Sie öffnen die Mineralwasserflasche – und es zischt und prickelt. Es bestimmt die natürliche Frische des Biers und ist entscheidend für eine perfekte Schaumkrone, oder es steht für den erfrischenden, belebenden Weingeschmack. Derlei Beispiele ließen sich fortsetzen und das 'es' ist natürlich die Kohlensäure. Nein, ist es nicht, sagen die Chemiker, die eine derartige Verkennung von Begriffen zu Entgegnungen herausfordert. Die "richtige". Kohlensäure ist H₂C0₃, die in der Öffentlichkeit mißbräuchlich verwendete ist nichts anderes als CO₂, das Kohlendioxid. Die 'richtige' Kohlensäure ist noch dazu ein chemisch hochinteressanter Stoff: sie existiert nämlich, wie man schon im Chemieunterricht lernt, nicht stabil, sondern zerfällt in Wasser und Kohlendioxid. Chemikern der Universität Innsbruck ist jedoch der sensationelle Nachweis gelungen, daß sie doch stabil sein kann – und die Forscher beginnen seit kurzem sogar zu verstehen, warum das so ist.

Kohlenstoff ist an allen dynamischen Prozessen der Ökosphäre beteiligt. Die Kohlensäure ist ein wichtiges Molekül in Biologie und Chemie, steht an der Verbindungsstelle von Organischer und Anorganischer Chemie und schien sich nicht als Reinsubstanz chemisch herstellen zu lassen. Dabei hat sie in der Natur große Bedeutung, etwa im Zusammenhang mit der Verbrennung von Nahrung, bei der Kohlendioxid entsteht. Hierbei muß die Bildung von Kohlendioxidblasen im Körper verhindert und dafür gesorgt werden, daß dieser Stoff erst durch die Lungen als Gas entweicht. Die Natur stellt dazu ein Enzym bereit, das die schnelle Umwandlung von Kohlendioxid und Wasser in Kohlensäure bzw. deren Salz Hydrogenkarbonat bewirkt.

Einem Team aus Chemikern des Instituts für Allgemeine, Anorganische und Theoretische Chemie der Universität Innsbruck um die Professoren Hallbrucker und Mayer gelang es kürzlich, Kohlensäure auf chemischem Weg zu synthetisieren; Dr. Hage konnte sogar reine Kohlensäure stabil als Festkörper isolieren. Diesen bedeutsamen wissenschaftlichen Durchbrüchen im Experiment gesellen sich nun grundlegende theoretische Erkenntnisse hinzu, die auf den Forschungsergebnissen des Theorethischen Chemikers Prof. K. Liedl. beruhen. Liedls Arbeiten zielen dabei auf das Verstehen der vorhandenen Fakten und auf Vorschläge zu weiteren Experimenten ab. Umfangreiche Berechnungen von Moleküleigenschaften und deren mögliche Reaktionen waren und sind dafür nötig. Diese ergaben, daß die Kohlensäure und vor allem Paare von Kohlensäuremolekülen viel stabiler sein können als bisher angenommen. Sollte demnach Kohlensäure sogar als Gas vorkommen können? Ein bisher für völlig unmöglich gehaltenes Experiment, bei dem reine Kohlensäure erhitzt und anschließend an einem Kühlkörper wieder aufgefangen wurde, erbrachte den definitiven Nachweis: Kohlensäure mußte dazwischen in gasförmigem Zustand vorhanden gewesen sein.

Aus weiteren theoretischen Arbeiten, die größtenteils noch im Gang sind, wird zunehmend auch klar, warum Kohlensäure nicht beim Verdampfen zerfällt, sondern stabil bleiben kann: Der Grund liegt bei Wasserteilchen, die wahres Gift für Kohlensäure sind: Diese allein ist nämlich erstaunlich stabil; sind hingegen Wassermoleküle in der Nähe, beginnt ein rascher Zerfall der Kohlensäure. – Da Kohlensäure nicht, wie bisher angenommen, beim Verdampfen zerfällt, sondern sich sogar anhäufen könnte, sollte das z. B. dort Konsequenzen haben, wo massenhaft Kohlendioxid und Wassereis vorhanden ist, also im Weltraum: Immerhin finden sich beide etwa in Kometen, an den Polen des Mars und im Raum zwischen den Sternen.

Siehe auch

• Spektrum Ticker vom 27.2.1998
  "Prickelnde Neuigkeit vom 'Geist' aus der Flasche"
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