Experimentalvortrag „Lebensquell Wasser“ Referentin: Anne Wehner10.05.07

Experimentalvortrag „Lebensquell Wasser“

Referentin: Anne Wehner 10.05.07

Inhalt• Wasser – ohne geht nichts

• Wasser unter der Lupe

• Wasser und Eis

• Rund ums Trinkwasser

• Wasserhärte

• Wassersynthese

• Qualitativer Wassernachweis

• Mangelware: Wasser

• Schulbezug

1. Wasser – ohne geht nichts

• klare, geschmacks- und geruchslose, farblose Flüssigkeit

• hohe Lichtdurchlässigkeit

• bedeckt 70% unserer Erde (97% Salz- und 3% Süßwasser)

• flüssig bei 0°C bis 100°C

Die wichtigste Substanz der Welt

Experiment 1: Tanzender Wassertropfen

Erklärung:

Wasser siedet bei 100 °C und geht dabei in Wasserdampf über.

1. Wassertropfen auf Herdplatte (> 100 °C) Sieden an Berührungszone

2. Dampf hebt Tropfen hoch

3. Tropfen fährt wie Luftkissenboot auf Herdplatte herum - angetrieben vom Dampf

4. Dampf entweicht Tropfen sinkt wieder ab

5. Tropfen bildet wieder etwas Dampf und hebt sich wieder - und so weiter.

Wasser – ohne geht nichts

• Bestandteil aller Lebewesen (Mensch: 75%; Qualle: 99%)

• guter Wärmespeicher (Bsp.: Bodensee - Zitrusfrüchte Insel Mainau,

Treibhausgas – erhöht in Atm. (5 Vol-%) Temp. von –18 auf 15°C)

• gutes Lösungsmittel für Flüssigkeiten, Gase und Feststoffe

(z.B.: Salze für Nährstofftransport, Sauerstoff für Atmung von Fischen)


Experiment 2: In Wasser löst sich Luft

Info

Fische benötigen zum Leben Luft

In 100 mL Wasser lösen sich bei 0 °C 4,91 ml, bei 20 °C 3,11 mL Sauerstoff bzw. Luft.

je höher die Temperatur, um so weniger Sauerstoff löst sich Im Sommer sterben oft Fische an Sauerstoffmangel

Sauerstoff: Bildung von Wasserpflanzen und Algen

Lösen aus Luft an Wasseroberfläche

Versuchsaufbau


• Wasser liefert Sauerstoff für Pflanzen und Bakterien bei Photosynthese

• natürliche Umwelt: Verteilungs- und Transportmittel


Demonstration 1: Pflanzenfärben

Was ist passiert?

Blumen verfärben sich mit Wasser haben sie auch Farbpartikel durch Stengel aufgesogen

Deutung:

Pflanzen brauchen Wasser zum Leben, z.B. für Photosynthese

Wasser ist Transportmittel für wichtige Nährstoffe

Versuchsaufbau


Experiment 3: Leitet Wasser den Strom?

Ergebnis: - reines Wasser leitet elektrischen Strom nicht

- minimale Mengen von gelöstem Salz machen es leitend


Alltagsbezug:

Mensch: Salz in unserem Körper wichtig für Funktion von Nerven und Muskeln – Nerven = elektrischer Leiter, Blut = Salzlösung elektrische Ströme und Spannungsschwankungen

Körperschweiß, Leitungswasser = Salzlösung Achtung! Mit Netzspannung betriebe elektrische Geräte (Fön, Radio, Lampen usw.) niemals in Nähe von offenem Wasser (Badewanne, Dusche, Waschbecken)

Fische (z.B. Zitteraal, Zitterrochen): Aufbau von elektrischer Spannung in Nerven und Muskeln Verjagung von Feinden und Beutefang mit elektrischen Stromschlägen

Zitterrochen (oben) und Zitteraal (rechts)


Im Wasser laufen ständig Säure/Base- Reaktionen ab

Beispiele für chemische Reaktionen mit Wasser als Reaktionspartner:

