''Dieser Artikel befasst sich mit dem "Stoff" Wasser. Andere Bedeutungen unter
Wasser (Begriffsklärung | (
Wasser (Begriffsklärung''
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Wasser
ist eine chemische Verbindung von
Wasserstoff .html"> (
Sauerstoff), H2O (Wasserstoffoxid.
Die Bezeichnung wird besonders für den flüssigen Zustand verwendet. Im festen (gefrorenen Zustand wird es
Eis .html">(Wasser)dampf | (
Wasserdampf|(Wasserdampf.
Bedeutung des Wassers
Wasser ist für alle Lebensvorgänge essentiell. Das
Leben .html"> (
Philosoph)en zu den vier
Urelement .html"> (
Thales von Milet) sah im Wasser sogar den Urstoff allen Seins. Vor allem seine reinigende Kraft gab immer wieder Anlass über die Bedeutung des Wassers für das Leben und auch für ein Leben nach dem Tod nachzudenken (s.
Taufe .html"> (
Weihwasser).
Wasser beeinflusst auch entscheidend unser
Wetter .html"> (
Klima), nicht nur direkt durch
Niederschläge .html"> (
Wärme)mengen werden z.B. über den
Golfstrom .html"> (
Europa) oder über den
Humboldtstrom .html"> (
Südamerika)s transportiert.
Große Teile der Erde sind vom Wasser bedeckt (über 70 %,
Wasserhalbkugel .html"> (
Weltbevölkerung) mit hygienisch und toxikologisch unbedenklichem Wasser stellt eine der größten Herausforderungen der Menschheit in den nächsten Jahrzehnten dar.
Die Wasservorkommen der Erde belaufen sich auf ca. 1,38 Milliarden km3. Der weitaus größte Teil, 97,4 % davon ist das in den Weltmeeren vorkommende
Salzwasser .html"> (
Süßwasser) vor. Das meiste Süßwasser ist als
Eis .html"> (
Pol)en und in
Gletscher .html"> (
Trinkwasser) verfügbar.
Die zur Trinkwasserversorgung nutzbaren Wasservorkommen werden unterschieden in
Niederschlag .html">Flüssen .html">Seen .html"> (
Talsperre)n,
Grundwasser .html">Quellwasser .html"> (
Wasserhaushaltsgesetz) (in D, Ö und CH? geregelt.
In
Deutschland .html"> (
Schweiz),
Österreich .html"> (
Tschechien).
Der Wasserbedarf in Deutschland betrug (
1991 .html"> (
Kraftwerk)en diente. Rund 11 Mrd. m3 wurden direkt von der Industrie genutzt, 1,6 Mrd. m3 von der Landwirtschaft. Nur 6,5 Mrd. m3 dienten der Trinkwasserversorgung.
Der durchschnittliche Wasserverbrauch beträgt rund 130 Liter pro Einwohner und Tag.
Physikalisch-chemische Daten
(bei einem
Luftdruck | (
Luftdruck) von 1013 hPa und keinen gelösten Stoffen
Siedepunkt | (Siedepunkt): 100 °C
größte Dichte | (Dichte): 1 g / cm3 bei 4 °C
geruch .html">geschmack | (Geschmack (Sinneseindruck|geschmacklos
transparent und beinahe farblos, in dicken Schichten blaugrün
gutes Lösungsmittel .html">hydrophile | (hydrophil|hydrophile) bezeichnet
Spezifische Wärmekapazität (''c-Wert | (c-Wert)'': 4,18 kJ/(kg K bei 20 °C
Schmelzwärme | (Schmelzwärme): 335 kJ/kg (0 °C Eis -> 0 °C Wasser
Verdampfungswärme | (Verdampfungswärme): 2260 kJ/kg (100 °C Wasser -> 100 °C Dampf2460 kJ/kg (25 °C Wasser -> 100 °C Dampf2500 kJ/kg (0 °C Wasser -> 100 °C Dampf
Dipolmoment | (Dipolmoment) in der Gasphase: 1,84 D
Bindungslänge in der Gasphase: 95,7 pm
Bindungswinkel in der Gasphase: 104,5°
Besondere Eigenschaften
Dichteanomalie des Wassers
Im festen Aggregatzustand .html"> (Eis) schwimmt es auf dem flüssigen Wasser, d. h. es gefriert und erstarrt von oben nach unten. Das ist bei den meisten anderen Stoffen umgekehrt. Würde sich Wasser wie die meisten anderen Flüssigkeiten verhalten, würden alle Gewässer im Winter bis zum Boden zufrieren, selbst wenn die Bodentemperatur über 0 Grad Celsius läge, weil das an der Oberfläche entstehende Eis absänke. Das würde das Todesurteil für die meisten wasserlebenden Tiere bedeuten.
Dies ist nicht der Fall, da Wasser bei 4 Grad Celsius die höchste Dichte hat. Beim Abkühlen sinkt dieses Wasser zuerst nach unten. Selbst wenn die Temperatur weiter sinkt, bleibt das Wasser, das kälter als 4 °C ist über der 4 °C Schicht "liegen" und der See friert von oben her zu.
Wasser hat im Vergleich mit anderen Stoffen eine relativ hohe spezifische Wärmekapazität .html"> (Wärmflasche)n bzw. Kühlboxen besser als andere chemische Stoffe zumal es ungiftig ist. Aus dem gleichen Grund ist Wasser auch ein bevorzugtes Medium für den Wärmetransport, z. B. in Gebäudeheizungen und KFZ-Kühlanlagen.
