarbij gevolg geven aan de
neiging, steeds die vastheid to verkrijgen, dio bij de
inwendige samenstelling en de temperatuur past.

Wanneer do gelatine een andere inwendige samen-
stolling krijgt, moet tegelijkertijd ook het zwollings-
maximum een verandering ondergaan, en wol zal het
verdwijnen van groote deeltjes tengovolgo hebben, dat
meer water kan binnendringen. Do grootsto concontratio-
vorandering heeft plaats door de oersto sporen water, dio
tusschen de gelatinedeeltjes opgenomon worden, en
daarmee zal dan ook do grootste impuls tot de splitsing
gogevon zijn. Op don duur, als de gel rijk aan water
geworden is, zal het indringen van water niet meer
zoo groote concentratievoranderingen kunnen tewoeg-
brongon en de impulsen voor do verandering in de
gelatinedeeltjes worden bij iedero verdere hooveolheid
water, dio opgonomen wordt, kleiner. Zoo kan zich
langzamerhand het watorgehalto aanpassen aan do
maximale hoeveelheid, dio do gel kan bevatten, 011
wordt een toestand beroikt, die tot op zekere hoogto
den indruk maakt, een ovenwicht to zijn. Do ver-
anderingen in het stelsel zijn dan echter nog niet
afgeloopen; do oppervlakkigo laag blijft nog steeds
met eon overmaat van water in aanraking, en dit
veroorzaakt een blijvende neiging tot verdore omzet-
tingen. Daarmee is do zwolling in een tweede periode

-ocr page 172-

getreden, die zich van de eerste door een veel lang-
zamer verloop onderscheidt.

Het verschil tusschen beide zwellingsperioden ligt
niet aan den aard der veranderingen, die de gel in
hen ondergaat, maar is veeleer het volgende : de eerste
begint met een toestand, waarin minder water op-
genomen is, als de gel bevatten kan, en houdt aan
tot zich het evenwicht ingesteld heeft; de tweede vangt
met een zwellingsevenwicht aan en stelt een opeen-
volgende reeks zwellingsevenwichten voor.

Bij de in het voorafgaande hoofdstuk beschreven
zwellingsproeven kan men regelmatig de boide perioden
onderscheiden; in § 28 is uit het beloop der zwelling
bij blokjes gel van verschillende dikte afgeleid, dat do
gelatine in de eerste phase van het zwellingsproces
door de aanraking met water een verandering moet
ondergaan, en in § 26 bleek, naar aanleiding van proeven
over den invloed der temporatuur, dat ook in do tweedo
phase de toestand der gelatine voortdurend verandert.
De uitkomsten van hot experimenteoio onderzoek stom-
men dus volkomen overeen met wat op grond van
onze kennis van de processen, die zich in degelatino-
oplossing afspelen, voorondersteld moet worden. Mon
mag deze overeenstemming wel als steun beschouwen
voor de opvatting, dat bij do zwelling oen verandering
in do afmetingen der golatinedeeltjos optreedt, en dat
in verband daaimee ook do samenhang gewijzigd wordt
terwijl omgekeerd door do veranderingon, dio do gol
hierdoor ondergaat, een invloed op het beloop der
zwelling uitgeoefend wordt.

Bij de beschouwingen over viscositeit en Tyndall-
verschijnsel in hoofdstuk IV bleek, dat de omzetting
van deeltjes van verschillende grootte in elkaar bij
hooge temperatuur veel sneller verloopt, dan bij lage.
Ditzelfde vindt men bij de zwelling terug. Terwijl het
proces bij 2° en 10° zoo langzaam verloopt, dat hot

-ocr page 173-

nauwelijks merkbaar is, dat het water altijd maar
door blijft indringen, heeft het bij 20° een veel sneller
beloop, dat bij 25° en 30° nog meer toeneemt. Bij deze
laatste temperatuur zijn na verloop van 24 uur zooveel
groote deeltjes in kleine omgezet, dat hot gelkarakter
verloren gaat; en wanneer men ziet, dat bij nog hoogero
temperaturen in den tijd van enkele minuten een ge-
lijkmatige verdeeling bereikt wordt, mag men aannemen,
dat daarbij de splitsing der gelatinedeeltjes in dien
korten tijd ook volledig verloopt.

Het verschillend zwellingsvermogen, dat gels bezitten,
die door gelatineering van sols van verschillende con-
centratie gevormd zijn, hangt af van den inwendigen
toestand, die voor iedere concentratie eon andere is
(zie hoofdst. IV.)

Het kan nu ook geen mooito kosten in to zien,
waarom droge gelatine in waterdamp veel minder snel
zwelt, dan in vloeibaar water. Do concentratioverando-
ring, die zij ondergaat, als zij in damp wordt gebracht,
is gowoldig veol kicinor dan in hot andore geval. Zij
wordt pas grooter, wanneer eenmaal absorbtie door
do gel heeft plaats gehad, maar blijft toch in ieder
goval goring. Do zwelling in damp kan vorgoloken
worden met het beloop, dat do eerste poriodo van do
zwolling in water zou liobbon, wanneer do gelatine
daarbij eens niet zoo\'n aanzienlijke verandering ondor-
ging en het zwellingsmaximum niet zoo ver verschoven
werd. Wanneer zich echter bij do gegovon damp-
spanning hot evenwicht ingesteld heeft, ontbreekt de
impuls, die in vlooibaar water voor hot beloop van do
tweede periode boteekenis heoft: de verandering van
de oppervlakkige lagen treedt niet in. Die tweede poriodo
wordt dus hier niot gevonden.