• Photosynthese: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

• Auflösen von Kalk: CaCO3 + CO2 + H2O Ca (HCO3)2

• Saurer Regen: SO2 + 2H2O H3O+ + (HSO3)-

• Bildung von Mineralwasser: CO2 + 2H2O H3O+ + (HCO3)-


Experiment 4: BrausepulverZitronensäure hat 3 COOH-Gruppen Bildung von 3 H3O+- Ionen:

H3O+- Ionen reagieren mit HCO3– Ionen des Soda unter Bildung von CO2

und H2O:

H3O+ + HCO3- H2O + CO2 (Schaum)

Bildung von Kohlensäure: H2O + CO2 H2CO3

Gesamtreaktion: NaHCO3 + C6H8O7 → NaC6H7O7+ H2O + CO2

Wärme

Kälte


Wasser hat viele Gesichter

Einzige Substanz, die in allen drei Aggregatzuständen vorkommt


http://www.top-wetter.de/lexikon/w/wasserwolken.jpg

Experiment 5: Gasförmiges Wasser

Erklärung:

Austritt von Wasserdampf Luft verdrängt und durch Wasserdampf von 100° C ersetzt

Kontakt mit kaltem Wasser Kondensation Wasserdampf Bildung Unterdruck Implodierung der Dose

Da das Wasser eine träge Masse darstellt, wird es nur untergeordnet in die Dose eingesogen

Alltag:

Wechselspiel von überhitztem Wasser und Wasserdampf ist Funktionsprinzip eines Geysirs.

Geysir


Wasserkreislauf

1. durch Verdunstung (haupts. Meeresoberfläche) gelangt Wasser als Luftfeuchtigkeit in Atmosphäre

2. Warme, feuchtigkeitstragende Luft steigt auf, kühlt ab und kondensiert

3. Wolkenbildung Niederschlag in Form von Regen oder Schnee (Süßwasser)

4. Verdunstung oder Versickerung im Boden Anreicherung mit Salzen

5. versickertes Wasser gelangt über pflanzliche Transpiration in Erdatmosphäre oder dient zur Grundwasserbildung

6. Niederschlag gelangt über Grundwasserstrom, Bäche und Flüsse wieder in die Meere


2. Wasser unter der Lupe• besteht aus zwei Atomen Wasserstoff und einem Atom Sauerstoff

• Abkürzung: H2O

• Atome in Dreiecksform angeordnet – Winkel 104,5°

• Teilladung: Sauerstoff (O) negativ, Wasserstoff (H) positiv Dipol

• Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen

Wassermolekül Wasserstoffbrückenbindung

Oberflächenspannung des Wassers

a) Wasserinnere: Wirken von Anziehungskräften zwischen Molekülen aus allen Richtungen insgesamt Addition zu Null

b) Wasseroberfläche: keine Anziehungskräfte nach oben gerichtete Kraft ins Innere; Grenzfläche Wasser – Luft vergleichbar mit dünner, elastischer Haut

Wasser unter der Lupe

Experiment 6: Oberflächenspannung

Experiment 6 a)

Beobachtung: Es läuft kein Wasser heraus.

Erklärung:

1. Wasser hat eine hohe Oberflächenspannung und zieht die Karte an sich

2. Luftdruck ist größer als das Gewicht des Wassers Luft drückt somit von unten gegen die Karte und hält sie am Glas fest.


Experiment 6 b)

Beobachtung: feingewebte Stoffe halten Wassertropfen zurück

Darauf beruht zum Beispiel die wasserabweisende Wirkung von Zeltstoff

Alltagsbezug:

Wasserläufer: Nutzer der Oberflächenspannung des Wassers in der Natur kann ohne Mühe auf dem Wasser laufen, ohne unterzugehen

Wasserläufer


Etwas Geschichte: Wasser – Element oder Verbindung?• 600 v.u.Z.: wurde in China als Element angesehen, Unterscheidung

von Elementen Wasser, Feuer, Holz, Metall, Erde

• 624-544 v.u.Z.: griech. Philosoph Thales – wichtigster Grundstoff; „Prinzip aller Dinge, aus dem alles ist und zu dem alles zurückkehrt“

