Hydrogeographie - Eine geographische Gewässerkunde des Binnenlandes

Wasser / Eigenschaften

Wasser ist ein einzigartiger und faszinierender Stoff der die gesamte Geosphäre mit seinen Teilsystemen durchdringt: Wasser ist in der Atmosphäre, im Boden, im Gestein, in den Lebewesen und schließlich in den Speichern wie Ozeane, Seen, Flüsse, Schnee, Eis, usw.

Wasser kommt auf der Erde in allen drei Aggregatszuständen vor: flüssig, fest und gasförmig. Chemisch besteht Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff:

Abbildung aus: Heyn et al. 2004

Zwei Wasserstoffatome gehen eine Verbindung mit einem Sauerstoffatom ein (siehe Abb.). Die beiden Wasserstoffatome stehen sich in einem charakteristischen Winkel von 104,5 Grad gegenüber: Ein sog. Dipol mit einer positiven Ladung auf der einen Seite und einer negativen Ladung auf der anderen Seite des Wassermoleküls. Diesen Eigenschaft führt dazu, dass sich Wassermoleküle gegenseitig anziehen können und Cluster (Molekülaggregate) bilden. Diese sind bei niedrigen Temperaturen stabil, werden bei zunehmender Wärme allerdings instabil.

Die Moleküleigenschaften sind die Ursache für die besondere Oberflächenspannung des Wassers. Der Zusammenhalt der Wasserstoffmoleküle bzw. der Aggregate untereinander wird als Kohäsion bezeichnet. Haftet das Wasser an anderen Medien, z.B. an der Glaswand eines Reagenzglases, so bezeichnet man diese Haftfähigkeit als Adhäsion, wobei die Wasseroberfläche einen kleinen Meniskus bildet. Diese Eigenschaft führt in röhrenförmigen Systemen zu einem Auf- und Abstieg des Wassers (= Kapillarität). So kann sich Wasser in haarfeinen Spalten im Boden horizontal bewegen.

Weitere physikalische Eigenschaften fasst die folgende Tabelle zusammen:

Aus: Grohmann 1982

Die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ist sehr gering. Es bedarf eines hohen Energieaufwands, damit sich Wasser erwärmt. Für 1 kg Wasser müssen 2257 kJ zugeführt werden, damit es verdampft. Die gleiche Energie wird als Wärme frei, wenn Wasser kondensiert (= Kondensationswärme). Wasser ist aber auch ein sehr guter Wärmespeicher bzw. gibt Wärmeenergie langsam ab. Dieses Phänomen führt beispielsweise zu ausgeglicheneren Wärmeamplituden in See- und Meeresnähe (Ozeanität des Klimas) und ist Ursache des See-Land-Windsystems.

Reines Wasser ist geruchs-, geschmacks- und farblos. Es ist ein Lösungsmittel für zahlreiche Substanzen, die sich meist im Wasser auflösen (= dissoziieren). Die Lösungskraft des Wassers ist eine bedeutende Eigenschaft, die z.B. bei der Verwitterung und der Bodenbildung eine wichtige Komponente darstellt. Als physiologisch wichtige Eigenschaft ist die Quellfunktion des Wassers für Eiweiße sehr wichtig für Prozesse in pflanzlichen und tierischen Zellen. Ohne Wasser sind Organismen nicht lebensfähig.

[Seitenanfang] [Zurück]

Text: M.Reiss