Faculté des sciences

Charging behavior of polyamines in solution and on surfaces : a potentiometric titration study

Čakara, Duško ; Borkovec, Michal (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Genève, 2004 ; Sc. 3555.

Constant-ionic strength potentiometric titrations were performed in order to determine the protonation behavior of polyamines, dissolved in aqueous medium, or adsorbed onto weakly acidic particles suspended in water, as a function of pH (proton binding isotherms). For this task, a high-precision potentiometric titrator was assembled. Protonation of several different generations and different... More

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    Résumé
    Un titrateur automatique de haute précision a été mis en oeuvre, permettant une détermination précise de la charge présente dans les systèmes aqueux, en fonction du pH (isothermes de liaison des protons). Les titrations potentiométriques ont été utilisées pour une étude de protonation des denrdrimères poly(amine) des différentes générations et topographies de sites amines. Les isothermes de liaison des protons ont été interprétées par un modèle, qui permet une évaluation des mécanismes de protonation macroscopiques, ainsi que microscopiques. Ces mécanismes se démontrent différent pour les dendrimères avec des topographies différentes, où la longueur des chaînes qui séparent les sites amines est déterminante. Le comportement électrostatique des surfaces colloïdales faiblement acides, notamment celle du latex carboxylé et silice, en absence et en présence d'un polyélectrolyte cationique poly(chlorure de dimethyldiallilamonnium), est présenté dans des derniers deux chapitres. L'applicabilité des différents modèles Stern, pour une interprétation des isothermes de liaison des protons, a été évaluée.
    Summary
    Constant-ionic strength potentiometric titrations were performed in order to determine the protonation behavior of polyamines, dissolved in aqueous medium, or adsorbed onto weakly acidic particles suspended in water, as a function of pH (proton binding isotherms). For this task, a high-precision potentiometric titrator was assembled. Protonation of several different generations and different types of poly(amine) dendrimers was studied by potentiometric titrations. The resulting proton binding isotherms were interpreted by means of a discrete site binding model, which allows an evaluation of both macroscopic and microscopic protonation mechanismes. The resulting protonation patterns are different for different types of dendrimers, depending on the spacer length between the amine sites. Charging behavior of weakly acidic carboxyl latex and silica particles was studied in absence and presence of an adsorbed strongly cationic polyelectrolyte poly(dimethyldiallilamonnium chloride). The applicability of various versions of the Stern model for the interpretation of the measured proton binding isotherms was investigated.