• 484-430 v.u.Z.: Empedokles – erkannte Feuer (= Energie), Wasser (= Flüss.), Luft (= Gas)und Erde (= Feststoff) als „Elemente“ an

Die vier "alten Elemente"

(Quelle: Cornelsen)


• 427-347 v.u.Z.: Plato – kleine, regelmäßig geformte Teilchen; ordnete den Elementen bestimmte reguläre Vielecke („platonische Körper“) zu:

Feuer = Tetraeder

Erde = Würfel

Luft = Oktaeder

Wasser = Ikosaeder

• 1784: Brit. Naturforscher Henry Cavendish (1731-1810) erkennt Zusammensetzung des Wassers aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom Wasser kein Element, sondern Verbindung


3. Wasser und Eis• größte Dichte und geringstes Volumen des Wassers liegt bei 4°C

Gewichtsvergleich: 1 Liter Wasser bei 4°C 1kg

1 Liter Eis 917g

• Wassermoleküle in Eiskristall weit gepackt, starre Ordnung (vs.

Schmelze: dichte Lagerung, Moleküle beweglich)

• Struktureinheit Eis: OH4-Tetraeder

Eis Wasser

• Wasser dehnt sich beim Gefrieren um etwa 9% aus Druckausübung

Bsp.: Platzen von Wasserflasche in Gefriertruhe

Bersten von Wasserrohren im Winter

Experiment: Eis sprengt Glas

• Eis schmilzt unter Druck

Bsp.: Schlittschuh- und Skiläufer

Experiment: Eiswürfel

Wasser und Eis

Experiment 7: Eis sprengt GlasKältemischung:

ca. ¼ Kochsalz und ¾ fein zerstoßenes Eis bis -21°C

Warum? Schmelztemperaturen von Gemischen liegen meist niedriger als die der Reinstoffe (Alltag: Salzstreuung auf vereiste Straßen)

Vorgang: Salz geht in Lösung Eis muss anteilig flüssig werden Benötigung von Wärme

Da keine Wärme von außen zugefügt wird, holt sich Gemisch die "Wärme" aus dem Eis selbst Abkühlung.

Versuchsaufbau

Wasser und Eis

• Wasser dehnt sich beim Gefrieren um etwa 9% aus Druckausübung

Bsp.: Platzen von Wasserflasche in Gefriertruhe

Bersten von Waserrohren im Winter

Experiment: Eis sprengt Glas

• Eis schmilzt unter Druck

Bsp.: Schlittschuh- und Skiläufer

Experiment: Eiswürfel

Wasser und Eis

Demonstration 2: EiswürfelErklärung: Eis verhält sich plastisch bei Druckausübung

Beim Gefrieren dehnt sich Wasser um etwa 1/10 aus. Wenn man Eis also presst, schmilzt es

Alltag: Schlittschuh- oder Skifahren Druckausübung auf Eis Entstehung Flüssigkeitsfilm Rutschen

Wasser und Eis

Dichteanomalie des Wassers am Beispiel „See“• Winter: See gefriert von oben nach unten – jedoch nie bis zum Grund

• Eisdecke schwimmt aufgrund geringerer Dichte an Wasseroberfläche

Kälteschutz, lichtdurchlässig (günstig für Photosynthese)

Wassertiere und Wasserpflanzen können in tieferen „wärmeren“ Schichten überleben

• Unter Eisdecke steigt Temp. bis 4°C an (keine T- Veränderung mehr,

da durch großen Eigendruck Minimalvolumen erreicht)

Wasser und Eis

Demonstration 3: Dichte Eisberg

Modell Eisberg

Beobachtung: Eis schwimmt auf Wasser, beim Schmelzen keine Veränderung des Wasserspiegels

Erklärung: Eis besitzt geringere Dichte als Wasser

Wasser und Eis

4. Rund ums Trinkwasser

Wieviel Wasser braucht der Mensch?

