• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

AktueltArtikler fra Dansk KemiKemiteknik04. 05. 2026 | Heidi Thode

Supporting chemical thermodynamics

AktueltArtikler fra Dansk KemiKemiteknik04. 05. 2026 | Heidi Thode

Linear tetramolecular cluster of methanol inside an explicit solvent cavity.

The role of infrared spectroscopy

The use of molecular vibrations to probe structure in hydrogen bonding liquids.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder
(læs originalartiklen her)

By Evangelos Drougkas, Georgios M. Kontogeorgis and Xiaodong Liang, Center for Energy Resources Engineering, DTU Kemiteknik, and Henrik G. Kjaergaard, Department of Chemistry, University of Copenhagen

Hydrogen bonding compounds have a strong presence in many industrial and chemical processes. To tackle the challenge that many thermodynamic models face in the description of their properties, novel experimental data of their structure are of great importance to the chemical engineering community. Vibrational spectroscopy is an accessible yet invaluable tool for inferring the microscopic picture of hydrogen bonding, and its pairing with profound theoretical tools can help revolutionize chemical thermodynamics.

Describing the ”network”
A vast range of industrial applications involves hydrogen bonding substances, and the accurate prediction of their physical properties lays the groundwork for the design of advanced and efficient processes. Among them, water has arguably the largest number of applications, but despite its commonness a conclusive model that can capture its unique thermophysical property profiles remains as the “holy grail” of modern applied thermodynamics. Specifically, traditional equations of state fail to account for water’s anomalous properties, such as its maximum density or minimum heat capacity as a function of temperature.
There is consensus among the modeling community that the primary factor for water’s peculiar property profiles is its strong intermolecular interactions with an intense orientational character, commonly referred to as hydrogen bonding [1]. Most advanced models incorporate special terms that involve a key structural parameter: the number of molecules that do not participate in hydrogen bonds as donors, known as the free hydroxyl fractions. A traditional and highly accessible tool for the analysis of hydrogen bonding at the molecular level is infrared spectroscopy, a common technique that studies the transitions between molecular vibrational states. Hydrogen bonding induces changes in the vibrational patterns of hydroxyl groups, generating complex spectra that encode orientational information using vibrations as a proxy.

From spectra to free hydroxyl fractions
The analysis of temperature-varied vibrational spectra for the estimation of the degree of hydrogen bonding has been the subject of multiple works over the past 80 years. Among them, one empirical approach has survived the test of time, having been greatly utilized by the thermodynamics community. The works of Werner Luck have provided free hydroxyl fraction data for a wide temperature range for methanol, ethanol and water [2]. While these important data have found use in the calibration of the association terms of equations of state, they have surprisingly not been replicated or consolidated in later studies.
Contemporary computational means enable the investigation of the free hydroxyl group fraction problem, challenging the previous attempts. Taking methanol as a base case, quantum mechanical techniques are used for the geometry optimization of several methanol clusters. The vibrational properties of the hydroxyl stretching modes are determined with the local vibrational mode methodology [3], a highly customizable approach that relies on first principles and allows for the efficient calculation of spectroscopic peak positions and intensities.
A consideration commonly encountered during the application of quantum calculations is their default conduction at “vacuum” conditions. For increased tangibility to the liquid phase, this issue is amended with the application of solvation models, with the latest trends favoring the use of several “layers” of explicit molecules that are analyzed with lower levels of theory, such as semiempirical methods or molecular dynamics. An example of a chain-like cluster surrounded by explicit solvent molecules is shown in figure 1. Hence, balancing robustness and complexity is the key for efficient calculations on large systems with meaningful relevance to condensed states.
To simplify the complex near-infrared spectrum of methanol, measurements are conducted on its deuterated variants. The statistical analysis of the measured bands allows for the isolation of the free hydroxyl stretching band and the observation of its intensity change with respect to temperature. Combined with the theoretical intensity predictions, quantitation can be achieved. The basic principle behind this is illustrated in figure 2.
The new results (shown in figure 3) reveal a large disagreement with older empirical techniques [4].
The free hydroxyl fractions are found to be an order of magnitude lower than previously believed. This indicates that the overwhelming majority of hydrogen bond sites are actively participating in intermolecular interactions. This behavior persists even for temperatures approaching the normal boiling point of methanol, hinting at the strength of the hydrogen bond network that dominates the condensed phases of methanol.
While these initial results defy the picture painted by the milestone studies of the previous century, further investigation is conducted at the moment to ascertain the conclusions about the structural intricacies of liquid methanol.
Ongoing studies on solvation modeling and the inclusion of important intermolecular vibrational modes are bound to offer credibility on the implementation of the elaborate local mode methodology. Furthermore, collection of data on more regions of methanol’s spectrum is imminent, as well as the study of more relative compounds such as other light alcohols, paving the way for the rejuvenation of the hydrogen bond thermodynamic modeling framework and closing the distance towards a resolution of bulk water/aqueous electrolyte systems.

