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Überschrift:    

Eigenschaften des Wassers – Wikipedia

SEO Überschriften:    

  1. h1:

    Eigenschaften des Wassers

  2. h2:

    Inhaltsverzeichnis

  3. h3:

    AggregatzuständeBearbeiten

  4. h4:

    Schmelz- und SiedepunktBearbeiten

Lesezeit:    

19 Minutes, 36 Seconds

Sprache:    

Dein Artikel ist in deutscher Sprache geschrieben

Haupt Schlagwort (Thema des Artikels):    

Wasser

Neben Schlagwort (Nuance des Textes):    

Lösungsmittel

Hauptthemen des einzigartigen Inhaltes:    

Wasser ✓ Dichte ✓ Viskosität ✓ Bearbeiten ✓ Wassers ✓ Licht ✓ Eigenschaften ✓ Siedepunkt ✓ Stoffe ✓ Bereich ✓ Brechungsindex ✓ Wassermoleküle ✓ Temperatur ✓ Masse ✓ Eis

Zusammenfassung:    

Hochreines Wasser kann theoretisch bis zu −48 °C flüssig bleiben[18] Nach Computersimulationen geschieht dies durch Kristallisation in einer Tetraederform; im Zentrum des Kristalls ist ein Wassermolekül, welches von vier weiteren Molekülen umgeben ist. Dieses runde Verhältnis ist kein Zufall: es geht auf die Einheit Grave zurück, welche eine der historischen Wurzeln des heutigen internationalen Einheitensystems (SI) bildet. Der Brechungsindex ist im Vergleich zu vielen anderen Materialien geringer, daher ist die Brechung durch Wasser weniger stark ausgeprägt als beispielsweise beim Übergang von Luft in die meisten Glassorten oder gar in Diamant.

Artikel Inhalt:    

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Einzigartiger Artikel Text: Bewertung der Einzigartigkeit: 85%

