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Löst purpurfarbenen Rauch aus: Rätsel um Knallgold gelöst

Eine Studie geht dem Gold, das explodiert, nun weiter auf den Grund.
Foto: CC0 / Pixabay / Stevebidmead

Knallgold gilt als geheimnisvolle Substanz. Synthetisiert wurde es schon im 16. Jahrhundert, seine chemische Struktur blieb aber lange unklar. Eine Studie geht dem Gold, das explodiert, nun weiter auf den Grund.

Knallgold kann in fast jedem Labor als Nebenprodukt entstehen und ist hochexplosiv. Erstmals erwähnt wurde Knallgold bereits 1585 als aurum fulminans – aber auch heute sind immer noch nicht alle Rätsel um das explosive Stoffgemisch gelöst. Darunter die Frage: Was bei der Reaktion im Detail passiert – beziehungsweise, welcher Stoff bei der Explosion, die einen purpurfarbenen Rauch auslöst, entsteht.

Knallgold selbst entwickelt sich, wenn Goldverbindungen wie Goldsalze mit Ammoniak oder Ammoniumchlorid reagieren. Es zeigt sich dann als olivgrünes Pulver, das je nach Herstellungsverfahren auch gelblich, braun oder schwarz sein kann.

Laut einem Forschungsteam um Simon R. Hall von der University of Bristol, deren Arbeit bislang nur auf einem Preprintserver veröffentlicht wurde, besteht der Rauch des Knallgolds aus goldenen Nanopartikeln, wie unter anderem Spektrum berichtet.

Forschende untersuchen Knallgold-Rauch

Indem die Forschenden um Hall den Probenträger eines Elektronenmikroskops dem Knallgold-Rauch aussetzten, gelang es ihnen, einige der Teilchen gewissermaßen einzufangen. Sie setzten sich am Drahtgitter des Probenträgers fest.

Mithilfe des Elektronenmikroskops konnten die Forschenden den purpurnen Rauch sodann bis auf seine atomare Ebene hin untersuchen. Es zeigte sich: Die Rauchpartikel bestehen aus einigen Nanometer kleinen Kügelchen. 

Außerdem gelang es den Wissenschaftler:innen mittels des Elektronenmikroskops, den Abstand einzelner Atomlagen innerhalb der Nanopartikel zu messen. Als Atomlage versteht man eine Schicht, dessen Dicke einem Atomabstand im Festkörper entspricht.

Der entscheidende Hinweis für die Forschenden: Der Atomlagen-Abstand stimmte exakt mit dem von Gold in metallischer Form überein – somit ist die Frage geklärt, welcher Stoff bei der Reaktion von Knallgold überhaupt entsteht.

Einige Fragen zu Knallgold bleiben weiterhin offen

Der Zusammenhang von Metallgold und der Farbe Rot war Chemiker:innen schon länger bekannt. So weisen auch Lösungen von Nanogold in Wasser eine intensive rote Farbe auf. Das liegt daran, dass elektrische und magnetische Felder des Lichts eine Schwingung der Elektronen im Gold provozieren, die auch Oberflächenplasmonenresonanz genannt wird.

Welche Strukturen die chemische Grundlage des bunten Knallgoldpulver bilden, geht aus der kürzlich durchgeführten Studie jedoch immer noch nicht hervor. Hierfür werden weitere Untersuchungen nötig sein, wobei das Interesse an zusätzlichen Forschungen zu Knallgold aber vorwiegend akademischer Art ist.

Denn bereits seit dem Beginn der Knallgold-Forschungen hat sich bis heute keine sinnvolle Anwendung für den Stoff finden lassen. Für die Sprengstoffherstellung etwa ist Knallgold zu unberechenbar. Darüber hinaus ist es als Ausgangsmaterial sehr teuer.

Verwendete Quellen: Arxiv (Cornell University), Spektrum 

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