Acknowledgements
The authors would like to thank the European Research Council (ERC) for funding this work under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program (Grant Agreement No. 832460), ERC Advanced Grant project “New Paradigm in Electrolyte Thermodynamics”. Co-funded by the European Union (ERC, REMOTE, 101171135). Views and opinions expressed are, however, those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union or the European Research Council Executive Agency. Neither the European Union nor the granting authority can be held responsible for them.

E-mail:
Evangelos Drougkas: evadr@kt.dtu.dk
Georgios M. Kontogeorgis: gk@kt.dtu.dk
Xiaodong Liang: xlia@kt.dtu.dk

References
1. E. Arunan et al., “Definition of the hydrogen bond (IUPAC Recommendations 2011),” Pure and Applied Chemistry, vol. 83, no. 8, pp. 1637-1641, Jul. 2011, doi: 10.1351/PAC-REC-10-01-02.
2. W.A.P. Luck, “A Model of Hydrogen-Bonded Liquids,” Angewandte Chemie International Edition in English, vol. 19, no. 1, pp. 28-41, 1980, doi: 10.1002/ANIE.198000281.
3. E. Vogt, A.S. Hansen, and H.G. Kjaergaard, “Local Modes of Vibration: The Effect of Low-Frequency Vibrations,” in Molecular Spectroscopy, vol. 2, Y. Ozaki, M.J. Wójcik, and J. Popp, Eds., Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2019, ch. 14, pp. 389-424. doi: 10.1002/9783527814596.ch14.
4. E. Drougkas et al., “Application of the Local Vibrational Mode Framework for the Spectroscopic Estimation of Free Hydroxyl Group Fractions in Pure Liquid Methanol-d3,” J Phys Chem B, pp. 129-10824, Oct. 2025, doi: 10.1021/ACS.JPCB.5C03059.

BOKS:
Deuteration
The substitution of methanol’s methyl hydrogen atoms with deuterium leads to a shift to the peaks related to methyl-related vibrational transitions, simplifying the statistical treatment of the spectra specifically for the treatment of the hydroxyl bands.

Skrevet i: Aktuelt, Artikler fra Dansk Kemi, Kemiteknik

Seneste nyt fra redaktionen

En succesfuld LabDays Copenhagen 2026

BranchenytTop14. 09. 2026

Traditionen tro blev LabDays Copenhagen 2026 gennemført i KB Hallen; det skete fra den 9. - 10. september – og messen var igen i år en stor succes. Messen havde små hundrede udstillere, som bød fagpublikummet velkommen med et større fagligt program. Over 2.600 fagfolk lagde vejen forbi; så det

Kemiens etik: Et overset felt med voksende betydning

AktueltArtikler fra Dansk Kemi07. 09. 2026

Kemisk forskning og teknologi påvirker i stigende grad sundhed, miljø og samfund. Derfor er der behov for større opmærksomhed på kemiens etiske dimensioner i både forskning, undervisning og faglige organisationer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2026 og kan læses uden illustrationer,

Molekylær fødevarekemi former fremtidens mad

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi27. 08. 2026

Villumlegat til forsker Milena Corredig sætter fokus på struktur og funktionalitet i bæredygtige fødevarer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Kimie Kongsøre, Institut for

Hvad bruger vi kalken til?

