Messung und Deutung der Temperaturabhängigkeit der kernmagnetischen Protonenrelaxation in wäßrigen Lösungen von Ionen der I. Gruppe der Übergangselemente

Zusammenfassung

Zur Klärung der unter den verschiedenen Kopplungsmöglichkeiten magnetischer Momente besonders interessierenden Wechselwirkung zwischen Kern- und Elektronenspins wurde in Fortsetzung früherer Arbeiten die Temperaturabhängigkeit der beiden RelaxationszeitenT ₁ undT ₂ der Protonen in wäßrigen Lösungen paramagnetischer Ionen impulstechnisch gemessen. Es wurden die Relaxationszeiten und die Viskosität in Lösungen paramagnetischer Ionen der 1. Gruppe der Übergangselemente in einem Temperaturbereich von 0 bis 80° C bei einer Meßfrequenz von 26,5 MHz untersucht. Der Meßfehler betrug etwa 5%. Die einzelnen Lösungen zeigten ein sehr gegensätzliches Verhalten. In Lösungen von Co²⁺, Cu²⁺-, Fe²⁺-, Fe³⁺-, Ti³⁺- und Mn²⁺-Ionen steigenT ₁ undT ₂ mit der Temperatur an. Das VerhältnisT ₁/T ₂ dieser Lösungen ist nur im Fall der Ti³⁺- und Mn²⁺-Ionen merklich temperaturabhängig und von 1 wesentlich verschieden. Während es in Ti³⁺-Lösungen abnimmt, hat es in Mn²⁺-Lösungen in Funktion der Temperatur ein Maximum. In Lösungen von Ni^2±Ionen nehmen die RelaxationszeitenT ₁ undT ₂ der Protonen bei konstantem VerhältnisT ₁/T ₂ mit der Temperatur ab, dagegen nimmt in Lösungen von Cr³⁺-IonenT ₁ nach Durchlaufen eines Minimums wieder zu. In VO²⁺-Lösungen nimmtT ₁ mit steigender Temperatur zu undT ₂ ab. Dabei wurden, insbesondere in stark schwefelsauren Lösungen, sehr große Werte vonT ₁/T ₂ gefunden (bis 60). Es wird der Versuch unternommen, mit Annahmen über die Temperaturabhängigkeit der Elektronenrelaxation die kernmagnetischen Meßergebnisse zu erklären. Sollte sich die vorgeschlagene Modellvorstellung als richtig erweisen, so ergibt sich eine neue Möglichkeit zur Untersuchung von meßtechnisch schwierig zugänglichen Elektronenrelaxations-Vorgängen.