• Mensch kann max. 4 Tage ohne Wasser überleben

• Wasserverlust: 10% Mangelerscheinungen, 20% eventuell Tod

• Wasseraufnahme pro Tag: Jugendlicher (50 kg) 2 – 2,5 L

Erwachsener (75 kg) 2,6 – 3,4 L

Ohne Wasser kein Leben

• Körper besteht zu ca. 2/3 aus Wasser

• wichtiges Transport- und Lösemittel für Menschen

• verdünnt Magensäure

• spaltet und transportiert Salze im Körper

• löst Hormone, Proteine, Vitamine und Zuckermoleküle

• Versorgung von Geweben und Zellen mit Nährstoffen

und Sauerstoff

• Körper erzeugt durch Oxidation von Zucker, Proteinen

und Fett eigenes destilliertes Wasser

• reguliert Körpertemp. Verdunstung an Hautoberfläche

• Blut: 92% Wasser, Gehirn: 90% Wasser, Muskeln: 75%,

Leber: 69%, Knochen: 22%

Rund ums Trinkwasser

Unser täglich Wasser ...

Wieviel Wasser (ver)braucht der Mensch?

Dtl.: durchschn. 127 L reinstes Trinkwasser pro Tag

Hygiene (Duschen und Baden): 46 L/ Tag

Toilettenspülung: 34 L/ Tag

Wäsche waschen: 12,7 L/ Tag

Garten und Auto: 8,9 L/ Tag

Geschirrspüler: 7,6 L/ Tag

Kochen und Trinken: 5 L/ Tag

Sonstiger Verbrauch: 13 L / Tag


Woher kommt unser Trinkwasser?

• Oberflächenwasser 26% aus Seen, Talsperren, Flüsse, Uferfiltrat; Wasserwerke

entfernen Schadstoffe (Nitrate, Nitrite, Pestizide, Keime, Bakterien) nach Richtlinien der

Trinkwasserverordnung; Gesetz: „keimfrei, farblos und geruchlos“

• Grundwasser geeigneter, jedoch auch Entfernung von Verunreinigungen (Eisen,

Mangan, Pestizide, Nitrat, Hormone, Antibiotika, chem. Verbindungen aus der Kunststoffindustrie)


Die Aufgabe der Wasserwerke

1. Aufbereiten des Rohwassers mit technischen Verfahren ( z.B.: Entfernen von Eisen und Mangan durch Oxidation mit Sauerstoff)

2. Fließen in riesigen Filteranlagen durch Mehrschichtfilter aus Kies, Sand und Blähton

3. Entfernung der organischen Inhaltsstoffe durch Einleitung von Ozon ( Aufbrechen von langkettigen Kohlenwasserstoffketten)

4. Abtöten von Krankheitserregern durch Ozon Wasserwerke müssen 70% weniger Chlor einsetzen

5. Neutralisierung unerwünschter Geschmacksstoffe durch Aktivkohlefilter

6. Zusatz von Chlor zur Desinfektion, Ausschluss der Verunreinigung auf dem Weg in die Haushalte


Wasserleitungen unter der Lupe

Menge und Art der Schadstoffe im Wasser sind abhängig von Material der Wasserrohre

Kupferrohre:

• in Dtl. 60%

• erst bei hoher Konzentration gesundheitsschädlich

• Trinkwasserverordnung erlaubt 2 mg Cu / L Wasser

• mit der Zeit Bildung einer Schicht aus Kupfercarbonat und anderen

Verbindungen verhindert weitere Lösung von Cu

• in saurem Wasser löst sich besonders viel Cu sobald pH-Wert unter 7,

sind Kupferrohre verboten


Verzinkte Eisenrohre:

• abgestandenes Wasser in Leitung ist trüb und rostrot

• Eisen löst sich erst, wenn innere Zinkschicht beschädigt

• Beschädigung der Zinkschicht Lösen von gesundheitsschädlichen

Stoffen (Bsp.: Schwermetall Cadmium)

• Grenzwert Cd: 0,005 mg/ L Anreicherung in Leber und Nierenrinde;

kann zu Nierenversagen führen


Bleirohre:

• dürfen in Dtl. seit 1973 nicht mehr eingebaut werden

• 10% der Häuser in nördlicher Hälfte Dtl. besitzen noch Bleirohre

• Bleiaufnahme Beinträchtigung der Blutbildung und der

Gehirnentwicklung (vor allem bei Ungeborenen, Säuglingen und

Kleinkindern), Einlagerung in den Knochen bei Erwachsenen

• Grenzwert ab 2003: 0,025 mg Pb/ L

• Grenzwert ab 2013: 0,01 mg Pb/ L

Was tun?

