Alle Theorien über die Entstehung des Lebens auf der Erde haben irgendwie mit Wasser zu tun. Sie ist immer bei uns, außerdem in uns. Das gewöhnlichste, einfachste Wasser, das in den Geweben des Körpers enth alten ist, macht jeden neuen Atemzug und Herzschlag möglich. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften ist es an all diesen Prozessen beteiligt.
Was ist Wasser: Definition
Aus wissenschaftlicher Sicht ist die Hauptflüssigkeit des Planeten Wasserstoffoxid - eine binäre anorganische Verbindung. Die Summenformel von Wasser ist wohl jedem bekannt. Jedes Strukturelement besteht aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen, die durch eine polare kovalente Bindung verbunden sind. Unter normalen Bedingungen ist es in flüssigem Zustand, geschmacks- und geruchslos. In kleinen Mengen ist reines Wasser ohne Verunreinigungen farblos.
Biologische Rolle
Wasser ist das Hauptlösungsmittel. Es ist die Art der Struktur des Moleküls, die eine solche Definition ermöglicht. Die Eigenschaften von Wasser hängen mit seiner Polarisation zusammen: Jedes Molekül hat zwei Pole. Negativ ist mit Sauerstoff verbunden, undpositiv - mit Wasserstoffatomen. Das Wassermolekül ist in der Lage, sogenannte Wasserstoffbrückenbindungen mit Partikeln anderer Substanzen einzugehen und dabei gegensätzlich geladene Atome an sein „+“und „-“zu ziehen. In diesem Fall muss die Substanz, die zu einer Lösung wird, auch polarisiert werden. Ein Molekül davon ist von mehreren Wasserteilchen umgeben. Nach der Umwandlung wird die Substanz reaktiver. Wasser wird von allen Zellen lebender Organismen als Lösungsmittel verwendet. Dies ist eine jener Eigenschaften, die seine biologische Rolle definieren.
Drei Staaten
Wasser ist uns in drei Formen bekannt: flüssig, fest und gasförmig. Der erste dieser Aggregatzustände ist, wie bereits erwähnt, charakteristisch für Wasser unter Normalbedingungen. Bei normalem atmosphärischem Druck und Temperaturen unter 0 °C wird es zu Eis. Wenn die Erhitzung der Substanz 100 ºС erreicht, bildet sich Dampf aus der Flüssigkeit.
Zu beachten ist, dass strukturähnliche Stoffe unter Normalbedingungen gasförmig sind und einen niedrigen Siedepunkt haben. Der Grund für die relative Stabilität von Wasser liegt in den Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Molekülen. Um in einen Dampfzustand zu gelangen, müssen Sie sie brechen. Wasserstoffbrückenbindungen sind stark genug, dass viel Energie benötigt wird, um sie zu brechen. Daher der hohe Siedepunkt.
Oberflächenspannung
Wasser hat aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen eine hohe Oberflächenspannung. In dieser Hinsicht ist es nach Quecksilber an zweiter Stelle. Oberflächenspannung tritt an der Grenze zweier unterschiedlicher Medien auf und erfordert einen gewissen AufwandEnergie. Diese Eigenschaft führt zu interessanten Effekten. In der Schwerelosigkeit nimmt der Tropfen eine Kugelform an, da die Flüssigkeit dazu neigt, ihre eigene Oberfläche zu schrumpfen, um Energie zu sparen. Ähnlich verhält sich Wasser manchmal auf nicht benetzbaren Materialien. Ein Beispiel ist ein Tautropfen auf Blättern. Durch die Kraft der Oberflächenspannung können Wasserläufer und andere Insekten über die Teichoberfläche gleiten.
Isolator oder Leiter?
In Lebenssicherheitskursen wird Kindern oft beigebracht, dass Wasser ein guter elektrischer Leiter ist. Dies ist jedoch nicht ganz richtig. Aufgrund der Besonderheiten seiner Struktur ist reines Wasser schwach dissoziiert und leitet keinen Strom. Das heißt, es ist tatsächlich ein Isolator. Unter normalen Bedingungen ist es jedoch praktisch unmöglich, solch reines Wasser zu treffen, da es viele Substanzen löst. Und dank zahlreicher Verunreinigungen wird die Flüssigkeit zum Leiter. Darüber hinaus kann die Fähigkeit, Elektrizität zu leiten, bestimmen, wie rein das Wasser ist.
Brechung und Absorption
Eine weitere Eigenschaft des Wassers, die jedem aus der Schule bekannt ist, ist die Fähigkeit, Lichtstrahlen zu brechen. Nach dem Durchgang durch die Flüssigkeit ändert das Licht etwas seine Richtung. Dieser Effekt ist mit der Bildung eines Regenbogens verbunden. Auch der Brechung des Lichts und unserer Wahrnehmung liegen Fehler bei der Bestimmung der Tiefe von Gewässern zugrunde: Sie erscheint immer kleiner, als sie tatsächlich ist.
