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Trennung der Unzertrennlichen - Wasser als molekularer Verführer

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Ein besonders inniges Paar bilden Chloridionen (das sind die negativen Teilchen im Kochsalz) und Protonen (das sind positiv geladene Wasserstoffatome, die sehr viel kleiner sind als gewöhnliche Atome und die für den sauren Geschmack von Zitronensaft, Magensäure, Cola u.s.w. verantwortlich sind), genannt Chlorwasserstoff. Man muss immerhin 10,7 kWh Energie aufbringen, um ein Kilogramm davon in die geladenen Bestandteile zu zerlegen. Und doch kann man mit geeigneten Verführungskräften auch dieses innige Paar trennen. Ein hervorragender Verführer - geradezu der Don Juan der Molekularsoziologie - ist das Wassermolekül. Es hat eine negative Seite und eine positive Seite. Dem Proton kann es die negative, dem Chloridion die positive Seite zeigen. Und schon wird der Chlorwasserstoff schwach, was man (da unterscheiden sich Mensch und Molekül!) an seinem nachlassenden Puls merken kann. Ein einzelner Verführer reicht allerdings nicht aus, um das Paar zu trennen, auch zwei nicht. Rechnungen weisen darauf hin, dass etwa vier Wassermoleküle für eine erfolgreiche Trennung benötigt werden. Kürzlich konnte auch im Experiment gezeigt werden, dass es wohl mindestens vier sein müssen.

Die Salzsäure, die Sie in Ihrem Magen zur Verdauung einsetzen, ist übrigens nichts anderes als Chlorwasserstoff, der durch eine Überzahl von Verführermolekülen getrennt wurde. Die verführten Protonen ihrerseits sind in der Lage, die Eiweissmoleküle in der Nahrung aufzuspalten und so verwertbar zu machen. Für die Erkenntnis, dass Moleküle wie Chlorwasserstoff in Wasser tatsächlich in geladene Teilchen getrennt werden, hat Svante Arrhenius, einer der Väter der Physikalischen Chemie, übrigens vor genau hundert Jahren (1903) den Nobelpreis bekommen.