Wasseranalyse: 20 - 50 Euro


Wasserfilter - Funktionsweise

1. Wasser wird in Filterpratone gegossen

2. Wasser sickert durch die Ionenaustauschermasse Festhalten von Mineralien wie Kalzium, Magnesium, Blei, Kupfer Enthärtung

3. Wasser sickert durch Aktivkohle Entfernung von Chlor und organischen Stoffen

4. Abgabe von Silber ins Wasser wirkt als „Bakteriengift“


Experiment 8: Feinreinigung durch Aktivkohlefilter

Erklärung: Reinigungswirkung der Aktivkohle (besonders vorbehandelte Holzkohle) beruht auf großer Oberfläche (1 g etwa 1000 m² ) Absorption von z.B. Farbstoffteilchen

Alltag: Gasmasken haben gekörnte Aktivkohlefüllung

Versuchsaufbau


• Marktanteil in Dtl.: 92%

• Herkunft: unterirdische, vor Verunreinigung geschützte Wasservorkommen

• enthält durch Erd-und Gesteinsschichten aufgenommene Mineralstoffe

(meist über 1g/ L)

• Abfüllung muss an Quellort erfolgen

• Veränderung der Zusammensetzung verboten, Ausnahme: Befreiung von

Schwefel, Eisen und Mangan sowie Zugabe oder Entzug von Kohlensäure

erlaubt

Mineralwasser und Co - „eine kleine Warenkunde“



• mit Meerwasser oder Mineralstoffen versetztes

Trink- oder Mineralwasser

• früher: „künstliches Mineralwasser“, da nach

bestimmten Rezepten komponiert

• Befolgung der Mineral-und Tafelwasserverordnung

und der Grenzwerte der Trinkwasserverordnung



• Sonderfall unter den Mineralwässern

• meist hohe Konzentrationen an Mineralstoffen

• heilende oder vorbeugende Wirkung

• unterliegen Arzneimittelgesetz (amtliche Zulassung nötig)


• Herkunft: unterirdische Wasservorkommen

• enthält deutlich weniger Mineralstoffe als Mineralwasser

• Flasche mit Bezeichnung „Quellwasser“ kann Wasser von verschiedenen

Quellen enthalten


5. WasserhärteWasser ist nicht gleich Wasser – es gibt „hartes“ und „weiches“

Wasser• Je härter das Wasser, desto mehr Kalzium- und Magnesiumsalze gelöst

• Salze werden aus Gesteinen herausgelöst

• Wasserhärte ist von Region zu Region unterschiedlich

• Je mehr Regen fällt, desto weicher kann Wasser sein

• Wasser nach längerer Trockenheit meist härter, da sich mehr

Mineralstoffe lösen

Demonstration 4: Sind Salze in Wasser gelöst?

Untersuchung verschiedener Sorten Wasser nach gelösten Salzen

Wasserhärte

Ergebnis:

• absolut reines Wasser findet man kaum in Natur

• Destilliertes Wasser: in geschlossener

Apparatur aus Wasserdampf kondensiert

relativ rein

• Leitungswasser: enthält fast immer gelöste

Salze machen Wasserhärte (Salze des

Calciums und des Magnesiums als Chloride,

Sulfate und Hydrogencarbonate) aus

Wasserhärte

Waschmittel

• Je härter das Wasser, desto mehr Waschmittel wird benötigt

Dosierungsempfehlung auf Packung

• Früher: Wasserhärte Problem – Seife reagierte mit Kalzium- und

Magnesiumsalzen zu Kalkseife unwirksam

• Heute: Waschmittel enthalten weniger Seife oder sind seifenfrei

Wasserhärte

Waschwirkung

• "Gleiches mischt sich mit Gleichem": z.B. Öl mit

Fett, Benzin mit Öl

• Stoffe, die sich mit Öl mischen lipophil

• Stoffe, die sich mit Wasser gut mischen hydrophil

• Stoffe, die lipophil und hydrophil sind : z.B. Alkohol,

Seife, Galle in unserem Körper, Tenside in den

Waschmitteln und Schampoos

Wasserhärte

Experiment 9: EmulsionenErklärung:

