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H. Grothe, E. Knözinger, H. Tizek:
"Metastabile HNO₃-Hydrate";
Vortrag: Bunsentagung, Kiel; 29.05.2003 - 31.05.2003.

Polare stratosphärische Wolkenpartikel (PSC) sind heterogene
Katalysatoren für die Freisetzung von photolabilen, halogenhaltigen
Spurengasen. Sie sind damit mitverantwortlich für den
saisonalen Abbau von Ozon über den Polkappen. Die wichtigsten
festen Bestandteile von PSC sind Eis und Salpetersäurehydrate.
In Abhängigkeit von Temperatur und Zeit kann sich
deren Phasenzusammensetzung zum Teil dramatisch verändern.
Vor allem metastabile Hydratphasen spielen aufgrund der in der
Stratosphäre herrschenden Bedingungen eine wichtige, bisher
kaum untersuchte Rolle.
Ziel unserer Untersuchungen war eine möglichst vollständige
Erfassung aller stabilen und metastabilen Salpetersäurehydrate
im Konzentrationsbereich zwischen reinem Eis und 50 mol%
HNO₃. Dafür wurde ein spezielles Verfahren entwickelt, um
amorphe Proben im gesamten Konzentrationsbereich auszufrieren.
Nur aus der amorphen Phase ist es möglich metastabile
Strukturen zu kristallisieren. Diese wurden in Abhängigkeit
von der chemischen Zusammensetzung, der Temperatur und
der Zeit mit Hilfe der Röntgen-Pulverdiffraktion (Fernordnung)
und der FTIR-Spektroskopie (Nahordnung) verfolgt.
Es ist bekannt, daß metastabiles Salpetersäuredihydrat (NAD)
unter atmosphärischen Bedingungen zu kristallisieren vermag.
Wir haben jüngst das Kristallisationsverhalten von zwei verschiedenen
NAD Modifikationen untersucht [1]. Im Rahmen
dieses Vortrags sollen aktuelle Ergebnisse über weitere metastabile
Hydrate vorgestellt werden: die Tieftemperaturmodifi-
kation des Salpetersäuretrihydrates (α-NAT) und ein Hydrat
mit höherem H₂O-Anteil. Das Kristallisationsverhalten sowie
die Stabilitätsbereiche der verschiedenen Hydratmodifikationen
und ihre Phasenverteilung bei verschiedenen Konzentrationen
werden erklärt und unter besonderer Berücksichtigung der atmosph
ärenchemischen Relevanz diskutiert.
[1] Tizek, H.; Knözinger, E.; Grothe, H.; Phys. Chem. Chem.
Phys., 2002 , 4, 5128 - 5134.