3 - Wasser - Die Grundsubstanz aus dem Blickwinkel der Naturwissenschaft [ID:474]
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Wasser, gut. Statistisch gesehen ist Wasser etwas ganz Normales, Gewöhnliches.

Zwei Drittel der Erdoberfläche ist mit Wasser versehen. Das ist der blaue Planet, die Erde,

weil man sieht im Wesentlichen Wasser, wenn man von oben drauf schaut. Aber letztendlich ist das

eigentliche Wasser, was wir für uns nutzen können, doch höchstens im Bereich von 0,3 Prozent, das wäre

ein Trinkwasser. Also müssen wir damit eben pfleglich umgehen. Und wir sind froh, dass es einen

Wasserkreislauf gibt. Der Wasserkreislauf ist was Natürliches, aber der ist auch entscheidend für

das Leben auf der Erde. Der wird von der Sonne getrieben. Die Sonne sorgt dafür, dass das eigentlich

das Wasser vom Meer beispielsweise verdunstet und zwar ohne Salz. Dass dann sich Tropfen bilden, die

Tropfen führen zur Wolkenbildung und die gehen bei Niederschlägen entsprechend runter. Das ist so das,

was man in der dritten Klasse eben halt lernt. Ohne Wasser läuft gar nichts. Das heißt,

Wasser hat so exzellente Eigenschaften, dass Wasser in allen drei Aggregatzuständen eben unter unseren

Lebensbedingungen existiert. Wir haben Eis, wir haben Wasserdampf und wir haben Wasser in flüssiger

Phase. Warum ist Wasser so einzigartig? Jetzt komme ich mit einigen sehr trockenen Stoffkonstanten,

aber Stoffkonstanten sind wichtig, um das zu verstehen. Wenn man sich das Wassermolekül anschaut,

dann besteht es aus Sauerstoff und zwei Wasserstoffatomen. Der Sauerstoff hat sechs

Elektronen auf der äußeren Schale sitzen und der Wasserstoff jeweils eins. Das Entscheidende ist,

dass beide Atomsorten ein unterschiedliches Bestreben haben, Elektronen anzuziehen. Man sagt

auch, der Sauerstoff hat eine höhere Elektronennegativität als Wasserstoff. Nach dem

Paulingens System von 3,5 und Wasserstoff von 2,1. Das heißt, die Elektronen von den

Wasserstoffatomen werden zum Sauerstoff rübergezogen und damit hat man partielle negative Ladung auf

dem Sauerstoff und eine partielle positive Ladung auf dem Wasserstoff. Das heißt, dem Wasserstoff

fehlen Elektronen und übrig bleibt das Proton. Also haben wir die positive Ladung. Das heißt,

wir haben entlang dieser Bindung schon mal Dipomomente und es gibt natürlich ein resultierendes

Dipoment, da komme ich nachher noch drauf zu sprechen. Das ist schon einzigartig, dass man

dieses sehr große Dipoment hat. Das führt auch dann zu allen Eigenschaften, denn wir haben eine

sehr große Dichte. Ist jedermann gewohnt, wenn wir ein Kilogramm Milch oder ein Liter Milch kaufen,

wissen wir, dass ist dasselbe in grün. Aber es ist eine hohe Dichte. Denn vergleichen wir beispielsweise

Wasser mit Schwefelkohlenstoff oder auch mit Schwefelwasserstoff, dann haben wir ja nur an

Stelle des Sauerstoffs einen Schwefelatom. Aber wir haben ein Gas, wir haben keine Flüssigkeit. Und

das macht eben halt dieses diese große Unterschied in den Elektronikaktivitäten aus. Der Schmelzpunkt

ist uns auch läufig. Natürlich, Eis schmilzt bei 0 Grad Celsius bei Normaldruck. Der Siedepunkt ist

bei 100 Grad. Alles ganz gewöhnlich. Damit haben wir unsere Temperaturskala geeicht. Und das ist

eben das Ungewöhnliche daran, dass Wasser wirklich über diesen großen Bereich flüssig ist. Die

Fiskusität ist hoch, die ist höher als vom Bratolium. Die Brechzahl ist einzigartig hoch mit 1,33.

Das heißt, Wasser bricht Licht. Und darauf kommen wir also heute auch in Experimenten zu sprechen.

Wasser erscheint uns blau, weil Wasser Licht bricht. Wasser streut auch. Wir haben hohe

Verdampfungswärme, hohe Schmelzwärme. Und das führt auch letztendlich zu den Eigenschaften,

die uns alles erhält. Was entscheidend natürlich ist, dass unsere Lebensbedingungen so stabil sind.

Gut, wir haben einen heißen Sommer, wir haben einen kalten Winter. Aber nichtsdestot weniger ist der

Temperaturbereich, in dem wir uns aufhalten, maximal 40, 50 Grad Celsius. Und das hängt damit

zusammen. Wasser kann Energie großem Maße speichern, ohne die Temperatur zu ändern. Das

sagt uns die spezifische Wärmekapazität vom Wasser aus. Die vom Dampf ist ebenfalls so hoch und die vom

Eis auch. Aber entscheidend ist, unsere Normalbedingungen, denn wir haben schließlich

zwei Drittel der Oberfläche mit Wasser oder drei Viertel der Oberfläche mit Wasser belegt,

die sorgt dafür, dass wir letztendlich eine einigermaßen stabile Temperatur haben und nicht

wie auf dem Mond Temperaturen, bei denen wir gar nicht existieren könnten. Dann schauen wir uns

zuerst einmal die Dichte an. Die Dichte ist auch sehr, sehr wichtig. Die Dichte ist ja hoch bei 4

Grad Celsius. Das habe ich eben schon erwähnt. Ungefähr ein Liter ist ein Kilogramm. Aber die

Dichte nimmt nach 0 Grad Celsius ab. Und das ist schon etwas Ungewöhnliches. Was, wenn meine Maus

immer bleibt? Ja, hier ist jetzt. Das heißt, die Dichte nimmt ab. Was heißt das? Das Wasser wird

Teil einer Videoserie :

Presenters

Prof. Dr. Carola Kryschi Prof. Dr. Carola Kryschi

Zugänglich über

Offener Zugang

Dauer

00:25:53 Min

Aufnahmedatum

2007-06-20

Hochgeladen am

2017-07-06 14:05:22

Sprache

de-DE

Tags

Naturwissenschaft Wasser Grundsubstanz
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