Wassereigenschaften

Wassereigenschaften umfassen die physikalischen und chemischen Merkmale des Wassers (H2O). Wasser ist eine polare Verbindung mit Wasserstoffbrückenbindungen und wirkt als universelles Lösungsmittel. In der Natur existieren drei Aggregatzustände: fest (Eis), flüssig (Wasser) und gasförmig (Wasserdampf). Der Schmelzpunkt liegt bei 0°C und der Siedepunkt bei 100°C unter Normalbedingungen (1 atm). Die Dichte von Wasser zeigt eine bemerkenswerte Anomalie: Sie erreicht bei etwa 4°C ihr Maximum; beim Gefrieren dehnt es sich aus und sinkt später wieder.

Zu den weiteren physikalischen Eigenschaften gehören eine vergleichsweise hohe Oberflächenspannung, eine moderate Viskosität und eine hohe spezifische Wärmekapazität von etwa 4,18 J/(g·K). Die Verdampfungswärme beträgt rund 2,26 kJ/g. Die Dielektrizitätskonstante von Wasser liegt bei etwa 78, was starke Dipolwechselwirkungen ermöglicht. Der Brechungsindex von flüssigem Wasser beträgt ungefähr 1,33 bei Raumtemperatur.

Chemisch wirkt Wasser in geringem Maße amphoter und autoprotolysiert nach H2O ⇌ H3O+ + OH−. Das Gleichgewicht führt zur Wasserionenbildung, wobei bei 25°C das Produkt der Konzentrationen von H3O+ und OH− ca. 1,0×10−14 beträgt. Reines Wasser hat theoretisch einen pH-Wert nahe 7; praktische Messungen ergeben je nach Verunreinigungen Abweichungen.

Als Lösungsmittel löst Wasser eine Vielzahl von Substanzen, insbesondere Ionen und polare Moleküle, wodurch hydratisierte Ionen und Molekülkomplexe entstehen. Wasser beeinflusst Lebensprozesse, ökologische Kreisläufe, Klima und viele technische Anwendungen in Industrie, Landwirtschaft und Energieerzeugung.