Kartierung des Hydratwassers um Alkoholketten mittels THz‐Kalorimetrie

Änderungen im Wasserstoffbrückennetzwerk von in Wasser gelösten Alkoholketten wurden mithilfe der THz‐Spektroskopie gemessen. Die THz‐Spektren wurden zerlegt und die einzelnen Komponenten normalem Wasser, tetraedrisch angeordnetem Hydratwasser und ungeordneterem Hydratwasser zugeordnet. Das tetraedrisch angeordnete Wasser erzeugt eine Bande bei 195 cm −1 und ist am hydrophoben Teil des Alkohols lokalisiert. Die zweite Komponente zeigt eine Bande bei 165 cm −1 und wird dem Hydratwasser in der ersten Solvatationsschale zugeordnet. Die vermessenen, temperaturabhängigen Änderungen im THz‐Spektrum von gelösten Alkoholketten können direkt mit Änderungen von Wärmekapazität, Entropie und freier Energie korreliert werden. Dabei ist überraschenderweise nicht das tetraedrisch angeordnete Wasser, sondern hauptsächlich das ungeordnete Hydratwasser für die temperaturabhängigen Änderungen von ΔC p und ΔG verantwortlich. Der für den gelösten Stoff spezifische Unterschied in der freien Energie ist auf die Bildung von Kavitäten zurückzuführen und skaliert linear mit der Kettenlänge der Alkohole.