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Donja (Diskussion | Beiträge) |
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| Farbraum = analytik | | Farbraum = analytik | ||
<!--Methode--> | <!--Methode--> | ||
| Bezeichnung = | | Bezeichnung = Particle size distribution using laser diffraction | ||
| Messung = | | Messung = Beugung oder Streuung eines Laserstrahls | ||
| Materialien = | | Materialien = Partikel | ||
| Aufwand = - | | Aufwand = Boden: 15 Minuten (inkl. Trocknungszeitraum ca. 1-3 Wochen bei Lufttrocknung und Siebung der Proben ≤ 2mm ca. 10-45 Minuten) | ||
| Kosten = Pro Probe: | | Kosten = Pro Probe: | ||
<!--Aufbereitung--> | <!--Aufbereitung--> | ||
| Aufbereitungsarten = Lufttrocknung, Ofentrocknung (≤ 40°C), Abtrennung Grobboden (2 mm Sieb) | | Aufbereitungsarten = Boden: Lufttrocknung, Ofentrocknung (≤ 40°C), Abtrennung Grobboden (2 mm Sieb) | ||
| Aufbereitungsarten_LMU = Lufttrocknung, Ofentrocknung (≤ 40°C), Abtrennung Grobboden (2 mm Sieb) | | Aufbereitungsarten_LMU = Boden: Lufttrocknung, Ofentrocknung (≤ 40°C), Abtrennung Grobboden (2 mm Sieb) | ||
| Probenmenge = | | Probenmenge = | ||
| Aufwand_Probenaufbereitung = Trocknung der Probe nicht über 40°C (mehrere Wochen) | | Aufwand_Probenaufbereitung = Boden: Trocknung der Probe nicht über 40°C ((mehrere ca. 1-3 Wochen) | ||
Sieben (≤ 2mm) ca. 10-45 Minuten | |||
<!--Messprozedur--> | <!--Messprozedur--> | ||
| Kalibration = {{Ja}} | | Kalibration = {{Ja}} | ||
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| Selbständig = {{Ja}}, bedingt | | Selbständig = {{Ja}}, bedingt | ||
| Dauer = | | Dauer = | ||
| Ausgabeformat = Diagramm mit Summenkurve und Ausgabetabelle der Bodenfraktionen (T, fU, mU, gU, fS, mS, gS) | | Ausgabeformat = Diagramm mit Summenkurve und Ausgabetabelle der Bodenfraktionen (T, fU, mU, gU, fS, mS, gS)in Summe | ||
| Bild1 = Laser Particle Sizer.jpg | | Bild1 = Laser Particle Sizer.jpg | ||
| Bildbeschreibung1 = Durchführung einer Korngrößenbestimmung mittels Laser Particle Sizer | | Bildbeschreibung1 = Durchführung einer Korngrößenbestimmung mittels Laser Particle Sizer | ||
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}} | }} | ||
Die | Die '''Korngrößenbestimmung mittels Lasebeugung''' ist eine einfache und schnelle Standardmethode zur Bestimmung von Partikelgrößen, bei der gebündeltes Licht (Laser) an einem Partikel gebeugt oder gestreut wird. | ||
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== | ==Grundprinzip== | ||
Trifft ein Laserstrahl auf einen | Trifft ein Laserstrahl auf einen Partikel, wird das Licht -je nach Größe des Partikels- unterschiedlich gestreut oder gebeugt. Anhand des charakteristischen Beugungsspektrums kann auf die Größe und Anzahl der Partikel geschlossen werden. Die Lichtquelle erzeugt dazu einen fokussierten Laserstrahl. Das Analysegerät pumpt die in einem Suspensionsmittel gelöste Probe an der Messzelle vorbei. Dabei wird der gebündelte Laserstrahl von jedem einzelnen Teilchen, das den Laserstrahl durchquert, entweder gestreut oder gebeugt. Die Lichtmengen, die an den Partikeln in verschiedenen Richtungen gestreut werden, sind unterschiedlich. Zugleich ist jedes Beugungsmuster charakteristisch für eine bestimmte Teilchengröße. | ||
Die Lichtquelle erzeugt dazu einen fokussierten Laserstrahl. Das Analysegerät pumpt die in einem Suspensionsmittel | |||
Zwei unterschiedliche Laser (grün – kleine Korngrößen / Infrarot – mittlere und große Korngrößen) sorgen für die bestmögliche Erfassung der Bodenpartikel. Jeweils 102 Kanäle scannen die jeweilige Korngröße (insgesamt 204 Kanäle). Durch eine Umlaufpumpe werden innerhalb der Messzeit möglichst viele Teilchen der Probe durch die beiden Laserstrahlen geführt. | Zwei unterschiedliche Laser (grün – kleine Korngrößen / Infrarot – mittlere und große Korngrößen) sorgen für die bestmögliche Erfassung der Bodenpartikel. Jeweils 102 Kanäle scannen die jeweilige Korngröße (insgesamt 204 Kanäle). Durch eine Umlaufpumpe werden innerhalb der Messzeit möglichst viele Teilchen der Probe durch die beiden Laserstrahlen geführt. | ||
Das aus diesen vielen Beugungen registrierte Beugungsspektrum wird nach mathematisch-physikalischen Verfahren (z.B. nach Fraunhofer) ausgewertet. Das Lasersystem kann Partikel im Größenbereich von 0,08 – 2.000 µm Durchmesser erfassen (Ton bis Sand). | |||
==Benötigte Gerätschaften== | |||
Zur Durchführung werden bei Bodenproben folgende Gerätschaften benötigt: | |||