Laat men een zwolling in vloeibaar water op die in
damp volgen, dan wordt daarbij de splitsing der gelatine
op dezelfde wijze ingoloid, als wanneer men met drogo

-ocr page 174-

gelatine werkt. Hetzelfde is het geval met iedere gel,
die door afkoeling van een sol ontstaan is; ook hierbij kan
men het in water brengen als een wijziging der concen-
tratie beschouwen.

§ 42.

Beteekenis van de samenstelling der gelatine en van den
samenhang tusschen de gelatinedeeltjes voor de zwelling.

In §30 zijn eenige proeven vermeld, die aanleiding
gaven om de vraag te stellen, bij welke temperatuur
een gel, die door afkoeling van een sol gevormd is,
het meest verandert. Daarbij bleek, dat het antwoord
verschillend moet luiden, naar gelang van hot kriterium,
waarnaar men die veranderingen beoordeelt. Vergelijkt
men de zwelling bij 10° van twee gels, die gedurende
een dag resp. bij 10° en bij 20° bewaard werden, dan
vindt men, dat in diegene, welke bij 10° geplaatst was,
do sterkste veranderingen opgetreden zijn. Gaat men
echter na, hoe twee dergelijke gels bij 20° zwellen, dan
komt men tot de conclusie, dat bij 20° de verandering
het meest omvangrijk is.

Men kan tusschen deze waarnemingon een verband
leggen, als men bedonkt, dat er twee verschillende
processen in de gelatine verloopon. Wanneer men een
gelatineoplossing op 10° afkoelt,\'worden meer groote
deeltjes gevormd, dan wanneer men haar bij 20° brengt.
Het feit, dat niettemin bij 2° de gelatineoring kan uit-
blijven in een sol, die een zoodanige samenstelling
heeft, dat zij bij 20° wel in een gel overgaat, wijst er
op, dat do samenhang tusschen de gelatinedeeltjes zich
bij lage temperatuur veel minder snol ontwikkelt dan
bij hoogo (verg. § 32). In do gel, die bij 10° bowaard
wordt, ontstaan dus wel veel grooto deeltjes, maar de
samenhang tusschen hen wordt niet sterk; in do gol,
die bij 20° bewaard wordt, worden niet zooveel groote
deeltjes gevormd, maar de samenhang wordt intensiever.

-ocr page 175-

Hoe zal men zicli nu in deze gevallen het verband
tusschen den inwendigen toestand van de gelatine en do
zwelling moeten denken? Volgens de beschouwing van de
voorafgaande § dringt het water onder overigens gelijke
omstandigheden het sterkst in een gel, die het klein-
ste aantal groote gelatinecomplexen bevat en waarin
zich slechts een geringe samenhang ontwikkeld heeft.
Versch gegelatineerde gels zwellen dus altijd het snelst.

Beschouwen wij eerst, hoe do zwelling bij 20° zal
veranderd worden, als de gel vooraf eenigen tijd bij
20° resp. 10° bewaard is. In gels, die bij dezo tem-
peratuur zwellen, heeft do omzetting van grooto in
kleine deeltjes betrekkelijk gemakkelijk plaats, zoodat
aan het grooter aantal groote deeltjes in do bij 10°
bewaarde gel niet zooveol beteokonis kan toekomen.
Niettemin moet dit verschil maken, dat bij haar do
zwolling wat minder snel verloopt. Eon grootero bo-
tookenis komt ochtor toe aan don samenhang, die zich
bij do op 20° bowaarde gol tusschen do gelatinedooltjos
ontwikkeld heeft. Wij hebben geen reden om aan to
nemen, dat hij in die gel zoo vast geworden is, als
hij onder de gogoven omstandighedon van temperatuur
on inwendigo samenstelling worden zou, wanneor zich
het evenwicht gemakkelijk instelde; veeleer zal zijn
vastheid overeenkomen met die in een gol mot minder
grooto deeltjes. De samenhang zal dus pas zwakker
gaan worden, wanneer bij de zwelling een aantal
groote deeltjes verdwenen zijn on hij daarom vaster
is dan met do inwendige samenstelling overeenkomt.
Niet alleen vóór de zwelling begonnen is, maar ook
wanneer zij aan den gang is, wijkt do bij 20° bewaarde
gel door den sterkeren samenhang tusschen hare golatine-
deeltjes van de bij 10° bewaarde af; het gevolg daarvan
is, dat in de bij 20° bewaarde gel het water veel minder
snol kan indringen en hierdoor treedt de invloed van
hot grootere aantal grooto deeltjes op den achtergrond.

