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Ursache und Wirkung

KonvektionsmusterLaden...
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Salzsäure (oben) und Natronlauge (unten) treffen in diesem Video aufeinander und reagieren zu Salz und Wasser. Die Konvektionsströme steigen dabei in fingerförmigen Strukturen nach oben, anstatt ein symmetrisches Muster um die Grenzfläche zwischen den beiden Reaktionspartnern zu bilden.

Der Grund: Salzsäure (HCl) breitet sich schneller aus als Natriumchlorid (NaCl). Folglich wird in der Nähe der Grenzschicht nach unten sinkendes HCl nicht schnell genug vom nach oben steigenden NaCl ausgeglichen. Auf diese Weise entstehen hier Stellen, die eine geringere Dichte aufweisen als die Flüssigkeit darüber, und so tritt Konvektion auf. Da Natriumchlorid und Natronlauge ähnliche Diffusionsraten besitzen, lässt sich dieses Verhalten nur in der oberen Hälfte beobachten.

Mit diesem einfachen Modellsystem sowie Computersimulationen zeigt ein Team um Anne De Wit von der Université Libre de Bruxelles, dass die durch eine chemische Reaktion ausgelöste Konvektion dieselbe Reaktion beschleunigen kann. Womöglich habe man solche Prozesse bisher unterschätzt – etwa im Erdmantel oder in Supernovaexplosionen, so die Wissenschaftler. (mp)

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