• Öl + Wasser 2-Phasenbildung, keine

Mischung, da hydrophiler und lipophiler Stoff

• Öl + Wasser + Seife milchige Emulsion –

als Tröpfchen fein verteilt schwimmt eine

der beiden Flüssigkeiten in der anderen

• Unterscheidung: „Wasser in Öl" ‑ oder "Öl

in Wasser" Emulsionen Alltag:

Bildung von Emulsion bei Waschwirkung von Seife und Waschpulver

Körper: Verdauung des Speisefetts nur als Emulsion möglich

Öltropfen auf Wasser

Wasserhärte

• Seife: lange, hydrophobe Kohlenwasserstoffkette und polare, hydrophile

Carboxylgruppe (-COO-)

• Micellenbildung: Kohlenwasserstoffketten lösen sich in Fetttropfen, polare

Enden ragen nach außen ins Wasser Umhüllung und Ablösung des

Fetts Bildung einer Emulsion Abführung mit frischem Wasser

Ablösung einer Fettverschmutzung von einer Faser

Micellenbildung: Seifenmoleküle an

Fetttropfen

Wasserhärte

• Seifen auch an Wasseroberfläche Senkung der Oberflächenspannung

Verbesserung der Reinigungswirkung des Wassers

• hartes Wasser Calcium- und Magnesiumionen blockieren polare Enden

der Seife und bilden unlösliche Kalkseifen Vernichtung Waschwirkung

2 R-COO- + Ca2+ (Kalk) (R-COO)2Ca

Seifenmoleküle an Wasseroberfläche

Wasserhärte

Experiment 10: SeifenwirkungSchwimmen der Büroklammer beruht auf Oberflächenspannung

• Um Molekül in Wasseroberfläche zu bringen, muss es gegen ziehende Kräfte an Oberfläche transportiert werden

• Jede Erweiterung der Oberfläche kostet damit Energie Wasser "wehrt" gegen Vergrößerung Büroklammer wird wie auf einer Gummi-Membran getragen wird.

• Spülmittel: „Seifenmoleküle“ lagern sich zwischen Wassermoleküle Störung des Zusammenhalts Reduzierung Oberflächenspannung

gleiche Effekt wie bei Waschwirkung von Seife und Spülmittel, indem sie Oberflächen besetzen (= grenzflächenaktive Stoffe)

Wasserhärte

6. Wassersynthese1. Verbrennungsprozesse von wasserstoffhaltigen Verbindungen

(z.B. Glucose)

C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O

2. Knallgasreaktion: Verbrennung von Wasserstoff mit Sauerstoff

2 H2 + O2 2 H2O (exotherm)

Oxidation von Wasserstoff, Reduktion von Sauerstoff

Elektronenübertragungsreaktion.

Erneuerbare Energien

Umweltschonende Energieumwandlung:

1.) Elektrolyse: Zersetzung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff

2.) Rückreaktion: Reaktion von H2 und O2 als erneuerbare Energieträger

zu Wasser (Elektronenabgabe und –aufnahme an getrennten Orten, um

Knallgasreaktion zu verhindern) Energiefreisetzung Arbeitsleistung

Verbrennung

2 H2 + O2 2 H2O + Energie

Elektrolyse

Anwendung: Brennstoffzelle, Wärmekraftwerke, Verbrennungsmotoren

Wassersynthese

Brennstoffzelle – Die gezähmte Knallgasreaktion

• Galvanisches Element

• Umwandlung von chemischer in elektrische Energie

• katalytisch wirkende Elektroden aus Edelmetallen (z.B. Platin)

