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Die chemischen Eigenschaften von Wasser
Wahr oder falsch: Wassermoleküle bestehen aus drei Atomtypen.
Wasser ist wichtig für alle Lebensformen, die wir kennen. Die Zellen lebender Organismen sind voll mit Wasser, in dem viele andere Stoffe gelöst sind. Diese Eigenschaft – Stoffe auflösen zu können – ist in der Biologie sehr wichtig. Wasser ist ein gutes Lösungsmittel. Besonders gut löst es ionische Verbindungen auf – das sind Verbindungen, die aus positiven und negativen Teilchen bestehen.
Das Wassermolekül ist weder positiv noch negativ geladen – es ist neutral. Es hat jedoch eine positive und eine negative Seite. Dadurch können sich die geladenen Teilchen – sogenannte Ionen – leicht auflösen. Wir sagen, dass das Wassermolekül polar ist. Eine weitere Wirkung des polaren Wassermoleküls ist, dass die positiven und die negativen Seiten verschiedener Wassermoleküle sich gegenseitig anziehen.
Die Moleküle bleiben dicht beieinander, weshalb Wasser bei Raumtemperatur flüssig ist. Andere Stoffe mit Molekülen, die etwa so groß sind wie Wassermoleküle, sind bei Raumtemperatur alle gasförmig. Wasser kocht indes erst, nachdem seine Temperatur hundert Grad Celsius erreicht hat. Das Wassermolekül besteht aus Sauerstoff und Wasserstoff. Wasser kann also durch die Verbrennung von Wasserstoffgas erzeugt werden.
Wasserstoffgas reagiert mit dem Sauerstoff in der Luft und bildet Wasser. Der Wasserstoff muss nicht aus Wasserstoffgas stammen. Fast alles, was brennt – Papier, Holz, Erdöl, Erdgas – enthält Wasserstoff. Alle diese geben Wasserdampf frei, wenn sie verbrannt werden. Man könnte Wasser als stabile Verbindung erachten.
Es reagiert weder mit Stein noch mit Plastik oder deiner Haut. Allerdings reagieren manche Metalle mit Wasser, woraufhin das Wasser Wasserstoffgas freisetzt. Ein Element, das heftig mit Wasser reagiert, ist Kalium. Die Reaktion setzt gewöhnlich so viel Wärme frei, dass sich das Wasserstoffgas entzündet. Auch Calcium reagiert mit Wasser und gibt dabei Wasserstoffgas ab.
Die Reaktion ist jedoch viel langsamer. Magnesium zeigt fast keine Reaktion mit kaltem Wasser; mit heißem Wasser ist die Reaktion hingegen etwas schneller. Einige Metalle wie Zink und Eisen reagieren nicht mit flüssigem Wasser, dafür reagieren Zinkpulver und Eisenspäne mit heißem Wasserdampf. Hier sind einige der chemischen Eigenschaften von Wasser: Es ist ein gutes Lösungsmittel für viele Stoffe. Verglichen mit anderen Stoffen mit Molekülen von ähnlicher Größe hat es einen hohen Siedepunkt.
Wasser wird erzeugt, wenn wasserstoffhaltige Stoffe in der Luft verbrennen. Einige Metalle reagieren mit Wasser und erzeugen Wasserstoffgas. Manche Metalle, wie Kalium, erzeugen heftige Reaktionen,... ...während andere Metalle wie Calcium und Magnesium langsamer reagieren... ...und im Falle von Zink und Eisen nur heißer Wasserdampf eine Reaktion hervorruft.