Dielektrische Absorption als Folge chemischer Relaxation

Abstract

Bd. 67, Nr. ' KBergmann, M. Eigen und L. de Maeyer: Dielektrische Absorption als Folge chemischer Relaxation Tabelle I Geschwindigkeitskonstanten und Arrheniusglieder fur die Athylenoxydanlagerung an Phenol mit basischen Katalysatoren 819 ~ .. Fur die freundliche Unterstiitzung der Arbeiten durch die Max Buchner-Forschungsstiftung mochten wir auch an dieser Stelle besonders danken. E 450 Auszugsweise vorgetragen von K. B e r g m a n n anlaBlich der 62. Hauptversammlung der Deutschen Bunsen-Gesellschaft fur Physikalische Chemie e.V. am 24. Mai 1963 in Maim Es ist bekannt, daB gewisse Dipolmolekiile in unpolaren Losungsmitteln, zykljsche, wasserstoff briickenstabilisierte Dimere bilden. Im elektrischen Feld ist die Dimerisierung mit einer Anderung der elektrischen Polarisation der Losung verknupft, da im Dimeren eine weitgehende Kompensation der Dipolmomente der beiden Monomeren erfolgt. Das Dimerisationsgleichgewicht ist daher von der elektrischen Feldstarke abhangig. Endliche Gleichgewichtsversckebungen treten auf Grund der nichtlinearen Feldabhingigkeit jedoch nur bei sehr hohen Feldstarken auf. Ein einfaches Verfahren zur Messung dieses Feldeffektes besteht darin, daB man einem sehr starken Gleichfeld ein hochfrequentes Wechselfeld kleiner Amplitude iiberlagert. Im Falle chemischer Relaxation ergeben sich dann dielektrische Verluste, aus deren Frequenz-und Konzentrationsabhangigkeit sich die Geschwindigkeitskonstanten k,, und k,, fur H-Brucken-Bildung und -Zedall bestimmen lassen. Berichte der 820 Kurzvortrage zum Hauptthema Bunsengesellschaft -~~ ~ ~~~ ~ ~

On the physico-chemical basis of voltage-dependent molecular gating mechanisms in biological membranes

“…The magnitude of the effect is found to be much too small to be detected for ordinary chemical reactions in solution and usual field strengths. Only in certain special cases was experimental evidence observed at extremely high fields using a special dielectric measuring technique (Bergmann, Eigen & De Maeyer, 1963;Hopmann, 1975). Macromolecular reactions are more apt to exhibit significant effects even at low fields (Schwarz, 1967).…”

Elementary Steps in Protein Folding

“…The initial rate at which the average helix content should change in response to a physical perturbation was treated by Schwarz (1965). He assumed that the elementary process for helix growth is a diffusion controlled formation of a hydrogen bond (Bergmann et al, 1963) and calculated the relation between the experimentally observable relaxation time and the effective rate of helix growth. The results of a number of early experiments on helix-coil transition have been summarized by Gruenewald et al (1979).…”

Chemical electric field effects in biological macromolecules

“…When volume changes occur, clcctrostfiction tc~s must be cxpli~tly considered (Eigcn and DeMacycr, 1963). Under isothc~al-isobafic-isochoric conditions, M is solely a function of ~ and E. The dependence on E at constant ~ defines a (nodal) physical part whereas the dc~ndence of M on ~ at constant E may ~ referred to as the chemical contribution to a change in M. The field dependence of the total moment may then be expressed as (Bergmann et al, 1963):…”

“…Thus, electric field effects in these systems have to be studied in conducting solutions and suspension. Traditionally, dielectric measurements, conductivity relaxations and electro-optic techniques were used to study electric field effects on chemical reactions Bergmann et al, 1963). The analysis of field induced changes is particularly straightforward for rectangular pulses.…”