Wasser - ohne geht nichts

Wasser ist Leben! Schon der griechische Gelehrte Thales von Milet hielt Wasser für das Element, aus dem alle anderen Körper entstanden sind. Für ihn war es "Prinzip aller Dinge, aus dem alles ist und zu dem alles zurückkehrt". Heute wissen wir, dass Wasser kein Element ist, sondern eine Verbindung aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Sie bilden das Wassermolekül: H2O.

Die wichtigste Substanz der Welt

Nur wenige Prozent sind nutzbares Süßwasser

Was macht diese Verbindung so besonders? Etwa 70 % unserer Erde ist mit Wasser bedeckt. Zusammengerechnet sind das 1,4 Billiarden Liter Wasser. Davon sind etwa 97 % Salzwasser und nur 3 % Süßwasser.

Wasser ist Bestandteil aller Lebewesen: Wir Menschen bestehen etwa zu 2/3 aus Wasser. Fast alle unsere Stoffwechselvorgänge stehen mit Wasser in Zusammenhang. Einige Tiere setzen sich sogar fast vollständig aus Wasser zusammen: Bei Quallen beträgt der Anteil an Wasser etwa 99 %. Grüne Pflanzen und einige Bakterien benötigen Wasser für die Sauerstoff liefernde Photosynthese.

Wasser hat viele Gesichter

Wasser kann - z. B. in den gefährlichen Riesenwellen (Tsunamis) - die unglaubliche Geschwindigkeit von 1000 km/h erreichen. Mit dieser zerstörerischen Kraft kann es ganze Landschaften verändern. Wasser formt Steine, Schluchten und Täler. Als einzige verbreitete Substanz kommt es in seiner natürlichen Umwelt in allen drei Aggregatzuständen vor:

Flüssig:

Regentropfen

Flüssiges Wasser in Form von Regen, Grundwasser oder Oberflächenwasser

Gasförmig:

Wolken

Wasser in Gasform als unsichtbarer Wasserdampf in der Luft

Fest:

Eis

"Festes" Wasser als Schnee und Eis

Wasser als Eis oder Schnee hat eine Besonderheit: Oft haben feste Stoffe eine größerer Dichte als Flüssigkeiten. Wasser dagegen hat seine größte Dichte bei einer Temperatur von 4  °C, also in flüssigem Zustand. Dann hat es im Verhältnis zu seiner Masse das geringste Volumen. Kühlt es unter 4 °C ab, dehnt es sich wieder aus, die Dichte nimmt ab. Diese Eigenschaft bezeichnet man als Dichteanomalie des Wassers. Beim Gefrieren legt Wasser sogar schlagartig bis zu 10 %  seines Volumens zu. Auf Grund dieser Eigenschaft schwimmt Eis auf flüssigem Wasser.

Unter Normalbedingungen behält Wasser seinen flüssigen Zustand bei Temperaturen, die zwischen 0 °C und 100 °C liegen, bei. Es ist dabei ein exzellenter Wärmespeicher und das ist wichtig für unser Klima. Auf der Insel Mainau beispielsweise wachsen Zitrusfrüchte, weil der Bodensee als Wärmespeicher wirkt.

Bei Wasser stimmt die Chemie

Die Eigentümlichkeiten des Wassers beruhen auf seiner Molekülstruktur. Das Molekül ist gewinkelt gebaut. Zwei Wasserstoffatome bilden mit dem Sauerstoffatom einen Winkel von 104,5°. Zudem sind die Atome unterschiedlich elektrisch geladen. Sauerstoff hat eine negative Teil-Ladung und die zwei Wasserstoffatome eine positive. Das Molekül ist also ein so genannter elektrischer Dipol. Der ist unter anderem verantwortlich für die Oberflächenspannung des Wassers und sorgt dafür, dass sich zum Beispiel der Wasserläufer auf der Wasseroberfläche bewegen kann. Im Inneren der Flüssigkeit bestehen Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Wassermolekülen und ihren Nachbarn. An der Wasseroberfläche stoßen die Moleküle aber auf Luft. Hier fehlt ihnen ein Teil der Wechselwirkungen mit den anderen Wassermolekülen. Die Folge: Auf jedes Wassermolekül an der Oberfläche wirkt eine nach innen gerichtete Kraft. Um ein Molekül aus dem Inneren der Flüssigkeit an die Oberfläche zu bringen, ist Energie notwendig – denn gegen diese Kraft muss Arbeit geleistet werden. Deshalb bildet Wasser eine möglichst kleine Oberfläche, die sich wie eine straffe Haut verhält.

Wasser ist geruch- und geschmacklos, farblos und lichtdurchlässig. Letzteres ist besonders für die Lebewesen im Meer von Bedeutung. Eine andere Eigenschaft des Wassers ist noch wichtiger und das für alle Lebewesen: Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel. Es löst Feststoffe, Gase und Flüssigkeiten: z. B. Sauerstoff, Kohlendioxid und Mineralien. Einfach perfekt, dieses Molekül!