11

-ocr page 176-

Laat men de gels echter bij 10° zwellen, dan ver-
krijgen andere factoren beteekenis. Hier treedt de split-
sing der groote deeltjes veel langzamer in, zoodat de
zwelling meer blijvend den invloed ondervindt van het
aantal, dat in het begin aanwezig was. Dit is bij de
op 10° bewaarde gel grooter dan bij de op 20° bewaarde,
zoodat het water in de eerste moeilijker kan indringen.
Het kan echter niet anders, of de grootere samenhang,
die zich bij 20° ontwikkeld heeft, moet ook hier invloed
hebben. Die samenhang is aanvankelijk in geon van
beide gels zoo sterk, als hij zou zijn, wanneer zich het
evenwicht ingesteld had; maar op den duur moet de con-
centratieverandoring bij de zwelling en de daarmee ge-
paard gaande wijziging van de inwendige samenstelling
er toe leiden, dat die samenhang, ook al blijft hij dezelfde,
meer nadert tot do waarde, die hij ondor de gewijzigde
omstandigheden maximaal hebben kan. Wanneer do
zwelling dus een tijdlang plaats gehad heeft, moot een
sterke remming ontstaan, en vandaar dat in de zwellings-
. curve II van figuur 27 na korten tijd een scherpe knik
optroedt. In de vooraf bij 10° bewaardo gel met haar
zwakkeren samenhang zal die romming pas optredon,
wanneer de zwelling langer geduurd hoeft; do zwollings-
curvo, die daarop betrekking heeft, hoeft dus eon meor
geleidelijke kromming, zij verloopt gedurende den
tweedon on dorden dag stijlor dan bij do andore het
geval is, en pas daarna begint do langzaam verloopendo
tweede zwellingsperiode, dio er op wijst, dat zich ook
hior een zwellingsevenwicht ingesteld hoeft.

§ 43.

Verwarming van een gezwollen gel.

In § 33 is aangetoond, dat een gezwollen gel bij
verwarming water afscheidt en door afkoeling sneller

-ocr page 177-

water gaat opnemen; hieruit volgt, dat een gel met
een gegeven inwendige samenstelling en een gegeven
intensiteit van den samenhang tusschen de gelatine-
deeltjes bij hoogere temperatuur mindor water bevatten
kan, dan bij lage. Uit een aantal der in hoofdstuk V
vermelde proeven blijkt, dat de voorgeschiedenis een
grooten invloed heeft op de sterkte, waarmee die af-
scheiding van water plaats heeft. Hot is mogelijk aan
te toonon, dat dit in verband staat mot de vastheid,
waarmee do deeltjes met elkaar samenhangen.

In do voorafgaande § is uiteengezet, dat or reden
bestaat, om aan te nemen, dat de toestand van een
gol, die eerst bij 20° bewaard is en daarna een dag
bij 10° gezwollen heeft, zich door een vasteren samen-
hang tusschen do deeltjes onderscheidt van een gel,
dio voor de zwelling bij 10° bewaard is. Beido bevatten
zoovool water, als zij bij den gegeven inwendigen too-
stand bovatten kunnen, wat meer is, dan bij 20° in
haar aanwezig kan zijn; een verwarming op20°heoft
dus afscheiding van water tongovolge, en dezo is het
sterkst in dio gol, waarin do deeltjes hot sterkst met
elkaar samenhangen. Neemt men oen gel, dio oen dag
bij 20° gezwollen heeft, dan is daardoor do concentratie
zoo sterk veranderd, dat zij meer grooto deeltjes bovat,
en dat hun samenhang grooter is, dan bij dio tempe-
ratuur onvoranderd kan blijven bestaan (zie volgendo §).
Terwijl dus in de beido eersto gevallen de zwelling
plaats had/in gels, waarin de doeltjes niet zoo vast
samenhangen als het goval zou geweest zijn, wanneer
zich het evenwicht bij 20° ingesteld had, is hier het
omgokeerdo hot goval. Na afkoeling op 10° zal do
samenhang wel niet de maximale intensitoit hebben,
maar de zwolling verloopt toch in een gel, waar do
samenhang relatief storker is dan in de beide eerste.
Daarmee hangt dan de sterke watorafschoiding bij ver-
warming samon. Het is trouwens duidelijk, dat hier

-ocr page 178-

veel water afgescheiden moet worden. Door de afkoeling
alleen verandert in de gel niets, het zwellingsvermogen
blijft vrijwel hetzelfde (zie § 3) en ook tijdens de
zwelling zal de lage temperatuur het tot stand komen
van veranderingen zeer vertragen. Zoodra dus de gel
weer op 20° teruggebracht wordt, verkeert zij, voor
zoover de inwendige samenstelling en den samenhang
der deeltjes betreft, in dezelfde omstandigheden als te
voren ; alleen haar watergehalte is grooter, dan zij
onder die omstandigheden maximaal bevatten kan, en
wel des te meer, naarmate een langere tijd bij 10°
doorgebracht werd. Er zal dus eon neiging moeten
bestaan om dit alles weer af to scheiden; dit heeft
echter niet volledig piaats, want zooals in do volgende §
uiteengezet zal worden, verandert tegelijkertijd het
zwellingsmaximum door een wijziging in den toostand
der gelatine, die maakt, dat een godeelto van hot bij
10n opgenomen wator behouden kan worden.

