THz‐Spektroskopie erlaubt Rückschlüsse auf die Wasserdynamik und die Lage einer flüssig‐flüssig‐binodalen Grenze in wässrigen CaCO3‐Lösungen

Viele Naturphanomene hangen mit der Nukleation von CaCO3 zusammen, wobei die Rolle des Wassers bis jetzt weitgehend unklar war. Anderungen in der Absorption im THz-Frequenzbereich wahrend der fruhen Stadien der CaCO3-Nukleation belegen Veranderungen in den gekoppelten Bewegungen der hydratisierten Calcium- und Carbonat-Ionen. Der direkte Zusammenhang zwischen diesen Effekten und der kontinuierlichen Entwicklung des Ionenaktivitatsproduktes zeigt die Lage einer flussig-flussig-binodalen Grenze. Die Daten lassen stark darauf schliesen, dass sich proto-strukturiertes, amorphes CaCO3 uber die Verfestigung von anfanglich flussigen Vorstufen bildet. Auserdem erhohen Polycarboxylate, die flussige Vorstufen von CaCO3 stabilisieren, die kinetische Stabilitat des metastabilen flussig-flussigen Zustands signifikant, aber sie beeinflussen nicht die Lage der binodalen Grenze. Die mechanistische Bedeutung der Dynamik von Wassernetzwerken bei der Phasentrennung kann als alternativer Weg der Nukleation uber Pranukleationscluster rationalisiert werden und ist wahrscheinlich allgemein fur wassrige Systeme gultig.