Geminale Rekombinationsdynamik solvatisierter Elektronen in flüssigem und überkritischem Wasser

Abstract

Die geminale Rekombinationsdynamik hydratisierter Elektronen wurde in der Vergangenheit immer wieder intensiv und unter verschiedensten Bedingungen untersucht. Dies lag nicht nur daran, dass diese Untersuchungen Einblick gewähren in das Transportverhalten der an der Rekombination beteiligten Spezies oder deren Reaktionsverhalten, sondern insbesondere auch an der Möglichkeit, Rückschlüsse ziehen zu können, in welcher Art das Elektron im Solvent nach seiner photolytischen Erzeugung und vor seiner Hydratation vorliegt. Vergleichbar vielfältig, wie die in diesem Zusammenhang durchgeführten Experimente, sind auch die Meinungen, welchen Weg das Elektron einschlägt, der es gestattet, dass das Elektron thermalisiert und schließlich hydratisiert. In diesem Zusammenhang beleuchtet diese Arbeit die geminale Rekombinationsdynamik aus der Perspektive der Temperaturabhängigkeit im Vergleich zwischen leichtem und schwerem Wasser. Dabei nimmt das Lösungsmittel Wasser eine besondere Rolle ein, da mit der Temperaturabhängigkeit ein kontinuierlicher Wechsel von einem stark polaren zu einem nahezu unpolaren Lösungsmittel einhergeht. Damit eignet sich Wasser in besonderem Maß zur globalen Überprüfung des von Onsager vorgeschlagenen Ausdrucks für die geminale Rekombination von Ionen, die unter Einfluss einer Coloumb-Wechselwirkung zueinander diffundieren. Zu diesem Zweck wurden für diese Arbeit Pump-Probe-Experimente aufgebaut, die sowohl die photolytische Erzeugung hydratisierter Elektronen durch Licht mit der Wellenlänge von 266 nm als auch der von 400 nm gewährleisten.