Wanneer zich in een gezwollen gel bij verwarming
• het evenwicht snel instelde, zou door do geheole massa
een afscheiding van waterdruppeltjes moeten optreden;
do homogeniteit zou verstoord zijn, en mon zou eon
verschijnsel hebben, dat met de kritische troobeling
van partieel mengbare vloeistoffen overeenstemming
vertoont. De gelatinedeeltjes hangen echter zoo sterk
samen, dat do spanning tusschen hon ook wel meer
dan do ovenwichtsspanning bedragen kan : het zwellings-
maximum wordt trouwens slechts bepaald door de
mate, waarin hot streven om water op te nemen do
spanning overwinnen kan. Het ovenwicht s\'telt zich
dus langzaam in, en daarbij wordt water afgescheiden
op de plaats, waar do samenhang der deeltjes dat hot
minst belet, n.1. aan de oppervlakte. Een diffusie van
het inwendige uit draagt dan weer voor horstel van oen
gelijkmatige concentratie zorg. Men kan uit deze af-
scheiding aan de oppervlakte niet besluiten, dat het
water in de gel uitgedreven is uit een stolsel gepre-

-ocr page 179-

formeerde kanalen, zooals Hardy naar aanleiding van
zijn uitpersproeven dacht; daar is hier evenmin reden
voor als bij het ontstaan van kritische troebelingen.

Wanneer men zich een voorstelling wil maken, waar-
op het berust, dat een gel met een gegeven toestand
bij hooge temperatuur minder water bevatten kan
dan bij lago, zal men rekening hebben te houden met
de beide invloeden, die het watergehalte in het zwel-
lingsmaximum bepalen. Zoowel do samenhang tusschon
do deeltjes als het streven dor gelatine om water op
te nemen, zullen door een variatie van de temperatuur
gewijzigd worden. Welke krachten liet zijn, die water
en golatine tot elkaar brengen, is niet bokend. Wij
weten niet of de gelatinedeoltjes mot watermoleculen
te zamen een eenheid vormen, dio als zoodanig in hot
stelsel aanwezig is, terwijl bovendien nog water op
een andere wijze voorkomt, dan wol of al het water in
denzelfden vorm voorhanden is, en bij het binnendringen
alleen diffusiekrachten werkzaam zijn. Waarschijnlijk
zal men bij de verklaring van den temperatuurinvloed
met de betrekking tusschon golatine en water even
goed rekening mooten houden, als met den invloed,
dien do golatinodoeltjes op elkaar uitoefenen 1).

\') Als nioii inzicht gekregen heeft in don invloed van do
temperatuur op do verhouding tusschon do samenstellondo l>o-
standdeelen van eon gelatinegel, zal ook do invloed van de
vorwarming op do elasticiteit duidelijk worden. In 0011 gol,dio
door eon gewicht gerekt wordt, ontstaat tusschon de gelatine-
doeltjes oen totaio spanning, dio met don invloed van dat gewicht
evenwicht maakt. Eon deel van deze totaio spanning dient om
don sainonhang to behouden, dio hot tusschen de deeltjes voor-
handen water tracht op to holTen, oon ander deel doet zich voor
als elastische spanning. Zoolang hot gowicht aan do gol opge-
hangen bl\\jft, zal du spanning tusschon do golatinodooltjosook
dozelfdo waarde blijven behouden. I looft oen verwarming ten
govolgo, (lat 0011 grootor gedoolto van do spanning noodig is om
do door hot aanwezige water uitgooofondo kracht to conipon-
sooron,dan wordt hot godeolto,dat beschikbaar is om alsolastischo
kracht don afstand tusschon do doeltjos to bepalen, geringer.
Dit brengt dan meo dat do gomiddoldo afstand tusschon do
deoltjos kleiner wordt, zoodat de longto afneemt.

-ocr page 180-

§ 44.

Veranderingen in gezwollen gels buiten ioater.

De toestand der gelatine ondergaat tijdens de zwelling
voortdurend een verandering, omdat hij niet in over-
eenstemming is met de omstandigheden van concentratie
en temperatuur, waaronder de gel zich bevindt. Onder-
breekt men de zwelling op een tijdstip, waarop de
plaatselijke verschillen in de gel minimaal geworden
zijn, d.w.z. op een oogenblik, waarop de gel zich in het
begin van de tweede zwellingsperiode bevindt, en zij de
maximale hoeveelheid water opgenomen heeft, die bij don
gegeven toestand opgenomen kan worden, dan bestaat
er evenwicht tusschen het streven om meer water te
laten binnendringen en do spanning tusschen do gelatine-
deeltjes. Dan zal echter niot tegelijkertijd ook oven-
wicht in den inwendigen toestand der gel bestaan. In
het algemeen kan men wel zeggen, dat zwellingseven -
• wicht on innerlijk evenwicht geheel onafhankelijk van
elkaar zijn. Er is geon onkelo reden, waarom eon gel,
waarin zich het zwellingsevenwicht ingesteld heeft,
ook tegelijkertijd in innerlijk ovenwicht zou verkeeren
on omgekeerd; beide toestanden hangen van geheel
verschillende factoren af.