• Elektronenaufnahme und -abgabe an getrennten Orten

dazwischen fließt elektrischer Strom

• Redoxvorgänge:

Minuspol: 2 H2 + 4 H2O 4 H3O+ + 4 e-

Pluspol: O2 + 2 H2O + 4 e- 4 OH-

Gesamtreaktion: 2 H2 + 6 H2O + O2 4 H3O+ + 4 OH-

• Oxonium-Ionen H3O+ und Hydroxid-Ionen OH- reagieren zu Wasser

• Gesamtreaktion: 2 H2 + O2 2 H2O /exotherm

Wassersynthese

7. Qualitativer Nachweis von Wasser

Stoffe, die bei Kontakt mit Wasser Farbe ändern (Indikatoren):

- wasserfreies, weißes Kupfer(II)-sulfat Bildung von

blaugrünen Kristallen ("Kupfervitriol") mit Wasser

CuSO4 · H2O + 4 H2O [Cu(H2O)4]SO4 · H2O

Experiment: Wassernachweis mit Kupfersulfat

- wasserfreies, blaues Cobalt(II)-chlorid Rosafärbung mit Wasser

(Bsp. Trockengel).

Demonstration: Herstellen von Chloridpapier

Experiment 11: Wassernachweis mit Kupfersulfat

Erklärung:

Aufbau Kupfersulfat: Wassermoleküle bilden quadratisch-planare Struktur um das Kupfer-Ion herum (Aquakomplex) Farbveränderung des Metall-Ion zu Blau

Anordnung: vier der fünf Wassermoleküle in kovalenter Bindung um das Kupfer-Ion, fünfte über Wasserstoffbrücken an Sulfat-Ion gebunden

Formel von wasserhaltigem Kupfersulfat so: [Cu(H2O)4]SO4 · H2O

Erhitzen Strukturzerstörung, Kupfersulfat in reiner, farblosen Form vor (Kupfer(II)-Ion)

Qualitativer Nachweis von Wasser

Demonstration 5: Herstellen von Chloridpapier

Erklärung: blaues Cobaltchlorid-Papier: Nachweis für Wasser Rosafärbung

Cobaltchloridpapier enthält blaues Cobalt(II)-tetrachlorocobaltat(II) mit Wasser Bildung des rosafarbenen Hexaquacobalt(II)-chlorid-Komplex:

Co[CoCl4] + 12 H2O 2 [Co(H2O)6]Cl2

Wasserhaltiges und wasserfreies Cobaltchlorid

Qualitativer Nachweis von Wasser

8. Mangelware: Wasser• Weltgesundheitsorganisation (WHO): weltweit 1,1 Milliarden Menschen

ohne verlässliche Versorgung mit sauberem Wasser

• besonders betroffen sind Entwicklungs- und Schwellenländer

nicht genügend Grundwasser, um Brunnen zu bohren

• reiche Länder beseitigen Probleme des Wassermangel durch Einsatz

von finanziellen Mitteln

Alternative Methoden der Trinkwassergewinnung

1. Saudi Arabien

Gewinnung durch Meerwasserentsalzung

2. Indien

Sammlung des Monsumregens in großen Becken, Tanks und künstlichen Seen

Seewasser versickert Grundwasser Brunnen liefern in trockenen Monaten Wasser

2. Chile

Aufstellen von Netzen zum Einfangen des Nebelwassers Nebel zieht durch Netz Kondensation an Maschen aufgefangenes Wasser fließt über Rinne, Becken und Rohre ins Dorf

12.000 L Wasser/ Tag

Mangelware Wasser

Wassertanks und Leitungen von der

indischen Regierung

9. Schulbezug

Unterthemen

• Eigenschaften und Bedeutung des

Wassers

• Synthese von Wasser

• Eigenschaften von Wasserstoff;

Katalysatoren

• Kreislauf des Wassers; Wasserstoff

als Energieträger

Lehrplan: Jahrgangsstufe 8, 2. Halbjahr, Thema: Wasser und Wasserstoff

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Experimentalvortrag „Lebensquell Wasser“ Referentin: Anne Wehner10.05.07