Frem eller tilbage? Nye veje for protoner i vand methanol

Dynamikken af ​​den overskydende proton i vand/methanol-blandinger (1:9) studeres ved hjælp af todimensionelle infrarøde (2D IR) spektroskopiteknikker. De eksperimentelle data analyseres ved hjælp af globale tilpasningsmetoder. De resulterende todimensionelle spektre består af to bidrag, et fra vand og et fra methanol. For vandbidraget er den spektrale diffusion langsommere i blandingen sammenlignet med rent vand, og et rødt skift af den centrale linje tyder på øget H-bindingsstyrke. Dynamikken i protonudvekslingen mellem vand og methanol er karakteriseret ved en tidskonstant på ca. 1,2 ps, hvilket er væsentligt længere end protonoverførselstiden i ren methanol (ca. 0,5 ps). Dette resultat er i overensstemmelse med lavere surhedsgrad af vand sammenlignet med methanol. 2D IR-spektrene viser også et svagt, men tydeligt bidrag fra en overtoneovergang i exciteret tilstand, hvilket indikerer, at protonoverførselsreaktionen fører til betydelige ændringer af strukturen og vibrationsfrekvenserne af de transiente mellemprodukter.