Men mag dus verwachten, dat in eon gozwollen
gel, die uit het water genomon wordt, veranderin-
gen in den inwendigen toestand zullon optreden. Hij
zal zich aan de voorhanden concentratieverhouding
tusschen gelatine en water gaan aanpassen. Daarbij
zullen zich weer de beide processen afspelen, die wij
steeds in de golatineoplossing aangetroffen hebben; er
kan een verandering komen in de inwendige samen-
stelling der gelatine door uiteenvallen of vorming
van groote deeltjes en daarmee kan eon wijziging in
den samenhang tusschen die deeltjes gepaard gaan.

-ocr page 181-

Wanneer een gel meer water bevat, dan bij de ge-
geven samenstelling en samenhang mogelijk is, kan
daarin een verandering komen zoowel door afscheiding
van water, als door een verandering van den inwen-
digen toestand. Hiervan hebben wij in de voorafgaande §
reeds een voorbeeld gezien.

Bij de beschrijving van de proeven over de ver-
anderingen in gezwollen gels buiten water, is de wijze,
waarop water opgenomen wordt, wanneer de zwolling
voortgezet wordt, als maatstaf om dezo te beoordeolon
gebruikt. Eon overgang van grooto deeltjes in kleine
en een verslappen van hun samenhang zal de zwelling
bevorderen. Een vermindering van don samenhang zal
ten gevolge hebben, dat do spanning, waaronder het
water in do gel staat, afneemt en, (daar geen water in
do gel binnendringt), dat het aanvankelijke zwollings-
maximum verandert in oen toestand, waarbij niet meer
do maximale hoeveelheid water aanwezig is. Een vor-
warming bohoeft er dan niet moor too te leiden, dat
de aanwozige hoeveelheid water grooter is, dan do gel
bij die hoogoro temperatuur hoogstens bevatten kan; de
afscheiding van water bij verwarming treedt dan niet
moer op. (Zio do proeven van § 38.)

Wanneer men nagaat op welko wijzo door eon ver-
blijf buiten water hot zwollingsvermogen zoowol bij
10° als bij 20° veranderd is, kan men daaruit afleiden,
wolke veranderingen do gel daarbij ondergaan heoft.
Past mon dat too op elk der in hoofdstuk Y behan-
delde voorbeeldon, dan kan men uit den aard en don
omvang dier veranderingen eon conclusie trokken in
lioovor de toestand van de gol afwijkt van dien, waarin
zij zich zou bevinden, wanneor zich hot evenwicht in
haar bij dozelfdo temperatuur en concentratie ingesteld
had. Mon zal er echtor steeds rekening mee moeten
houdon, dat het feit, dat bij 10° geon vorandoringon
aan te toonon zijn, er niet op wijst, dat do gol zich

-ocr page 182-

in evenwicht bevindt; de geringe snelheid, waarmee
de processen bij die temperatuur verloopen en waar-
mee vooral een wijziging in den samenhang tusschen
de gelatinedeeltjes tot stand komt, maakt dat de toe-
stand veel van het evenwicht kan afwijken, zonder
dat van een neiging om daartoe te naderen iets merk-
baar is.

Het is mij steeds gebleken, dat als men eenmaal
weet in hoever de toestand van een gel van het even-
wicht verschilt, het gemakkelijk is in te zien, dat de
gel zich ook werkelijk in dien toestand bevinden moet,
mits men slechts met de voorgeschiedenis rekening
houdt. Ik meen van een beschouwing van speciale
gevallen hier te kunnen afzien.

§ 45.

De paradox van Von ScJiroeder.

. Ten slotte moet hier nog een probleem besproken
worden, waarop door waarnemingen van Yon Schroe-
der1) do aandacht gevestigd is, en dat sedert tot oen
aantal theoretische bespiegelingen aanleiding gegeven
heeft. Reeds word op de voorstelling dienaangaande
van F r o u n d 1 i c h 2) gewezen. Von S c li r o o d e r
heeft vastgesteld, dat eon gelatinegol, dio eenigo dagen
in vloeibaar water gezwollen hooft, in gowicht afneemt,
wanneer zij overgebracht wordt in oen oxsiccator,
waarin zich ook water bevindt, en dan ten slotte zoo-
veel water overhoudt, als zij opgenomen zou hebben,
wanneer zij als droge gelatine in die ruimte gebracht was.

In is aangegeven, waarom do zwelling van droge
gelatine in waterdamp van dio in vloeibaar water

\') Von Sc hr oo dor, Zs. f. Pliysik. Cli. 45, 109, (1903).
■\') Vergelijk § 40.

