Wasser

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Schmelzpunkt: 0°C

Siedepunkt: 100°C

Verdampfungsenthalpie/Verdampfungswärme: 2257 kj/kg bzw. 40,8 kj/mol

Schmelzenthalpie/Schmelzwärme: 33,5 kj/kg

Molare Masse: 18,015268 g/mol

Wissenswertes:

Wasser macht 71% unserer Erdoberfläche aus und besteht wie jeder Stoff aus vielen einzelnen Molekülen.

Die chemische Verbindung des Wassermoleküls besteht aus einem Sauerstoff- (O) und zwei Wasserstoffatomen (H). Das Molekül kommt in zwei Isomeren (para- und ortho-Wasser) vor und unterscheidet sich im Kernspin der beiden Wasserstoffatome.

Je nach Isotopenzusammensetzung des Moleküls wird zwischen „schweren Wasser (Deuteriumoxid)“, „halbschwerem Wasser (Hydrodeuteriumoxid)“ und „überschwerem Wasser (Tritiumoxid)“ unterschieden. Die Molmassen betragen ca. 18 g/mol (H2O), 19 g/mol (HDO), 20 g/mol (D2O, HTO), 21 g/mol (DTO) und 22 g/mol (T2O).

Das Wassermolekül ist geometrisch gewinkelt, polar und kann Wasserstoffbrückenbindungen bilden

Durch die Polarität des Stoffes, handelt es sich um einen Dipol und weist folgende besondere Eigenschaften auf:

Es besitzt seine höchste Dichte bei 4 Grad, wodurch es Eis ermöglicht an der Oberfläche zu schwimmen, sowie die höchste Wärmekapazität alles Flüssigkeiten bei 75,336 J·mol^-1·K^-1 entsprechend 4,18 kJ·kg^-1·K^-1. Eine weitere Eigenschaft ist die geringe Wärmeleitfähigkeit von Wasser. Daher sind Ozeane gute Wasserspeicher.

Ebenfalls durch die Wasserstoffbrückenbindungen werden die Eigenschaften des Stoffs stark beeinflusst.

Denn trotz seines Dipolcharakters wäre Wasser mit einer molaren Masse von 18 g/mol nicht flüssig. Nur durch die vielen Wassermoleküle die untereinander durch Wasserstoffbrücken verbunden sind, ist der flüssige Zustand möglich.

Die Wassermoleküle wechselwirken über Wasserstoffbrückenbindungen miteinander und besitzen dadurch ausgeprägte zwischenmolekulare Anziehungskräfte. Jedoch sind die Verkettungen weder fest noch beständig und bestehen nur für wenige Sekunden, ehe sie sich lösen und sich erneut mit anderen Molekülen verbinden.

Dieser Vorgang wiederholt sich unentwegt und führt schließlich zur Ausbildung eines variablen Clusters. Die Definition eines variablen Clusters ist demnach ein instabiler, meist kurzlebiger Zusammenschluss von Molekülen zu größeren Molekülverbünden. Hierdurch werden wichtige Eigenschaften wie die Dichteanomalie hervorgerufen und der Phasenübergang von flüssigem Wasser zu gasförmigem Wasserdampf erschwert.