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Hauptinhalt

Zusammenfassung der Lektion: Wasser und Leben

Wichtigste Begriffe

BegriffBedeutung
Polares MolekülEin neutrales, ungeladenes Molekül, das eine asymmetrische Ladungsverteilung besitzt, die zu partiell positiven und partiell negativen Bereichen führt
KohäsionDie Anziehung von Molekülen zu anderen Molekülen der gleichen Art
AdhäsionDie Anziehung von Molekülen zu anderen Molekülen einer anderen Art
DichteDie Masse pro Volumeneinheit einer Substanz
Spezifische WärmekapazitätDie Wärmemenge, die benötigt wird, um ein Gramm einer Substanz um ein Grad Celsius zu erwärmen
VerdampfungswärmeDie Energiemenge, die benötigt wird, um ein Gramm einer flüssigen Substanz in ein Gas bei einer konstanten Temperatur umzuwandeln

Einzigartige Eigenschaften von Wasser

Darstellung eines einzelnen Wassermoleküls (H2O)
  1. Wasser ist polar. Wassermoleküle sind polar mit partiell positiven Ladungen an den Wasserstoffen und einer partiell negativen Ladung am Sauerstoff sowie einer gebogenen Gesamtstruktur. Dies liegt daran, dass Sauerstoff elektronegativer ist, das heißt, dass er besser als Wasserstoff Elektronen anzieht.
  2. Wasser ist ein ausgezeichnetes Lösungsmittel. Wasser hat die einzigartige Fähigkeit, viele polare und ionische Substanzen zu lösen. Das ist wichtig für alle Lebewesen, da es so auf seinem Weg durch den Wasserkreislauf viele wertvolle Nährstoff aufnehmen kann!
  3. Wasser hat eine hohe Wärmekapazität. Um die Temperatur einer bestimmten Wassermenge um ein Grad zu erwärmen, wird viel Energie benötigt. Daher hilft Wasser bei der Regulierung der Umgebungstemperatur. Zum Beispiel erlaubt diese Eigenschaft, dass die Wassertemperatur in einem Teich am Tag und in der Nacht relativ konstant bleibt – unabhängig von der sich ändernden Lufttemperatur.
  4. Wasser hat eine hohe Verdampfungswärme. Menschen (und andere Tiere, die schwitzen) nutzen die hohe Verdampfungswärme des Wassers zur Abkühlung. Wasser wird von seiner flüssigen Form in Dampf umgewandelt, wenn die Verdampfungswärme erreicht wird. Da Schweiß überwiegend aus Wasser besteht, absorbiert das verdampfende Wasser überschüssige Körperwärme, die in die Atmosphäre freigesetzt wird. Dies wird als Verdunstungskühlung bezeichnet.
  5. Wasser besitzt kohäsive und adhäsive Eigenschaften. Wassermoleküle besitzen starke kohäsive Kräfte aufgrund ihrer Fähigkeit, untereinander Wasserstoffbrückenbindung zu bilden. Für die Oberflächenspannung, das heißt die Fähigkeit der Flüssigkeitsoberfläche unter Spannung oder Druck nicht zu reißen, sind die kohäsiven Kräfte verantwortlich. Wasser besitzt auch adhäsive Eigenschaften, die es erlauben, an anderen Substanzen zu haften.
    Diese kohäsiven und adhäsiven Eigenschaften sind für den Flüssigkeitstransport in vielen Lebensformen von entscheidender Bedeutung. So können beispielsweise Nährstoffe gegen die Schwerkraft an die Spitze eines Baumes transportiert werden.
  6. Wasser besitzt als Feststoff eine geringere Dichte als als Flüssigkeit. Wenn Wasser gefriert, bilden die Moleküle eine kristalline Struktur, in der die Moleküle weiter auseinander liegen als in flüssigem Wasser. Das bedeutet, dass Eis eine geringere Dichte hat als flüssiges Wasser, weshalb es schwimmt.
    Diese Eigenschaft ist wichtig, da sie verhindert, dass Teiche, Seen und Ozeane einzufrieren, und ermöglicht, dass das Leben weiterhin unter der eisigen Oberfläche weitergehen kann.

Häufige Fehler und Missverständnisse

  • Wasser kann alles lösen, weil es das „universelle Lösungsmittel“ ist. Wasser kann viele Substanzen aufzulösen, aber der Begriff „universelles Lösungsmittel“ ist irreführend. Wasser kann andere polare Moleküle und Ionen wie Zucker und Salze auflösen. Nicht polare Moleküle wie Öle besitzen jedoch keine partiell positive oder partiell negative Ladungen, sodass sie nicht von Wassermolekülen angezogen werden. Aus diesem Grund bleiben nicht polare Substanzen wie Öl abgetrennt, wenn sie in Wasser gegeben werden.

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