-ocr page 183-

afwijkt; maar niet besproken werd daar de waarneming,
dat in vloeibaar water gezwollen gelatine in waterdamp
water verliest. Ik heb herhaalde pogingen gedaan om
dit verschijnsel ook zelf te kunnen constateeren: daar-
toe werd een kleine exsiccator gebruikt (diameter 4 c.M.,
hoog 7 c.M.) met wat water op den bodem, dio in een ther-
mostaat geplaatst en geëvacueerd werd. Had de onder-
zochte gel te voren bij 10° gezwollen en bedroeg de
temperatuur van den thermostaat 20°, dan bedekte de
oppervlakte der gel zich met kleine waterdruppels,
zooals in § 36 beschreven werd. Waren deze verwijderd,
dan kon in het vervolg geen grootere verandering van
het gewicht aangetoond worden dan van enkele milli-
grammen, wat op rekening van experimenteerfouton
kon worden gosteld. Evenmin kon eon gowichtsver-
mindering geconstateerd worden, wanneer do tempera-
tuur bij de zwolling gelijk of hooger was, dan die van
hot bad, waarin do oxsiccator met de gezwollen gol
geplaatst werd J).

Voor eonigo weken is van W o 1 f f en B ü c h n e r 1)
oen modedeoling verschenen, die over dit onderwerp
handelt; terwijl zij in een vrooger onderzoek ;t) do resul-
taten van Von Sc li rood er bevostigd hadden, zijn zij
nu van meening, dat deze aan fouten in de gebruikte
methode toegeschrovon moeten worden. Zij vonden,

1 \') Ook by do talryko proovon van hoofdstuk V, waarby eon
gezwollen gol buiten water gohouden word om do verandoringon
in hot zwellingsvormogon te onderzoeken, en waarby zy in een
w\\jde reageerbuis bewaard worden, is nooit eon aanzienlijke
vermindoring van het gewicht gevonden. Hieraan mag echter
geen bewijskracht worden toegekend, daar het niet zeker is,
dat do gols niet do uiterst kloino hoeveelheid zout (Vioooo11-)
bevatten, die volgons Von Sc broeder voldoondo is om het
waterverlies to voorkomon. Zie ovorigons verder don tekst.

*) Wolff en Büchnor, Zittingsvorsl. Kon. Ak. v.Wot.,
Amsterdam, 22, 1823, (1918/14).

\') Wolff en B ii cli iio r, ibid. 21, 988, (1912/13).

-ocr page 184-

dat een schaaltje met water dezelfde verandering onder-
gaat als de gelatinegel, nl. ook in gewicht vermindert,
en zij twijfelen er niet aan, dat dit met de methode
in verhand moet staan. Zij zijn er daarom ook toe
overgegaan kleinere exsiccatoren te gebruiken, en
zagen, dat daarin de sterke gewichtsvermindering niet
optreedt.

Zij komen er op deze wijze toe, alle resultaten, dio
het onderzoek der zwelling in damp met de exsiccator-
methode opgeleverd heeft, in twijfel te trekken en be-
schouwen ook Von Schroeder\'s waarneming, dat
een gel, die in V^oooo11 sulfaatoplossing gezwollen heeft,
het waterverlies niet vertoont, als van het toeval
afhankelijk.

Ofschoon do beschrijving van Y o n Schroeder\'s
onderzoek den indruk maakt, dat hij zeer kritisch go-
werkt heeft, doen deze waarnemingon toch eenigon
twijfel rijzen, of uit zijn proeven wel do conclusie
getrokkon mag worden, dat een gezwollen gel in ver-
• zadigden damp in gewicht afneemt. Mocht het later
bevestigd worden, dat hierbij werkelijk een vergissing
in hot spel is, dan is daarmee een moeilijk probleem
uit den weg geruimd.

In dit onderzoek is aangetoond, dat het zwellings-
maximum, dat een gelatinegel in vloeibaar water be-
reikt, afhangt van don inwondigen toestand 011 dat
iedere vermeerdering van het watergehalto veroorzaakt
wordt door oon wijziging in dien toestand, zoodat hot
geheele beloop der zwelling in water, na afloop van
den eersten of tweeden dag, als een reeks zwellings-
evpnwichten beschouwd moet worden. Het moet dus
onverschillig zijn, wanneer do gol uit hot water ge-
nomen en in verzadigden damp overgebracht wordt;
altijd zal het zwellingseven wicht blijven bestaan. Onder-
gaat de gezwollen gel in don damp een verandering
ten opzichte van haar inwendigon toostand, doordat

-ocr page 185-

zich het innerlijk evenwicht in haar instelt, dan zal
ook in damp een verder opnemen van water mogelijk
moeten worden, en pas dan zal een blijvende toestand
bereikt zijn, wanneer de gel al het water, dat zich in
dezelfde ruimte bevindt, opgenomen heeft; dan is zij
in een vloeibare, homogene gelatinesol overgegaan.

SAMENVATTING.

1. Voor do verklaring van de eigenaardigheden der
zwelling van gelatinegels biedt do hypothese, dat do
gel uit een stelsel van wanden mot daartusschen ge-
legen kanalen bestaat, geon voordcol.

2. Door hot bij de zwelling binnendringende water
vorandort do inwendige samenstelling en do samenhang
tusschen do gelatinedeoltjos; omgokeord hebben dozo
voranderingon invloed op do hoovoollieid wator, die
opgonoinen kan worden.

3. Do hoeveelheid water, die oen gol opnomon kan,
wordt bepaald door hot aantal en de grootto dor
golatinedeoltjos en door de mate, waarin dozo mot
elkaar samenhangen.

