scinexx | Überblick: Das Wichtgste in Kürze - Wasser Aggregatzustände Eis - Wasser, Aggregatzustände, Eis, EIs EINs, Physik, CHemie, FLüssigkeit, Lösungsmittel, BIotechnologie, Biomoleküle, Faltung, Proteine, Biosynthese

Freitag, 10.02.2012

Dossier

Überblick

Das Wichtgste in Kürze

Wasser kann drei Aggregatzustände einnehmen: Eis, Flüssigkeit oder Dampf. Welcher gerade vorliegt, ist eine Frage von Druck und Temperatur.

Bei Normaldruck schmilzt Wasser bei 0°C und verdampft bei 100°C. Doch nimmt der Druck ab, wie beispiuelsweise auf hohen Bergen, reichen schon niedrigere Temperaturen, um das Wasser zum Kochen zu bringen.

Zwischen Dampf und Flüssigkeit zu unterscheiden, ist jedoch nur bis zu einer bestimmten, "kritischen Temperatur" sinnvoll. Bei Wasser liegt diese Obergrenze bei 374 °C. Darüber verdichtet sich das Gas immer mehr und ähnelt dann zwar wieder einer Flüssigkeit, hat aber andere physikalische Eigenschaften. Es wird zu „überkritischem Wasser“.

Bei genügend hohen Drücken gehen selbst heißes Wasser und sogar Wasserdampf in den festen Zustand über - sie werden zu Eis. Und je nachdem, unter welchen Umständen solches Eis entsteht, unterscheiden sich seine chemischen Eigenschaften deutlich.

Bei Normaldruck entsteht beim Gefrieren das „normale“ Eis: "Eis Eins" oder "Eis-Ih". Bei hohen Drücken werden Eisphasen mit anderen Strukturen und anderen thermischen und mechanischen Eigenschaften gebildet. Bis zu zehn verschiedene Strukturen sind bisher bekannt.

Die besonderen Eigenschaften des Wasser ergeben sich aus dem molekularen Aufbau des Wassermoleküls H2O aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom mit zwei freien Elektronenpaare. Diese stehen für Wechselwirkungen mit anderen Molekülen zur Verfügung.

Auf dem Verständnis der Eigenschaften von Wasser und wässrigen Lösungen einfacher organischer und anorganischer Stoffe aufbauend, richten die Forscher ihr Interesse nun verstärkt auf die Rolle des Wassers bei biomolekularen Prozessen.

Untersuchungen der Struktur und Dynamik von Wasser an molekularen Grenzflächen sind Gegenstand der im Jahr 2001 ins Leben gerufenen "Forschergruppe Wasser" der Deutschen Forschungsgemeinschaft an den Universitäten Dortmund und Bochum.

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Stand 07.01.2005

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