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Zumeist wird in technischen Anwendungen demineralisiertes Wasser verwendet. Bei höheren Anforderungen wird dieses zu Reinstwasser aufbereitet. Die Eigenschaften des Wassers beruhen auf der Struktur des Wassermoleküls und den daraus resultierenden Verkettungen und Wechselwirkungen der Wassermolleküle untereinander über Wasserstoffbrückenbindungen, elektrische Dipolkräfte und weitere, wie die Van-der-Waals-Kräfte. Die physikalischen Eigenschaften des Wassers sind stark von der Temperatur und dem Druck abhängig. So nehmen Oberflächenspannung[15] und Viskosität[16] mit zunehmender Temperatur ab. Ebenso ist die Kompressibilität[17] temperaturabhängig. Die Zunahme der Siedepunkte liegt an der ebenfalls zunehmenden molaren Masse und der dadurch höheren Energiemenge, die aufgebracht werden müssen, um den jeweiligen Stoff in den gasförmigen Aggregatzustand zu überführen. Methan hat beispielsweise eine recht ähnliche molare Masse im Wasser und siedet unter Normaldruck bei 162 °C. Bei Schwefelwasserstoff müsste er jedoch bei 80 ° C sieden und wäre auch bei Raumtemperatur gasfähmig. Wasser erstarrt demnach bei 0 °C; es kann aber auch bei Normalbedingungen unter 0°C noch als Flüssigkeit vorliegen. Hochreines Wasser kann theoretisch bis zu 48 ° C flüssig bleiben. Die Temperatur des Wassers ist stark vom Sättigungsdampfdruck abhängig. Die Siedetemperatur sinkt bei Annäherung an den Tripelpunkt zusammen mit dem Siededruck und beide erreichen an diesem Punkt ihr Minimum. Wasserdampfblasen erhitzten sich in einem Kochtopf auf einer Herdplatte, erwärmte sich das Wasser am Boden schneller als das an der Oberfläche. So bildet sich ein labiler Temperaturgradient aus, der jedoch bald weitgehend durch Konvektion verschwindet. Beim Aufsteigen kühlen sie sich wieder ab und fallen zusammen. Bei weiterer Wärmezufuhr kollabieren nur noch die kleinen Blasen, die großen steigen auf. Eis geht in diesem Bereich direkt in den gasförmigen Zustand über, ohne dass eine Aggregatzustandsänderung in einer Flüssigkeit stattfindet. Im Vakuum findet die Sublimation bis fast 0 Kelvin (273,15 °C) statt. Die Obergrenze ist hingegen durch den Tripelpunkt gegeben. Wasserdampf (bei 100 °C) hat eine spezifische Wärmekapazität von 1,870 kJ/(kgK) und Eis (bei 0 ° C) 2,060 kj/( kgK). Bei Feststoffen hat es in der Regel eine deutlich niedrigere spezifizierte Wärmekategorie als bei anderen Flüssigkeiten. Beim Auftauen, also der Umwandlung von 0°C kaltem Eis, muss eine Energiemenge von 333,5 KJ/kg aufgebracht werden. Bei 0 Grad Celsius kaltes Wasser muss man dieselbe Menge Wasser von 100 K auf 80 K erwärmen. Wasser hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu anderen Flüssigkeiten, aber im Vergleich mit Metallen eine sehr geringe. Bei 20 °C leitet Eis Wärme jedoch wesentlich besser als flüssiges Wasser. Bismut kommt auf 7,87 W/(mK). Das ist der schlechteste Wärmeleiter unter allen metallischen Werkstoffen. Die Dichte steigt an, da sich die gelösten Teilchen zwischen den Wassermolekülen verteilen und die Volumenzunahme gering ist. Die Zunahme der Dichte entspricht dabei etwa der Masse an gelöstem Stoff pro Volumen und spielt eine wichtige Rolle für großräumige Wasserbewegungen, zum Beispiel im Rahmen der thermohalinen Zirkulation oder der Dynamik von Süßwasserlinsen. Bearbeiten Bearbeiten Wasser ist in reinem Zustand geschmack- und geruchlos. Dabei weist parallel polarisiertes Licht generell einen geringeren Reflexionsgrad als senkrecht polarized Licht auf, das heißt, beim Auftreffen auf die Grenzfläche von Luft und Wasser wird Licht polarisieren. Durch den relativ geringen Brechungsindex von Wasser ist dieser Effekt jedoch geringer ausgeprägt als bei vielen anderen (transparenten) Materialien mit höherem Brechung-Index. Wasser absorbiert Licht im sichtbaren Spektralbereich nur sehr schwach, das heißt, der Imaginärteil des komplexen Brechungsindex (Extinktionskoeffizient) ist näherungsweise 0. Wasser wird daher allgemein als transparent und farblos angesehen. Die große Lichtdurchlässigkeit des Wassers ermöglicht die Existenz von Algen und Pflanzen im Wasser, die Licht zum Leben benötigen. Im Wellenlängenbereich von ca. 400–440 nm ist der Extinctionskoeffizient und daher auch die Absorption. Wasseranalytiker berichten von einer hohen spezifischen Widerstandsfähigkeit des reines Wassers bei einem pH-Wert von 7 bei 25 °C. Dabei besitzt es einen hohen Spezifikwert von 18,2 Mcm (= 1,821011 mm2/m). Diese steigt mit der Temperatur um 1,5 bis 2 % pro Kelvin. Bereits Leitungswasser erreicht je nach Mineralgehalt eine Leitfähigkeit von durchschnittlich 500 Scm1 und Meerwasser von 50 mS1. Die dynamische Viskosität des Wassers bei 20 °C beträgt 1,0 mPa s. Es hat damit eine höhere Viskosit t als Petroleum (0,65 mpa bei 20°C), aber auch eine niedrigere als zum Beispiel Quecksilber (1,5 ms bei dieser Temperatur). Die Temperaturabhängigkeit des Selbstdiffusionskoeffizients ist sehr genau gemessen und dient oft als Referenzwertesatz beim Studium der Diffusion in anderen Flüssigkeiten. Neben der translatorischen Difffusion gibt es im Wasser auch die Rotations-Diffusion, nämlich die regellose Orientierungsänderung der Symmetrieachsen der Wassermoleküle durch Zufallsbewegungen (Random Walk) innerhalb der Flüssigigkeit. Die Zeit, d. h. die Zeit, in der sich ein Wassermollekül in der Flüßigkeit befindet, liegt bei 25 °C im Bereich von wenigen Picosekunden, wie mittels kernmagnetischer Relaxation und dielektrischer Relaxation gemessen wurde. Strukturbrechende Salze, bei denen das Anion die Wasser-Strukturbrechung verursacht, sind häufig auch chaotrope Salze. Löst man unpolare oder elektrisch ungeladene Spezies in Wasser, so tritt ein hydrophober Effekt auf, der neben der Rotation, auch die Diffusionsbewegung der Wassermoleküle in der Nähe dieser „hydrophoben“ Spezie in der näheren Umgebung verlangsamt und damit den gemittelten Difffusionskoeffizienten des Wassers in der Lösung verringert. Die Oberflächenspannung beträgt etwa 73 mN/m bei 20 °C und nimmt bei zunehmender Temperatur ab. Wasserdruck in knapp 10 km Tiefe) wird es daher um etwa fünf Prozent zusammengedrückt. Entsprechend der Dichte von 1 kg/dm3 ergibt sich hieraus eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall in Wasser von 1435 m/s. Wassermoleküle können aus verschiedenen Isotopen des Wasserstoffs (z. B. Protium 1H oder Deuterium 2H) und des Sauerstoffs (16O oder 17O) bestehen, die jeweils in unterschiedlichen Konzentrationen vorkommen. Gase lösen sich proportional zum Partialdruck des Gases in Wasser ohne eine feste Begrenzung der lösbaren Menge (Henry-Gesetz) Dagegen lösen sich Feststoffe bei zunehmender Temperatur meistens besser in Wasser, wovon es aber auch viele Ausnahmen gibt, wie bei Lithiumsulfat. Manche Substanzen wie Aceton oder Ethanol sind in beliebigem Verhältnis mit Wasser mischbar, also ineinander löschlich. Überkritisches Wasser zeigt jedoch ähnliche Löslichkeitseigenschaften wie unpolare organische Lösungsmittel. Die chemische Wasseranalytik und die Wasseraufbereitung beziehen sich auf die Art und das Vorkommen der verschiedenen Metallspezies. Bei Molekülen mit unterschiedlicher Polarität, wie bei vielen amphiphilen Lipiden, richtet sich die Wasserlöslichkeit oder Wasseraffinität nach dieser Ausrichtung.
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Quellenangabe:    

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