-ocr page 186-

5. De sterkte der afscheiding van water door een
gezwollen gel bij verwarming is des te grooter, naar-
mate de gelatinedeeltjes vaster met elkaar samen-
hangen.

6. Ook bij de verklaring van de veranderingen der
gels, die buiten water optreden, komt een belangrijke
plaats toe aan den invloed, dien de temperatuur heeft
op de snelheid, waarmee zich in de gel de evenwichts-
toestand instelt.

-ocr page 187-

OVERZICnT DER RESULTATEN.

Als resultaat van do onderzookingen, dio in dit proef-
schrift vermeld zijn, komt men tot een voorstelling
over de plaats, dio de gelatinosol on -gel to midden
van andero oplossingen inneemt.

De gelatinesol is bij do hoogste onderzochte tempo-
raturen, on in storko verdunning ook bij lage, een
vloeistof, die zich in haar eigenschappen dicht aansluit
bij dio stelsels, die men als ware oplossing pleogt te
beschouwen. Zij hooft een osmotischon druk, dio wel
is waar klein is, maar volgens do onderzoekingen van
Mooro on Roaf toch buiten hot gebied der waar-
nemingsfouten valt. Het groote moleculair gewicht, dat
nion blijkens de chemische analyse voor de gelatine
moot aannemen, laat ook geen groote waarde ver-
wachten. Do eigenschap dor sol, dat zij door eon per-
kamentmembraan niet diffundeert, en dio voor Graham
aanleiding was, 0111 de gelatine als don vertegenwoor-
diger van oen bijzondere klasse van stoffen to beschou-
wen, is oveneens met dit groote moleculairgewicht in
verband gebracht. Daarentegen vestigt het foit, dat do
viscositeit en de oppervlaktespanning van water eon
verandering ondergaan, wanneer gelatine in haar opge-
lost wordt, de aandacht op do groote overeenstemming
die tusschen do verhouding van gelatine on water
eenorzijds, en tusschen stoffen, dio mot water oen ware
oplossing vormen, 011 water aan den anderen kant,
bestaat.

-ocr page 188-

De verschillen worden grooter naarmate men de
gelatineoplossing bij lager temperatuur en hooger
concentraties beschouwt. Dan voegen zich de afzon-
derlijke gelatinedeeltjes tot grootere complexen samen.
Daarbij komt een principieele verandering niet tot
stand; maar terwijl men aanneemt, dat in ware op-
lossingen de invloed, dien de deeltjes van de opgeloste
stof op elkaar uitoefenen voor het physisch-chomisch
gedrag niet in aanmerking komt, en men pas in
geconcentreerde oplossingen daarmee rekening begint
te houden, maakt de groote afmeting der gelatine-
deeltjes, dat men reeds in verdunde gelatineoplossingen
dien invloed niet verwaarloozen mag, en dat hij in
meer geconcentreerde zoozeer in beteokenis toeneemt,
dat daarvan alleen de eigenaardigheden van sol- en
geltoestand afhangen. In dit onderzoek is gebleken,
dat een gel niet anders is samengesteld dan eon sol;
alleen heeft de invloed, dien do gelatinedeeltjes op
elkaar uitoefenen, er too geloid, dat dezo meer of minder
vast met elkaar samenhangen, waardoor do gel do
eigenschappen van een vaste stof aanneemt. In de gel
zijn do gelatinedeoltjes niet aan een vaste plaats ge-
bonden ; zij kunnon zich met elkaar voreenigon on
van elkaar loslaten ; zij kunnen van elkaar verwijderd
worden, hetzij actief, hetzij passief door dat water
tusschen hen indringt, kortom de gelatinedeoltjes
kunnen evengoed van plaats verandoren, als de kleine
moleculen in ware oplossingen ; alleen door hun grootte
gaat dat minder snel. Die geringe snelheid is do oor-
zaak van de traagheid, waarmee zich steeds en vooral
bij lage temperatuur het evenwicht instelt; zoowel
ten opzichte van de vereeniging der deeltjes, als vooral
bij het tot stand komen van hun samenhang, is dat
telkens gebleken. Men kan uit de voorafgaande proeven
wel den indruk krijgen, dat alle eigenaardige reacties
bij verandering van de uitwendige omstandigheden

-ocr page 189-

daarop berusten, dat men niet met een stolsel in
evenwicht werkt.

De gelatineoplossing levert een voorbeeld van een
lange reeks stelsels, die een schakel vormen tusschen
de ware oplossingen met hun onzichtbaar kleino deeltjes
en die waarin met het ultramikroskoop deeltjes waar-
neembaar zijn ; in do torminologio van Wo. O s t w a 1 d
levort zij de overgangstrappen tusschen een moleculair
disperse stof en een emulsoid. Alleen lijkt het eenigs-
zins twijfelachtig, of men do omulsoiden wel mag
definieeren als een dispersoid, waarin do disperse phaso
op zich zelf een homogene vloeistof is. Wanneer men
met Pauli aanneemt, dat de gelatine met water-
moleculen een vasto binding kan aangaan on wanneor
eon dergelijk complex als vloeibaar beschouwd mag
worden, zou dio voorstolling misschien een zokoro
beteekenis kunnen hebben. Men zou er dan echter toe
moeten komen, ook oplossingen van hydraatvormendo
zouten tot do omulsoiden te rokonon, want de erva-
ringen bij het uitkristallisooron van hydraten maken
hot waarschijnlijk, dat zich ook daarin to midden van
hot dispersiemiddel (water) gepreformeerdo coinplexon
bevinden van moloculon van hot zout met eon aantal
watermoleculen veroenigd, die zelf als eenhoden to
beschouwen zijn.