Artikler fra Dansk Kemi26. 08. 2026

Fra Aalborg Portlands hvide kridtgrave til de malede hvælv i Aarhus Domkirke: kalk er ikke kun geologi, men et materiale, der har båret dansk byggeri, industri, landbrug og kunsthistorie. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses herunder uden illustrationer, strukturer eller

Kontrolleret osmose

Artikler fra Dansk Kemi26. 08. 2026

En metode til måling af blandingsenergi i ikke-ideale opløsninger. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Dennis Wowern Nielsen1 og Claus Helix-Nielsen21 Uafhængig forsker 2

Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemi26. 08. 2026

Der er fokus på ultraforarbejdet mad. Måske skyldes megen af den dårligdom, forarbejdning nu får skyld for, snarere en ubemærket ændring i vores indtag af umættede planteolier – især i de industrialiserede lande. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses uden illustrationer,

Der er forskel på thioler og thioler

Artikler fra Dansk KemiHistorisk kemi26. 08. 2026

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) I den interessante artikel om polycykliske carbonhydrider i aprilnummeret af dette blad [1] omtaltes en femleddet ring med to svovlatomer under navnet

Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

Artikler fra Dansk KemiBioteknologi26. 08. 2026

Forskere undersøger, hvordan mælkesyrebakterier fra honningbier kan bruges til at udvikle næste generation af plantebaserede fødevarer. Ved hjælp af avanceret droplet microfluidics kan tusindvis af bakteriestammer hurtigt screenes for deres evne til at fermentere plantebaserede råvarer og producere

GC-analyse af ”håbløse” matricer

AktueltArtikler fra Dansk Kemi24. 08. 2026

Prøveforberedelse ”all-in-one”. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Jens Glastrup, MSCi ApS For nogle år siden var jeg på besøg på Ravmuseet i Thyborøn, som drives af Bjarne

Hvor kommer kalken fra?

AktueltArtikler fra Dansk Kemi17. 08. 2026

Fra kølige underjordiske gange i Mønsted til molerklinter på Fur: Danmarks hvide mineral er et aftryk af et urgammelt hav og en nøgle til at forstå, hvorfor Danmark har hårdt vand. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Forudkonfigurerede R&D-pakker fra Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions til forenklet opsætning af undersøgelser

  • DENIOS ApS

    Hvilke risici skal du være opmærksom på ved tekniske gasser?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    De 10 mest almindelige fejl ved brug af turbomolekylære vakuumpumper, og hvordan man undgår dem.

  • Holm & Halby

    Haier Biomedical går ind på markedet for rysteinkubatorer

  • Holm & Halby

    Ny generation af -86 °C frysere halverer næsten energiforbruget

  • Holm & Halby

    Holm & Halby styrker LAF-programmet med italienske FASTER

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Besøg Busch Vakuumteknik på LabDays CPH 2026

  • Drifton

    Nye digitale sprøjtepumper til præcis væskedosering

  • Drifton

    Mød Drifton og DACOS på LabDays 2026

  • Holm & Halby

    NYHED: Haier centrifuger – Se dem på LabDays

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • En succesfuld LabDays Copenhagen 2026

    14.09.2026

  • Kemiens etik: Et overset felt med voksende betydning

    07.09.2026

  • Molekylær fødevarekemi former fremtidens mad

    27.08.2026

  • Hvad bruger vi kalken til?

    26.08.2026

  • Kontrolleret osmose

    26.08.2026

  • Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

    26.08.2026

  • Der er forskel på thioler og thioler

    26.08.2026

  • Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

    26.08.2026

  • GC-analyse af ”håbløse” matricer

    24.08.2026

  • Hvor kommer kalken fra?

    17.08.2026

  • Fra forskning til et mere sikkert kemisk arbejdsmiljø for brandfolk

    10.08.2026

  • Størrelse betyder noget

    03.08.2026

  • Mælkens caseiner er uden indre orden – men hvad gør calcium?

    22.06.2026

  • Fra fedtsyreprofil til fedtsyrekoncentration

    15.06.2026

  • Moderne forskning kræver stammekonstruktion i high-throughput

    09.06.2026

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}