55 Die Grundlagen chemischer Reaktionen Was ist die Besonderheit des Wassermoleküls? Aus der Elektrolyse des Wassers lässt sich schließen, dass jedes einzelne Wassermolekül Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis 2 : 1 enthält. Die Summenformel des Wassermoleküls ist daher H2O. In Abb. 55.1 siehst du, wie sich zwei Wasserstoff-Atome mit einem Sauerstoff-Atom zu einem Wassermolekül zusammensetzen. Dabei zieht das Sauerstoff-Atom die Elektronen der beiden Wasserstoff-Atome an sich und bildet einen negativ geladenen Pol. Der Bereich mit den Wasserstoff-Atomen bildet einen positiv geladenen Pol. Moleküle mit zwei elektrisch geladenen Polen nennen wir „Dipol-Moleküle“. Der verbogene Wasserstrahl (Abb. 55.2) Reibe ein PVC-Rohr zB mit Wolle und lade es elektrisch auf. Halte es zu einem dünnen Wasserstrahl. Der Strahl lässt sich stark ablenken. Betrachte die Modell-Darstellung in Abb. 55.2. Erkläre den Zusammenhang zwischen der starken Ablenkung des Wasserstrahls und der Vorstellung des Wassermoleküls als Dipol-Molekül. Welche Eigenschaften hat Wasser? • Wasser ist bei Raumtemperatur flüssig: Andere Stoffe mit ähnlich kleinen Molekülen (zB CO2, N2 …) sind zwischen 0 °C und 100 °C bereits gasförmig. Die Wassermoleküle ziehen einander an und bilden größere Molekülgruppen. Durch die Ausbildung sechseckiger Strukturen hat Eis eine geringere Dichte als Wasser (Abb. 55.3). • Wasser ist ein gutes Lösungsmittel für Stoffe, die aus Ionen bestehen (zB Salze) oder deren Moleküle selbst elektrische Pole haben (zB Zucker). Die Wassermoleküle umschließen die Ionen oder Moleküle als Hydrathülle (Abb. 53.6). Beim Erwärmen trennen sich die gelösten Stoffe wieder von den Wassermolekülen (Abb. 53.4). • Durch die gegenseitige Anziehung der Wassermoleküle hat Wasser eine große Oberflächenspannung und haftet auf vielen Oberflächen. Sehr anziehend! (Abb. 55.5) Setze mit einer Pipette Wassertropfen zB auf das Blatt einer Tulpe. Wasser haftet nicht auf dem Blatt und zieht sich zu Tropfen zusammen. Auf einem Zahnstocher bleibt der Tropfen kleben. Führe die Tropfen mit dem Zahnstocher zueinander. Beschreibe deine Beobachtung. „Die besonderen Eigenschaften des Wassers machen das Leben auf der Erde möglich.“ Diskutiert diese Aussage in der Kleingruppe, recherchiert eure Vermutungen und notiert fünf Beispiele, die die Aussage stützen. negativer Pol O H H positiver Pol O H H α α = 104,5° 55.1 Durch den Winkel von 104,5° und die starke Bindung der Elektronen an das Sauerstoff-Atom ist das Wassermolekül ein Dipol-Molekül. V3 55.2 Der verbogene Wasserstrahl: Die Wassermoleküle drehen sich zum elektrisch geladenen Rohr. A3 Das Wassermolekül (H2O) besitzt zwei elektrisch geladene Pole („Dipol“). M − + Wasserdampf Wasser Eiskristall 0 °C Wasserstoffbrücken 55.3 Wasser ist zwischen 0 °C und 100 °C flüssig. Eis hat eine geringere Dichte als Wasser. V4 A4 55.4 Gase lösen sich in kaltem Wasser besser als in warmem. zuvor gelöste Gase der Luft kaltes Wasser Trichter Herdplatte 55.5 Sehr anziehend! − − + + − − + − − + + − − + − − − − + − + + + + + + + − − + − + − − 55.6 Der Lösungsvorgang bei einem Salzkristall GefBU wz9gm7 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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