Het standpunt, waartoe dezo beschouwingen govoerd
hebben, vertoont ovoreenkomst met de opvattingen,
dio Nagcli in zijn „Thoorie dor Garung" vormoldt.
Zijn pleonen, zijn micellen en micelverbandon krijgen
alle hier betookenis. Do samenhang, die hij zich tus-
schen do micellon denkt, wordt hier eone grootheid,
die wel niet direct meetbaar is, maar over wier waarde
men zich in vorschillondo gevallen toch eon voorstol-
ling kan vormen. En wannoor hij aantoont, dat er
oplossingen voorkomen, waarin de micollen zich mot
elkaar vereenigen onder den invloed van een verandering

-ocr page 190-

temperatuur en concentratie van het stelsel, heeft
hij de algemeene regel gegeven, waarvan hier bij de
gelatineoplossingen een speciaal geval aangetroffen
wordt. Toch bestaat er tusschen zijn voorstelling en
het hier bereikte standpunt een groot verschil: terwijl
aan de theorie in den oorspronkelijken vorm het
speculatieve karakter niet viel te ontzeggen, heeft zij
door onderzoekingen als deze een experimenteelen
grondslag gekregen.

-ocr page 191-

Plaat A.

Vermeerdering van de intensiteit van het
Tyndall-verschijnsel in een 1% oplossing
van gelatine in glycerine bij 18° na vooraf-
gaande verwarming op 70°. (Verg. tabel X,
blz. 05) De oplossing is voortdurend een
sol.

Lichtbron : Nernstlamp. Verlichtingsduur: 30 seconden.
Platen : Lumière etiquette violette. Ontwikkeling: ijzer-
oxalaat, 2VS minuut.

I. terstond na afkoeling op 18°.

II- 1 dag „ „ „ „

III. 6 dagen „ „ „ „

IV. 11 dagen „ „ „ „

Plaat ».

Vermeerdering van de i n te.n si teit van het
Tyndall-verschijnsel in een 2 % oplossing
van gelatine in glycerine bij 20° na vooraf-
gaande verwarming op 70°. (Verg. tabel XII,
blz. (56). De oplossing is voortdurend een
gel.

Methode als boven.

I. terstond na afkoeling op 20°.
II. 7s dag „ „ „ „

III- 1 dag „ „ „ „

IV. 2 dagen „ „ „ „

-ocr page 192- -ocr page 193-

STELLINGEN.

1. De onderscheiding van sol- en geltoestand bij
gelatineoplossingen heeft wel practische, maar geen
theoretische beteekems.

2. De colloide bestanddeelen van het perifere smaak-
zintuig ondergaan door adaequato prikkels een toe-
standsverandering, dio berust op een wijziging van
hun eleetrische lading.

3. Nucleoproteidon zijn bij de bloedstolling werkzaam
krachtens hun zure eigenschappen.

4. Terecht neemt Laguosso aan, dat in het
volwassen pankreas exocrino en endocrine cellen weder-
keerig in elkaar overgaan.

5. Nicotino en curare grijpen bij het zenuwspier-
eindapparaat op hetzelfde punt aan.

6. liet os ptorygoideum der zoogdieren is homoloog
met het gelijknamigo been der niet-mammalia. -

7. Wanneer het voedsel van een volwassen mensch
een verbrandingswaarde heeft van 2500 kaloriön en GO
gram eiwit bevat, kan men niet van onvoldoende
voeding spreken.

8. Bij carcinoma duplex wordt het tweede gezwel
door het eorste veroorzaakt.

-ocr page 194-

9. Afwezigheid van haemokoniën na vetgebruik
bewijst öf afsluiting van den ductus choledochus of
zéér slechte leverfunctie, terwijl daarnevens het pan-
kreas normaal of ziek kan zijn.

10. Het is aan Elsnich niet gelukt aan te toonen,
dat de sympathische ophthalmie op autoanaphylaxie
berust.

11. Tusschen menstruatie en ovulatie bestaat geen
causaal verband.

12. De lymf klieren mogen niet beschouwd worden
als een beschuttingsapparaat tegen de verbreiding van
infecties en tumoren.

13. Wanneer lijders aan een oude genezen facialis-
paralyse niet het vermogen teruggekregen hebben om
hun spieren naar wensch to innerveeren, kan men
dat niet beschouwen als metaparalytischc psychogeno

. akinesie.

-ocr page 195-
-ocr page 196-
-ocr page 197- -ocr page 198- -ocr page 199- -ocr page 200-