Wasser hat einen relativ hohen Siedepunkt .html"> (Methan) siedet bei -164 °C. Wenn Wasser den erwarteten Gesetzmäßigkeiten entspräche, läge es bei Raumtemperatur .html"> (Gas) vor.
Wasser als .
Verantwortlich für die meisten anomalen Eigenschaften des Wassers sind die intermolekular wirkenden Wasserstoffbrücken | (Wasserstoffbrücken)bindungen, die sich aus dem Dipolmoment des Wassermoleküls erklären lassen:
Dipolmoment des Wassermoleküls
Das Dipolmoment .html"> (Elektronegativität) des Sauerstoffs und der Molekülgeometrie (gewinkelt. Das Wassermolekül besitzt eine positive Partialladung an der Seite des Wasserstoffatoms und eine negative an der Seite des Sauerstoffatoms (vgl. Abbildung. Darum kann es von bestimmten elektromagnetischen Wellen .html"> (Mikrowellen), in stärkere Schwingung | (Schwingung)en versetzt werden, welche zur Erwärmung des Wassers führen.
Die Polarität der chem. Bindung reicht als Grund für das beobachtete Dipolmoment nicht aus: Wäre das Molekül geradlinig ausgestreckt, würde sich der Schwerpunkt der beiden elektrisch positiven Ladungen der Wasserstoffatome in der Mitte auf das Sauerstoffatom bezogen befinden, und das Molekül würde trotz der polaren Bindungen kein Dipolmoment besitzen. Das Molekül ist aber winklig gebaut, was mit den beiden einsamen Elektronenpaaren .html"> (VSEPR-Theorie).
Wassermoleküle wechselwirken also miteinander über Wasserstoffbrückenbindungen und besitzen dadurch starke intramolekulare Anziehungskräfte. Für die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen ist auch die geringe Größe des Wasserstoffatoms von Bedeutung, da es sich nur so in ausreichendem Maße dem Sauerstoffatom nähern kann. Die höheren Homologen des Wasser, z. B. Schwefelwasserstoff H2S bilden derartige Bindungen aufgrund der geringeren Elektronegativitätsdifferenz zwischen den Bindungspartnern nicht aus.
Wissenswertes
Wasser in der Antike
Im antiken Griechenland wurde dem Element Wasser der Ikosaeder als einer der fünf Platonischen Körper | (Platonische Körper|Platonischen Körper) zugeordnet.
Demineralisiertes Wasser
Sogenanntes Demineralisiertes Wasser .html"> (Ionenaustauscher) gewonnen. Durch weitere, meistens nachgeschaltete, Reinigungsstufen wie Umkehrosmose, Mikrofiltration und UV-Entkeimung wird das Wasser frei von Feststoffen und organischen Verunreinigungen. Der Genuss von demineralisiertem Wasser wird von den meisten Wissenschaftlern verschiedener Fachrichtungen nicht empfohlen. Die Befürchtung nenneswerter gastrointestinaler Blutungen bei oraler Aufnahme von demineralisiertem Wasser ist übertrieben, da z. B. bereits durch Speichel oder durch die Magensäure der physiologische Gehalt an gelösten Stoffen hergestellt werden kann.
Destilliertes Wasser
Die Herstellung von destilliertem Wasser .html"> (Destillation) ist aufgrund der notwendigen grossen Energiemengen (hohe Verdampfungsenthalpie | (Verdampfungsenthalpie) aufwendig und teuer und spielt deshalb in der Technik kaum mehr eine Rolle. Durch perfektionierte Methoden der regenerativen Destillation nur durch Sonnenenergie lässt sich Wasser mittlerweile sehr kosteneffizient in (gemessen am Bedarf geringen Mengen destillieren. In Labors wird Wasser für spezielle Anwendungen immer noch mittels Destillation gereinigt.
Esoterisches
In der Esoterik .html"> (HADO)-Energie. Auch der Begriff des ''Polymer-Wassers'' scheint sich hier noch immer zu halten. Der wissenschaftliche Hintergrund: in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts haben russische Forscher hochreines Wasser mehrfach destilliert. Sie konnen eine winzige Spur einer zähflüssigen Substanz extrahieren. Wiederholungen an anderen Forschungsinstituten ergaben, dass die Quelle für das Polymer-Wasser nicht etwa Wasser war, sondern minimale menschliche Schweißabsonderungen waren -- Forscherschweiß.
Siehe auch
Geowissenschaften .html"> (Süßwasser), Umweltschutz .html"> (Weltwasserforum), Wasserrecht .html"> (schweres Wasser), Wasserung .html"> (Mineralwasser), Trinkwasser .html"> (Wasserkreislauf)
Literatur
Hütter, Leonhard A: ''Wasser und Wasseruntersuchung; Methodik, Theorie und Praxis chemischer, chemisch-physikalischer, biologischer und bakteriologischer Untersuchungsverfahren'', Salle + Sauerländer, ISBN 3-7935-5075-3
Esoterik
Emoto, Masaru: ''Die Botschaft des Wassers; Sensationelle Bilder von gefrorenen Wasserkristallen'', Koha Verlag, ISBN 3-929512-21-1
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