30.05.2018 08:06
Quelle: schweizerbauer.ch - sda
Forschung
Wasser ist nicht gleich Wasser
Wassermoleküle kommen in zwei verschiedenen Formen mit fast identischen physikalischen Eigenschaften vor. Basler Forschern ist es erstmals gelungen, die beiden Formen zu trennen und zu zeigen, dass sie unterschiedliche chemische Reaktivitäten aufweisen können.

Chemisch gesehen ist Wasser ein Molekül, in dem ein einzelnes Sauerstoffatom mit zwei Wasserstoffatomen verknüpft ist. Allerdings existiert Wasser auf molekularer Ebene in zwei unterschiedlichen Formen (Isomeren).

Die Unterscheidung liegt in der Orientierung der Kernspins der beiden Wasserstoffatome. Je nachdem, ob die Spins der beiden Wasserstoffkerne im Molekül gleich oder entgegengesetzt ausgerichtet sind, spricht man von ortho- oder para-Wasser. Die Forschungsgruppe um Stefan Willitsch, Professor am Departement Chemie der Universität Basel, hat untersucht, wie sich die beiden Formen von Wasser in ihrer chemischen Reaktivität unterscheiden - ihrer Fähigkeit, eine chemische Reaktion einzugehen.

Die beiden Isomere haben fast identische physikalische Eigenschaften, was ihre Trennung besonders schwierig macht. Weiter führte hier eine von Jochen Küpper vom Hamburger Center for Free-Electron Laser Science entwickelte Trennmethode, die auf elektrischen Feldern beruht, wie die Universität Basel mitteilte.

Es zeigte sich, dass para-Wasser um rund 25 Prozent schneller reagiert als ortho-Wasser. Diesen Effekt erklärten die Wissenschaftler damit, dass der Kernspin auch die Drehbewegung der Wassermoleküle beeinflusst. Als Folge davon herrschen unterschiedlich starke Anziehungskräfte zwischen den Reaktionspartnern, was sich in unterschiedlicher chemischer Reaktivität niederschlägt. Über ihre Ergebnisse berichten die Forschenden im Fachjournal «Nature Communications».

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