Das Licht des sichtbaren Teils des Spektrums wird jedoch gebrochen. Und zum Beispiel Infrarotstrahlen von Wasserwerden absorbiert. Deshalb tritt der Treibhauseffekt auf. Um die verborgenen Möglichkeiten des Wassers in diesem Sinne zu verstehen, kann man sich auf die Eigenschaften der Atmosphäre auf der Venus beziehen. Einer Version zufolge führte die Verdunstung von Wasser zum Treibhauseffekt auf diesem Planeten.
Aquarell
Jeder, der das Meer oder irgendein frisches Gewässer gesehen und mit Flüssigkeit in einem Glas verglichen hat, hat eine gewisse Diskrepanz bemerkt. Die Farbe des Wassers in einem natürlichen oder künstlichen Reservoir stimmt niemals mit der Farbe überein, die in der Tasse beobachtet wird. Im ersten Fall ist es blau, blau, sogar grünlich-gelb, im zweiten fehlt es einfach. Welche Farbe hat das Wasser wirklich?
Es stellt sich heraus, dass eine reine Flüssigkeit nicht farblos ist. Es hat einen leichten Blaustich. Die Farbe des Wassers ist so blass, dass es in kleinen Mengen völlig transparent erscheint. Unter natürlichen Bedingungen erscheint es jedoch in seiner ganzen Pracht. Darüber hinaus verändern zahlreiche Verunreinigungen, wie beim Leiten von Elektrizität, die Eigenschaften von Wasser. Jeder ist schon einmal einem grünen Teich oder bräunlichen Pfützen begegnet.
Die Farbe des Wassers und des Lebens
Die Farbe des Reservoirs hängt oft von den Mikroorganismen ab, die sich aktiv darin vermehren, den Verunreinigungen von Gesteinen. Die grünliche Farbe des Wassers weist oft auf kleine Algen hin. Im Meer sind in diesem Farbton gem alte Bereiche in der Regel reich an Lebewesen. Fischer achten daher immer darauf, welche Farbe das Wasser hat. Klares, blaues Wasser ist arm an Plankton und daher an diejenigen, die sich davon ernähren.
Mikroorganismen geben manchmal die bizarrsten Farbtöne ab. Seen mit schokoladenfarbenem Wasser sind bekannt. Die Aktivität von einzelligenAlgen und Bakterien färben auf der Insel Flores in Indonesien ein Gewässer türkis.
In der Schweiz, am Sanetschpass, gibt es einen See mit leuchtend rosafarbenem Wasser. Einen etwas helleren Farbton hat ein Gewässer im Senegal.
Buntes Wunder
Ein erstaunlicher Anblick bietet sich den Touristen in Amerika im Yellowstone-Nationalpark. Hier befindet sich der Morning Glory Lake. Sein Wasser hat die reinste blaue Farbe. Der Grund für diesen Farbton sind alle die gleichen Bakterien. Yellowstone ist berühmt für seine zahlreichen Geysire und heißen Quellen. Am Grund des Morning Glory Lake befindet sich ein schmaler Vulkanschlot. Die von dort aufsteigende Wärme hält die Temperatur des Wassers sowie die Entwicklung von Bakterien aufrecht. Einst war der ganze See kristallblau. Im Laufe der Zeit verstopfte jedoch die Mündung des Vulkans, was von Touristen mit ihrer Liebe zum Werfen von Münzen und anderem Müll erleichtert wurde. Dadurch sank die Oberflächentemperatur und andere Bakterienarten begannen sich hier zu vermehren. Heute ändert sich die Farbe des Wassers mit der Tiefe. Unten ist der See noch tiefblau.
Vor mehreren Milliarden Jahren trug Wasser zur Entstehung des Lebens auf der Erde bei. Seitdem hat seine Bedeutung nicht abgenommen. Wasser ist für eine Reihe von chemischen Reaktionen auf zellulärer Ebene notwendig, es ist Bestandteil aller Gewebe und Organe. Die Ozeane bedecken etwa 71 % der Erdoberfläche und spielen eine große Rolle bei der Aufrechterh altung der Stabilität eines so riesigen Systems wie der Erde. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Wassers machen es möglich, es als die Hauptsubstanz für alle Lebewesen zu bezeichnen. Stauseen als Lebensraum vielzelliger Mikroorganismen werden darüber hinaus zu einer Quelle der Schönheit und Inspiration, demonstrieren die enormen schöpferischen Fähigkeiten der Natur.