'''Bei Bodenproben:''' | |||
*[[Laser-Particle-Sizer]] | |||
*[[Analysenwaage]] | |||
*[[Ultraschallbad]] | |||
*[[Schüttelmaschine|Reagenzglasschüttler]] | |||
*Spatel | |||
*Kleines Reagenzglas | |||
*Achat-Mörser | |||
*verdünnte Ammoniak-Lösung | |||
==Durchführung== | |||
'''Bei Bodenproben:''' | |||
Das | #Einige Gramm Probenmaterial werden vorsichtig im Achat-Mörser zerdrückt<br>Achtung: Das Probenmaterial wird im Achat-Mörser nur leicht zerdrückt - NICHT gemörsert! | ||
#Probenmaterial wird mittels einer Analysenwaage eingewogen (ca. 0,1 g). | |||
#Zu dem Probenmaterial werden ca. 3 ml verdünnte Ammoniak-Lsg. gegeben. | |||
#Die Probe im Reagenzglas kurz auf den Reagenzglas-Schüttler stellen. | |||
#Dann das Reagenzglas mind. 3 min in das Ultraschallbad stellen. | |||
#Das Messprotokoll am PC starten | |||
#Wenn der Laser-Particle-Sizer zur Probeneingabe auffordert, nochmal kurz mit dem Reagenzglas-Schüttler aufschütteln. | |||
#Sofort mit der Messung beginnen. | |||
#Die Analyse (Messzyklus) startet bei ausreichender Probenmenge automatisch. | |||
#Die Messergebnisse werden in verschiedenen Variationen (Grafik und Tabelle) ausgedruckt. | |||
== | ==Auswertung== | ||
Der Laser-Particle-Sizer gibt die Korngrößenverteilung als Diagramm und Tabelle an. Beide sind als Summe dargestellt. | |||
== | ==Vor- und Nachteile== | ||
== | *Geringer Zeit- und Arbeitsaufwand | ||
*Geringe Probenmenge, wodurch eine repräsentative Auswahl der Probe nicht gewährleistet ist | |||
==Einsatzbereiche== | |||
Neben der Korngrößenbestimmung bei Bodenproben kommt die Laserbeugung u.a. bei Pulvern, Granulaten, Emulsionen oder Suspensionen zum Einsatz. | |||
==Ausstattung an der LMU== | |||
Die LMU stellt die Geräte für die Analyse im Bodenlabor des Departements für Geographie bereit. | |||
==Lehrveranstaltungen== | |||
'''B.Sc. Geographie:''' | '''B.Sc. Geographie:''' | ||
<p style="“line-height:" 50%“> | <p style="“line-height:" 50%“> | ||
P 8.2 Labormethoden der Physischen Geographie (Vorlesung)<br> | |||
[[Labormethoden der Physischen Geographie (Übung)|P 8.3 Labormethoden der Physischen Geographie (Übung)]]<br><br> | |||
</p> | </p> | ||
'''M.Sc. Umweltsysteme und Nachhaltigkeit:''' | '''M.Sc. Umweltsysteme und Nachhaltigkeit:''' | ||
<p style="“line-height:" 50%“> | <p style="“line-height:" 50%“> | ||
[[Bodenkundlich-bodenphysikalisches Laborpraktikum|P 8.3 Bodenkundlich‐, Bodenphysikalisches Laborpraktikum (Praktikum)]] | |||
</p> | </p> | ||
== Normen und Richtlinien == | ==Das könnte dich auch interessieren== | ||
* [[:Kategorie:Analytik Methoden|Analytik]] | |||
* [[:Kategorie:Analysemethoden|Analysemethoden]] | |||
* [[Korngrößenbestimmung durch Siebung und Sedimentation]] | |||
==Verzeichnis von Normen und Richtlinien== | |||
'''Aktuelle Norm:''' | '''Aktuelle Norm:''' | ||
== Literatur == | *ISO 13320:2020-01 – Partikelgrößenanalyse - Partikelmessung durch Laserlichtbeugung | ||
<!-- | |||
== Referenzen == | |||
<references /> | |||
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== Weiterführende Informationen und Literatur == | |||
* [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%224512549%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Blume, H.-P., Stahr, K., Leinweber, P. (2011): Bodenkundliches Praktikum. Eine Einführung in pedologisches Arbeiten für Ökologen, insbesondere Land- und Forstwirte und für Geowissenschaftler, 3. Aufl. Heidelberg] | * [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%224512549%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Blume, H.-P., Stahr, K., Leinweber, P. (2011): Bodenkundliches Praktikum. Eine Einführung in pedologisches Arbeiten für Ökologen, insbesondere Land- und Forstwirte und für Geowissenschaftler, 3. Aufl. Heidelberg] | ||
* [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225635392%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M. (2018): Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage, Springer Spektrum, Heidelberg] | * [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225635392%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M. (2018): Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage, Springer Spektrum, Heidelberg] | ||
== | ==Autor:innen== | ||
{{Autor|1= Karin Meisburger, Lukas Müller, Philipp Maly}} | |||
{{Autor|1= | |||
}} | |||
[[Kategorie:Analytik Methoden]] | [[Kategorie:Analytik Methoden]] |
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