Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kohlensäure: Erstmals gasförmig isoliert

11.01.2011
Wissenschaftler der Universität Innsbruck und der TU Wien haben erstmals im Labor gasförmige Kohlensäure hergestellt und isoliert. Die Chemiker um Thomas Lörting (Innsbruck) und Hinrich Grothe (Wien) konnten die gasförmigen Moleküle mittels Infrarotspektroskopie exakt charakterisieren. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht.

Lehrbücher und Medien verbreiten es immer wieder: Stabile Kohlensäure gibt es praktisch nicht. Sie lasse sich in reiner Form nicht erzeugen und zerfalle beim Verdampfen sofort in Kohlendioxid und Wasser. Innsbrucker Chemiker um Erwin Mayer (Institut für Allgemeine, Anorganische und Theoretische Chemie) haben dieses alte Dogma der Chemie schon vor einigen Jahren umgestoßen. Sie gehören heute zu den wenigen Wissenschaftlern weltweit, die reine Kohlensäure im Labor herstellen können.


Im Schweif von Kometen und auf vielen anderen Himmelskörpern wird gasförmige Kohlensäure vermutet, hier Komet Hale-Bopp. Foto: E. Kolmhofer, H. Raab; Johannes-Kepler-Observatory, Linz, Austria http://www.sternwarte.at


Kohlensäure in fester Form wurde erstmals in Innsbruck hergestellt. Foto: Uni Innsbruck

Nun haben sie erstmals auch gasförmige Kohlensäure erzeugt und mit Unterstützung der Forschungsgruppe um Hinrich Grothe von der TU Wien die Moleküle auch nachgewiesen. „Die Moleküle der Kohlensäure treten in der Gasphase in drei unterschiedlichen Formen auf: entweder als Dimer aus zwei Molekülen oder in zwei Arten von Monomeren“, erläutert Thomas Lörting vom Institut für Physikalische Chemie das Resultat der aufwändigen Untersuchung.

Überraschendes Ergebnis

Für das Experiment wurde die Kohlensäure im Labor an der Universität Innsbruck erzeugt und in flüssigem Stickstoff gekühlt von Doktorand Jürgen Bernard nach Wien transportiert. Am Institut für Materialchemie der TU Wien wurden die Proben dann bis auf minus 30 Grad Celsius erwärmt. „Dabei gingen die Kohlensäuremoleküle in die Gasphase über“, erklärt Lörting das überraschende Ergebnis. Denn viele Experten waren bisher davon ausgegangen, dass Kohlensäure sofort in Kohlendioxid und Wasser zerfällt.

Die österreichischen Forscher haben die gasförmige Kohlensäure in einer Matrix aus dem Edelgas Argon gefangen und stark abgekühlt. „Dadurch entstand ein gefrorenes Abbild der gasförmigen Kohlensäure, das wir mittels eines evakuierbaren und hochauflösenden Infrarotspektrometers an der TU Wien untersuchen konnten“, erzählt Hinrich Grothe. „Das dabei erzeugte Spektrum ist so genau, dass wir die Spektrallinien den einzelnen Schwingungen von einzelnen Molekülen zuordnen konnten.“

Theoretische Unterstützung erhalten die Chemiker bei den experimentellen Arbeiten schon seit mehr als einem Jahrzehnt von der Arbeitsgruppe von Klaus Liedl, die mittels Computermodellen bei der Interpretation der experimentellen Daten hilft. Weitere Berechnungen wurden von Oscar Galvez vom CSIC Madrid durchgeführt.

Infrarotspektrum für die Forschung

Das Experiment ist nicht nur für die Grundlagenforschung von großer Bedeutung, es liefert auch wichtige Daten für die Astronomie. Der Nachweis von gasförmiger Kohlensäure in der Atmosphäre von Himmelskörpern wird durch die in der Studie veröffentlichten, sehr detaillierten Spektren der gasförmigen Kohlensäure erleichtert. „Die Bedingungen im Weltraum legen es nahe, dass im Schweif von Kometen oder auf dem Planeten Mars gasförmige Kohlensäure gefunden werden müsste,“ erzählt Thomas Lörting. „Allerdings sind die derzeit gemessenen Infrarotspektren aus dem All noch zu ungenau, um sie mit den Ergebnissen aus dem Labor wirklich vergleichen zu können.“

Die Innsbrucker Chemiker um Lörting und Liedl sind Mitglieder der Forschungsplattform Material- und Nanowissenschaften der Universität Innsbruck und wurden bei ihren Forschungen vom österreichischen Wissenschaftsfonds FWF und vom European Research Council (ERC) unterstützt. Das neue Infrarotspektrometer der Wiener Chemiker um Grothe wurde vom materialwissenschaftlichen Schwerpunkt der TU Wien finanziert. Die Kooperation der TU Wien mit dem CSIC Madrid wurde vom Österreichischen Austauschdienst (ÖAD) unterstützt.

Rückfragehinweis:
Univ.Prof. Dr. Thomas Lörting
Institut für Physikalische Chemie
Universität Innsbruck
Innrain 52, A-6020 Innsbruck
Tel: +43 512 507 5062
Email: Thomas.Loerting@uibk.ac.at
http://homepage.uibk.ac.at/~c724117/
Univ.Prof. Dr. Hinrich Grothe
Institut für Materialchemie
TU Wien
Lehargasse 2-4, A-1060 Wien
Tel: +43 1 58801 165122
Email: grothe@tuwien.ac.at
http://www.imc.tuwien.ac.at
Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201004729 - Spectroscopic Observation of Gas-Phase Carbonic Acid Isolated in Matrix. Jürgen Bernard, Markus Seidl, Ingrid Kohl, Klaus Liedl, Erwin Mayer, Oscar Gálvez, Hinrich Grothe, Thomas Lörting. Angewandte Chemie International Edition.

Dr. Christian Flatz | Universität Innsbruck
Weitere Informationen:
http://www.imc.tuwien.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzen gegen Staunässe schützen
17.10.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Erweiterung des Lichtwegs macht winzige Strukturen in Körperzellen sichtbar
17.10.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz