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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel =
| Suchfunktion = H2O
| Andere Namen = * Oxidan ()

?241,826 kJ·mol^?1 (Gas)<ref name="CRC97_5_1"></ref>

}}

'''Wasser''' ( '''Aqua'''; altgriechisch '''hydor''') ist die '''H₂O''', bestehend aus den (O) und (H).

Die Bezeichnung ''Wasser'' wird dabei für den flüssigen verwendet. Im festen Zustand spricht man von , im gasförmigen Zustand von . In der Natur kommt Wasser selten rein vor, sondern enthält meist gelöste Anteile von Salzen, Gasen und organischen Verbindungen.

Wasser ist die Grundlage allen s auf der . Als die wichtigste Flüssigkeit wird es auch als das ''Blaue Gold'' bezeichnet. Die international anerkannte bezeichnete den Wasserkreislauf als den ?Blutkreislauf der Biosphäre?.

 Vorg�nge laufen nur dank Wasser ab. Der  als biologisches Wesen (Wasseranteil ca. 70 %) nutzt das Wasser zur Sicherung seines eigenen �berlebens und f�r seine elle und liche Entwicklung. Da Wasser als einziger  Stoff auf der Erde im  vorkommt, pr�gt es die Natur �ber das , die  und . Es gilt als eine der lich am besten untersuchten .

Bezeichnungen

Etymologie

Das deutsche Wort ''Wasser'' (. De Gruyter, Berlin / New York 1967; Neudruck (?21. unveränderte Auflage?) ebenda 1975, ISBN 3-11-005709-3, S. 840.</ref>

Verwandte Wörter finden sich in den meisten indogermanischen Sprachen, z. B.

Germanisch: , und ''water''; ''vatn''
Keltisch: ''uisge'' (vgl. ); ''uisce''
Slawisch: (''woda'', vgl. ); ''woda''; ''woda''
Baltisch: ''vanduo''; ''?dens''

Auch das Wort für ?Wasser?, , von dem sich alle Fremdwörter mit dem Wortbestandteil ableiten, gehört zu dieser Familie.

Alternative chemische Bezeichnungen

Andere ? nach der zulässige ? Bezeichnungen für Wasser sind:

''Wasserstoffoxid:'' Es existieren allerdings noch weitere des Wasserstoffs (siehe ).
''Diwasserstoffmonoxid'', ''Wasserstoffhydroxid'', ''Dihydrogeniumoxid'', ''Hydrogeniumoxid'', ''Hydrogeniumhydroxid'', ''Oxidan ()'' oder '' (DHMO)''. Dihydrogenmonooxid dient meist als wissenschaftlicher Scherz und wird nicht in einem professionellen Kontext verwendet.

Nach der substitutiven - sollte Wasser eigentlich ''Oxan'' genannt werden, da ''Oxan'' aber bereits durch die Nomenklatur des s belegt ist, wurde ''Oxidan'' gewählt.

Eigenschaften von Wasser

 mit allen chemischen und physikalischen Daten in der ''Infobox'', ''Verwendung als Chemikalie'' und ''Dichteanomalie des Wassers''.

'''Wasser''' (H₂O) ist eine aus den (O) und (H). Wasser ist als durchsichtig, weitgehend farb-, geruch- und geschmacklos. Es kommt in zwei (para- und ortho-Wasser) vor, die sich im der beiden Wasserstoffatome unterscheiden.

Wassermolekül

Wasser besteht aus en, gebildet aus je zwei en und einem Sauerstoffatom. hat auf der mit 3,5 eine höhere als Wasserstoff mit 2,1. Das Wassermolekül weist dadurch ausgeprägte en auf, mit einer negativen auf der Seite des Sauerstoffs und einer positiven auf der Seite der beiden Wasserstoffatome. Es resultiert ein , dessen in der Gasphase 1,84 beträgt.

Tritt Wasser als in einer Komplex-Bindung auf, so ist Wasser ein ''einzähniger'' Ligand.

Geometrisch ist das Wassermolekül gewinkelt, wobei die beiden Wasserstoffatome und die beiden Elektronenpaare in die Ecken eines gedachten s gerichtet sind. Der Winkel, den die beiden O-H-Bindungen einschließen, beträgt 104,45°. Er weicht aufgrund des erhöhten Platzbedarfs der freien Elektronenpaare vom idealen Tetraederwinkel (~?109,47°) ab. Die Bindungslänge der O-H-Bindungen beträgt jeweils 95,84 .

Wassermoleküle kommen wegen des s der Wasserstoffatome in zwei Isomeren () mit fast identischen physikalischen Eigenschaften vor. Es ist möglich, die beiden Formen zu trennen und die unterschiedlichen chemischen Reaktivitäten zu untersuchen.

Weil e sind, besitzen sie ausgeprägte zwischenmolekulare Anziehungskräfte und können sich durch zu zusammenlagern. Dabei handelt es sich nicht um beständige, feste Verkettungen. Der Verbund über Wasserstoffbrückenbindungen besteht nur für Bruchteile von Sekunden, wonach sich die einzelnen Moleküle wieder aus dem Verbund lösen und sich in einem ebenso kurzen Zeitraum erneut ? mit anderen Wassermolekülen ? verketten. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig und führt letztendlich zur Ausbildung von variablen Clustern. Diese Vorgänge bewirken die besonderen Eigenschaften des Wassers:

Wasser hat

eine '' bezeichnet man die auf der Wasserstoffbrückenbindung beruhende Eigenschaft, dass Wasser bei dieser Temperatur die höchste Dichte hat und beim Abkühlen unter diese Temperatur kontinuierlich und beim Gefrieren sogar sprunghaft an Volumen zunimmt, also an Dichte verliert, so dass Eis auf Wasser schwimmt,
eine Viskosität von 1,0019 mPa·s (0,010019 ) bei 20 °C,
eine der höchsten von Flüssigkeiten bei Raumtemperatur (75,366 J·mol^?1·K^?1 entsprechend 4,18 kJ·kg^?1·K^?1 bei 20 °C),
eine der größten en aller Flüssigkeiten ( hat allerdings eine noch größere); bei Wasser beträgt sie in feuchter Luft 72 mN/m bei +20 °C, so dass die Tröpfchenbildung erleichtert wird,
eine der größten spezifischen n aller Flüssigkeiten (44,2 kJ/mol entsprechend 2453 kJ/kg bei 20 °C; daher rührt der kühlende Effekt bei der ) sowie eine hohe (6,01 kJ/mol entsprechend 333 kJ/kg; so dass Salzwasser eine nur geringe im Vergleich zu reinem Wasser zeigt),
eine geringe (0,6 W/(m K) bei 20 °C).

Je nach Isotopenzusammensetzung des Wassermoleküls unterscheidet man normales ?leichtes Wasser? (zwei Atome : T₂O), wobei mit HTO und DTO noch weitere Moleküle mit gemischten Isotopen vorkommen.

Wasser kann unter eine zwischen zwei Glasgefäßen ausbilden.

Synthese, Elektrolyse und chemische Verwendung

Wasser als wurde zum ersten Mal synthetisiert, als im 18. Jahrhundert ein Gemisch aus und zur brachte (siehe -Reaktion).

Wasserstoff gilt als der Zukunft.

Wasserstoff ist, wie elektrische Energie, keine Primärenergie, sondern muss, analog zur , aus Primärenergie hergestellt werden.

Zur Demonstration wird Wasser im in seine Bestandteile zerlegt. :

<math> \mathrm{ 2\ H_2O \rightarrow 2\ H_2 + O_2 }</math>

Nachweis

papier wird durch Wasser rot gefärbt.

In der Analytik wird Wasser in Kleinmengen ( bzw. ) überwiegend quantifiziert mittels (nach ). Abhandlungen in zum quantitativen Nachweis von Wasser beruhen überwiegend auf der Karl-Fischer-Titration.

Entstehung der Bläschen im siedenden Wasser

Wärmeeinwirkung verursacht eine schnellere Bewegung der Wassermoleküle. Werden an der Stelle der Wärmeeinwirkung 100 °C erreicht, geht es dort (je nach Keim mit mehr oder weniger , wobei die Dampfblasen von Schichten noch nicht so heißen Wassers abgekühlt werden und wieder zu flüssigem Wasser kondensieren. Erreicht schließlich die gesamte Wassermenge die Temperatur von 100 °C, so gelangen die nun großen Dampfblasen bis an die Oberfläche: Das Wasser kocht.

Druck und Temperatur sind die bestimmenden Faktoren für die Löslichkeit von Gasen im Wasser. Gasbläschen, die bereits bei geringfügiger Erwärmung sichtbar werden, bestehen nicht aus Wasserdampf, sondern aus gelösten Gasen. Ursache ist die geringere Wasserlöslichkeit von Gasen bei Erwärmung. Wasser, das sich eine Zeit lang in einer unter Druck stehenden Leitung oder Flasche befunden hat, hat oft einen Überschuss an Gasen gelöst. Daher reicht schon das Wegnehmen des äußeren Drucks, dass sich ? bevorzugt an Keimen an der Wandung ? Gasblasen ausscheiden und bis zu einer Größe von 1?2 mm auch haften bleiben.

Wasser und Mensch

Geschichte der Wassernutzung

Die der menschlichen Nutzung des Wassers und somit jene der , der und besonders des s, ist durch eine vergleichsweise geringe Zahl von Grundmotiven geprägt. Von den ersten sesshaft werdenden Menschen zu den Hochkulturen der Antike über das Mittelalter bis zur Neuzeit stand im Zentrum immer ein Konflikt zwischen einem Zuviel und einem Zuwenig an Wasser. Ihm war man dabei fast immer ausgeliefert, ob durch Dürren die Ernte einging oder Leben und Besitz bedrohte. Es wurde auch zum Gegenstand der Mythologie und der . Noch heute kommt dem Wasser in den meisten Religionen der Welt eine Sonderstellung zu, besonders dort, wo die Frage des Überlebens von der Lösung der zahlreichen Wasserprobleme abhängt.

Ziel war es, allen Nutzungsansprüchen gerecht zu werden und dabei jedem Menschen den ihm zustehenden Teil des Wassers zu garantieren. Hierbei diente das als eine der ersten Rechtsformen zur Mitbegründung der ersten zentralistischen Zivilisationen Mesopotamiens und Ägyptens sowie jener, die in den Flusstälern Chinas und Indiens entstanden.

Die lange Geschichte der Wassernutzung zeigt sich dabei nicht als ein kontinuierlicher Entwicklungspfad. Sie wurde vor allem durch einzelne Zentren hohen wasserwirtschaftlichen Standards sowie durch immer wiederkehrende Brüche geprägt, neben oft jahrhundertelang währenden Stagnationsphasen. So beeindruckend die frühen wasserbaulichen Anlagen dabei auch waren, wie groß sich Innovationskraft und Kreativität unserer Vorfahren auch zeigten, letztlich war und ist man noch von der Natur abhängig, die man jedoch erst in vergleichsweise jüngster Zeit anfing wirklich zu verstehen.

Wasser in den antiken Wissenschaften und der Philosophie

Aufgrund der großen Bedeutung des Wassers wurde es nicht zufällig bei den frühesten en zu den vier gezählt. von Milet sah im Wasser sogar den Urstoff allen Seins. Wasser ist in der von eingeführten und dann vor allem von vertretenen neben , und ein Element.

Wasser ist in der taoistischen (neben ''Holz, Feuer, Erde, Metall'') vertreten. Die Bezeichnung ''Elemente'' ist hier jedoch etwas irreführend, da es sich um verschiedene eines Prozesses handelt. Wasser hat verschiedene Orientierungen was zu unterschiedlichen (symbolischen) Strukturen führt.

Im wurde dem Element Wasser das als einer der fünf zugeordnet.

Wasser in der Lyrik

Zahlreiche e beschäftigen sich mit dem Wasser und werden in n zusammengefasst.

Wasser in Sagen und geflügelten Worten

In vielen n und spielt Wasser eine Rolle, zum Beispiel in '''' der . Die Bedeutung des Wassers findet sich im geflügelten Wort .

Wasser in Mythologie und Religion

In den n) holten (Kinderglauben).

Wasser gilt als ?Inbegriff für Leben?; in den Religionen hat es einen hohen Stellenwert:

Im wird die teils durch oder Übergießen mit Wasser als vollzogen, in der westlichen Kirche heute meist durch Übergießen mit Wasser. In der katholischen Kirche, den orthodoxen Kirchen und der anglikanischen Kirche spielt die Segnung mit eine besondere Rolle.
So gut wie jede Gemeinde im besitzt eine , ein Ritualbad mit fließendem reinen Wasser, das oft aus einem tief reichenden Grundwasserbrunnen stammt, wenn Quellwasser nicht zur Verfügung steht. Nur wer vollständig untertaucht, wird rituell gereinigt. Notwendig ist dies für zum Judentum Bekehrte, für Frauen nach der Menstruation oder einer Geburt, und bei orthodoxen Juden vor dem und anderen Feiertagen.
Im wird die reinigende Kraft des Wassers beschworen in Form der rituellen Gebetswaschung vor dem Betreten einer Moschee, oder im beim rituellen Bad im .

Wasser in der Esoterik

In der spielt das Wasser eine Rolle, ?e? z. B. werden oft an Quellen oder Flüssen gesucht.

Menschliche Gesundheit

Der menschliche Körper besteht zu über 70 % aus Wasser. Ein Mangel an Wasser führt daher beim Menschen zu gravierenden gesundheitlichen Problemen (, ), da die Funktionen des Körpers, die auf das Wasser angewiesen sind, eingeschränkt werden. Zitat der : ''Geschieht dies ''(die Wasserzufuhr)'' nicht ausreichend, kann es zu Schwindelgefühl, Durchblutungsstörungen, Erbrechen und Muskelkrämpfen kommen, da bei einem Wasserverlust die Versorgung der Muskelzellen mit Sauerstoff und Nährstoffen eingeschränkt ist.''<ref name="autogenerated1"></ref>

Wie hoch der tägliche Mindestbedarf liegt, ist unklar. Empfehlungen von 1,5 Litern und mehr pro Tag für einen gesunden, erwachsenen Menschen können wissenschaftlich nicht gestützt werden. Bei einem durchschnittlichen Tageskonsum von 2 Litern werden in 80 Jahren über 55.000 Liter Wasser getrunken. Der Wasserbedarf kann bei erhöhter Temperatur größer sein.

Das Trinken exzessiver Mengen an Wasser mit mehr als 20 L/Tag kann ebenfalls zu gesundheitlichen Schäden führen. Es kann eine ?.</ref>

In der Medizin wird Wasser (in Form von ) vor allem bei en und bei verwendet. Bei der wird isiertes Wasser zur Heilung, etwa von Husten, benutzt.

Wasser, äußerlich angewendet, hat auf die Gesundheit und die Hygiene sehr günstige Einflüsse. Die antiken Römer pflegten aus diesen Gründen eine ?Wasserkultur? im Thermalbad.
''Siehe auch'': , , , , , .

Bedeutung für Anbau, Wirtschaft und Entwicklung

Wasser ist eine Grundvoraussetzung für das Leben: ohne keine Trinkwasserversorgung, keine Landwirtschaft, keine Gewässer mit Fischen zum Verzehr, keine Flüsse zum Gütertransport, keine Industrie. Letztere benötigt für alle Produktionsvorgänge viel Wasser, das geklärt in den Kreislauf zurückgeführt wird. Wasser wird wegen seiner hohen Verdampfungsenthalpie in Form von zum Antrieb von n und n sowie zur Beheizung von chemischen Produktionsanlagen benutzt. Wegen seiner hohen Wärmekapazität und Verdampfungsenthalpie dient Wasser als umlaufendes bzw. verdampfendes Kühlmittel; in Deutschland dienten 1991 allein in Kraftwerken 29 Milliarden m³ als Kühlwasser. Wasser kann auch als (R-718) in Kältemaschinen eingesetzt werden. Im wird Wasser als Lösemittel zum Auslaugen, zum Transport, als Sole und zum Reinigen eingesetzt.

Wasser als Trinkwasser, Produkt und Ware

Die zu definieren, um diesen Markt zu übernehmen.

Wo Trinkwasser keine direkte Handelsware ist, wurde der Begriff eingeführt, um dem nicht sichtbaren Wasseranteil der Produkte oder dem mitunter hohen Wasserbedarf, der im direkten Zusammenhang mit der Produktion eines Produktes anfällt, Rechnung zu tragen.

Wasserverbrauch

Als Wasserverbrauch wird die Menge des vom Menschen in Anspruch genommenen Wassers bezeichnet. Der umgangssprachliche Begriff ist ? wie ?Energieverbrauch? ? nicht korrekt, da nirgends Wasser ?vernichtet? wird: seine Gesamtmenge auf der Erde bleibt konstant; ?Wasserbedarf? wäre treffender. Dieser umfasst den unmittelbaren menschlichen Genuss (Trinkwasser und ) ebenso wie den zum alltäglichen Leben (, Toilettenspülung etc.) sowie den für die , das und die (siehe ) gegebenen Bedarf. Das ist daher nicht nur eine für die nachgefragte Wassermenge, sondern zumeist auch für die Entsorgung oder Wiederaufbereitung des bei den meisten Wassernutzungen entstehenden s (, ). Die aus der Versorgungsleitung entnommene Wassermenge wird durch einen gemessen und zur Kostenberechnung herangezogen.

Weltweit liegt der Süßwasserbedarf bei jährlich geschätzt 4370 km³ (2015), wobei die Grenze der nachhaltigen Nutzung bei 4000 km³ angegeben wird (''siehe auch'' , ''Forschung Aktuell.'' 3. Dezember 2015, abgerufen am 3. Dezember 2015. Nach: </ref>

In Deutschland betrug 1991 der Wasserbedarf 47,9 Milliarden Kubikmeter, wovon allein 29 Milliarden Kubikmeter als Kühlwasser in Kraftwerken dienten. Rund elf Milliarden Kubikmeter wurden direkt von der Industrie genutzt, 1,6 Milliarden Kubikmeter von der Landwirtschaft. Nur 6,5 Milliarden Kubikmeter dienten der Trinkwasserversorgung. Der durchschnittliche Wasserbedarf (ohne Industrie) beträgt rund 130 Liter pro Einwohner und Tag, davon etwa 1?2 Liter in Speisen und Getränken einschließlich des in Fertiggetränken enthaltenen Wassers.

Wasserversorgung, Wasserkrise

Die Versorgung der Menschheit mit sauberem Wasser stellt Menschen nicht nur in den Entwicklungsländern vor ein großes logistisches Problem. Nur 0,3 % der weltweiten Wasservorräte sind als Trinkwasser verfügbar, das sind 3,6 Millionen Kubikkilometer von insgesamt ca. 1,38 Milliarden Kubikkilometern.

Die Wasserknappheit kann sich in niederschlagsarmen Ländern zu einer entwickeln. Zur Linderung einer Wasserknappheit sind insbesondere n geeignet. Es wurden aber auch schon ausgefallen erscheinende Ideen erwogen. So wurde vorgeschlagen, e über das Meer in tropische Regionen zu schleppen, die unterwegs nur wenig abschmelzen würden, um am Ziel Trinkwasser daraus zu gewinnen.

''Siehe auch:'' , , , ,

Wassergehalt in einigen Nahrungsmitteln

Butter 18 Prozent
Brot 40 Prozent
Käse 30 bis 60 Prozent
Joghurt, Milch 87,5 Prozent
Fleisch 60?75 Prozent
Apfel, Birne 85 Prozent
Wassermelone 90 Prozent
Mohrrüben 94 Prozent
Gurken, Tomaten 98 Prozent

Wasserverfügbarkeit

Weltweit haben etwa 4 Mrd. Menschen bzw. zwei Drittel der sind die Ernten teilweise massiv zurückgegangen.

Recht auf Wasser als Menschenrecht

Am 28. Juli 2010 erklärte die auf Antrag s mit den Stimmen von 122 Ländern und ohne Gegenstimme den Zugang zu sauberem Trinkwasser und zu sanitärer Grundversorgung zu n (''UN-Resolution 64/292''). 41 Länder enthielten sich der Stimme, darunter die , und 18 EU-Staaten. Da Resolutionen der UN-Vollversammlung lich unverbindlich sind, ergeben sich daraus zunächst keine rechtlichen Konsequenzen. Jedoch kann die Resolution nun die Auffassung stützen, dass sauberes Wasser und Sanitäranlagen zu einem ?angemessenen? gehören und somit aufgrund des völkerrechtlich bindenden , der das enthält, eingeklagt werden können. Einige Länder wie oder haben das Recht auf Wasser bereits in ihre Verfassung übernommen und damit zu einklagbarem Recht erklärt.

Gesetzliche Grundlagen und Behörden

Die wasserrechtlichen Grundlagen der und des öffentlichen Umganges mit den Wasserressourcen bilden in Deutschland das und die . Wichtige Behörden und Institutionen sind:

die Oberen und Unteren Wasserbehörden (auf Kreisebene, je nach Bundesland in Deutschland unterschiedlich)
(Arbeitsgemeinschaft)

Wasser in den Wissenschaften

Wasser spielt eine zentrale Rolle in vielen Wissenschaften und Anwendungsgebieten. Die , die sich mit der räumlichen wie zeitlichen Verteilung des Wassers und dessen Eigenschaften beschäftigt, bezeichnet man als . Insbesondere untersucht die das Wasser der e, die das Wasser der , die das Grundwasser und die e, die den Wasserdampf der Atmosphäre und die das gefrorene Wasser unseres Planeten. In flüssiger Form wurde Wasser bislang nur auf der Erde nachgewiesen. Bereiche der befassen sich mit Wasser als Ressource (''Water Economics'').

Wasserchemie

Die Wasserchemie befasst sich mit den Eigenschaften des Wassers, seinen Inhaltsstoffen und mit den Umwandlungen, die im Wasser stattfinden oder durch das Wasser verursacht werden, sowie mit dem Stoffhaushalt der Gewässer. Sie behandelt Reaktionen und Auswirkungen im Zusammenhang mit der Herkunft und Beschaffenheit der unterschiedlichen Wassertypen. Sie beschäftigt sich mit allen Bereichen des Wasserkreislaufs und berücksichtigt damit die Atmosphäre und den Boden. Dabei beschäftigt sie sich unter anderem mit der gelösten Stoffen, den Eigenschaften des Wassers, dessen Nutzung, dessen Verhaltensweise in verschiedenen Zusammenhängen.

Wasser ist ein Lösungsmittel für viele Stoffe, für Ionenverbindungen, aber auch für Gase und hydrophile Verbindungen. Sogar gemeinhin als in Wasser unlöslich geltende Verbindungen sind in Spuren im Wasser enthalten. Daher liegt Wasser auf der Erde nirgends in reinem Zustand vor. Es hat je nach Herkunft die unterschiedlichsten Stoffe in mehr oder weniger großen Konzentrationen in sich gelöst.

In der unterscheidet man unter anderem folgende Wassertypen:

///
, (Haushalts-Abwässer, landwirtschaftliche Abwässer, Industrie-Abwässer)
(Fließ- und Stehgewässer)

Aber auch bei den wässrigen en (Eluaten) von , Schlämmen, Feststoffen, Abfällen und Böden wird die Wasseranalytik eingesetzt.

Um die Eigenschaften des Wassers und eventuell darin gelöster Stoffe, bzw. damit in Kontakt stehender fester Phasen aufzuklären, kann auch die -Simulation sinnvoll sein.

Wasser in den Geowissenschaften

In den Geowissenschaften haben sich Wissenschaften herausgebildet, die sich besonders mit dem Wasser beschäftigen: die , die , die , die , die und die .
Besonders interessant für die Geowissenschaften ist, wie Wasser das Landschaftsbild verändert (von kleinen Veränderungen über einen großen Zeitraum bis hin zu Katastrophen, bei denen Wasser innerhalb weniger Stunden ganze Landstriche zerstört), dies geschieht zum Beispiel auf folgende Weisen:

Flüsse oder Meere reißen Erdmassen mit sich und geben sie an anderer Stelle wieder ab ().
Durch sich bewegende werden ganze Landschaften umgestaltet.
Wasser wird von Steinen gespeichert, gefriert in diesen und sprengt die Steine auseinander, weil es sich beim Gefrieren ausdehnt ().
Durch n werden die natürlichen e stark beeinflusst.

Wasser ist nicht nur ein bedeutender Faktor für die mechanische und chemische Erosion von Gesteinen, sondern auch für die klastische und chemische von Gesteinen. Dadurch entstehen unter anderem Grundwasserleiter.

Auch interessiert Geowissenschaftler die Vorhersage des Wetters und besonders von Regenereignissen ().

''Siehe auch:'' , , , , , , , , .

Wasser in der Hydrodynamik

Die verschiedenen strömungstechnischen Eigenschaften und in mikroskopischem bis globalem Maßstab werden untersucht, konkret zu folgenden Fragestellungen:

Optimierung von Bootskörpern und exponierter Baukörper (zum Beispiel ) ? Minimierung des Strömungswiderstandes
Optimierung des Wirkungsgrades von wassergetriebenen Turbinenrädern und Schiffsantrieben
Untersuchung von Strömungsphänomenen (, n)
Wasserstoß ()
en im Zusammenhang mit Wetter und Klimaerscheinungen
Strömungen in Gewässern mit Transport und Ablagerung von , , Austausch von Sauerstoff, gelösten Stoffen, Plankton
als Reinigungs- und

Wasser und Natur

Vorkommen auf der Erde

Die Bezeichnung ''Wasser'' wird im Allgemeinen für den flüssigen verwendet. Im festen Zustand spricht man von , im gasförmigen Zustand von . In der Natur kommt Wasser selten rein vor, sondern enthält meist gelöste Anteile von Salzen, Gasen und organischen Verbindungen.

Verteilung und Verfügbarkeit

Der größte Teil der Erdoberfläche (71 %) ist von Wasser bedeckt, besonders die und als Extrem die .
Die Wasservorkommen der Erde belaufen sich auf circa 1,4 Milliarden Kubikkilometer (entspricht dem Volumen eines Würfels mit 1120 km Kantenlänge), wovon der allergrößte Teil auf das der entfällt. Nur 48 Millionen Kubikkilometer (3,5 %) des irdischen Wassers liegen als vor. Das mit 24,4 Millionen Kubikkilometern (1,77 %) meiste Süßwasser ist dabei als Eis an den , n und gebunden und somit zumindest für prompte Nutzung nicht verfügbar. Einen weiteren wichtigen Anteil macht das Grundwasser mit 23,4 Millionen Kubikkilometern aus. Das Wasser der Fließgewässer und Binnenseen (190.000 km³), der Atmosphäre (13.000 km³), des Bodens (16.500 km³) und der Lebewesen (1.100 km³) ist im Vergleich rein mengenmäßig recht unbedeutend. Dabei ist jedoch nur ein geringer Teil des Süßwassers auch als Trinkwasser verfügbar. Insgesamt liegen 98,233 % des Wassers in flüssiger, 1,766 % in fester und 0,001 % in gasförmiger Form vor. In seinen unterschiedlichen Formen weist das Wasser dabei spezifische Verweilzeiten auf und zirkuliert fortwährend im globalen . Diese Anteile sind jedoch nur näherungsweise bestimmbar und wandelten sich auch stark im Laufe der , wobei im Zuge der von einem Anstieg des Wasserdampfanteils ausgegangen wird.

Tiefenwasser in schon deutlich wärmeren geologischen Schichten wird direkt oder über Wärmetausch als Wärme-Energiequelle genutzt, wobei sowohl natürliche .'' 04/15, 21. Januar 2015. Abgerufen am 3. Mai 2015.</ref>

Die bislang noch fehlende bzw. unzureichende Versorgung eines großen Teils der mit und unbedenklichem , sowie mit einer ausreichenden Menge , stellt eine der größten Herausforderungen der Menschheit in den nächsten Jahrzehnten dar. Seit 1990 haben rund 2,6 Milliarden weitere Menschen Zugang zu einer sicheren Wasserversorgung erhalten, zum Beispiel mithilfe von Pumpbrunnen oder einem Leitungssystem. Aber immer noch trinken 663 Millionen Menschen jeden Tag Wasser, das verschmutzt ist und krank machen kann.

Herkunft des irdischen Wassers

Die Herkunft des Wassers auf der , insbesondere die Frage, warum auf der Erde deutlich mehr Wasser vorkommt als auf den anderen , ist bis heute nicht befriedigend geklärt. Ein Teil des Wassers gelangte zweifellos durch das Ausgasen von in die Atmosphäre, stammt also letztlich aus dem . Ob dadurch aber die Menge an Wasser erklärt werden kann, wird stark angezweifelt. Das Element Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum, und auch Sauerstoff kommt in großen Mengen vor, allerdings normalerweise gebunden in n und Metalloxiden; beispielsweise ist der Mars mit großen Anteilen an bedeckt, was ihm seine rote Farbe verleiht. Wasser hingegen ist dort ? im Vergleich zur Erde ? nur in geringen Mengen zu finden.

Vorkommen im Universum

Außerhalb der Erde kommt ebenfalls Wasser vor. Beispielsweise wurde Wassereis in en, auf dem , einigen der äußeren en und dem Exoplaneten nachgewiesen. Allein die enthalten überschlägig etwa 20 bis 30 Mal so viel Wasser, wie auf der Erde vorkommt. Hinweise auf das Vorhandensein von Wassereis in polnahen gibt es beim und sogar beim , dem sonnennächsten Planeten. Als Flüssigwasser wird es unter den eisigen Oberflächen von , , ein paar weiteren Monden sowie bei OGLE-2005-BLG-390Lb vermutet. Direkt fotografisch belegt wurde außerirdisches Flüssigwasser bisher aber nur in Form weniger salzwasserhaltiger Schlammtröpfchen auf dem Mars. Außerirdischer Wasserdampf konnte unter anderem in den Atmosphären von Mars und , den höheren Atmosphärenschichten nsterne, in und sogar im Licht ferner e nachgewiesen werden.

Klima

Wasser beeinflusst entscheidend unser und ist Basis nahezu aller erscheinungen, vor allem bedingt durch seine hohe Mobilität und . In den Ozeanen wird die einstrahlende Sonnenenergie gespeichert. Diese regional unterschiedliche Erwärmung führt wegen Verdunstung zu unterschiedlichen Konzentrationen der gelösten Stoffe, da diese nicht mitverdunsten (vor allem (Salzgehalt)). Dieses Konzentrationsgefälle erzeugt globale en, die sehr große Energiemengen (Wärme) transportieren (z. B. , , , mitsamt ihren Gegenströmungen). Ohne den Golfstrom würde in Mitteleuropa arktisches Klima herrschen.

Im Zusammenhang mit dem stellen e die wirksamste CO₂-Senke dar, da Gase wie in Wasser gelöst werden (). Die mit der einhergehende Temperaturerhöhung der Weltmeere führt zu einem geringeren Haltevermögen an Gasen und damit zu einem Anstieg des CO₂ in der Atmosphäre. Wasserdampf stellt in der Atmosphäre ein wirksames Treibhausgas dar (siehe ).

Bei der Erwärmung verdunstet Wasser, es entsteht .

Der aus Wolken fallende und der Wasserdampf (Auskämmung und bzw. Atmung) bewässern die terrestrischen e. Auf den Landmassen können so Gewässer oder Eismassen entstehen, die auch meso- und mikroklimatische Wirkungen haben. Das Verhältnis von (Gesamtverdunstung eines Gebietes) zu Niederschlag entscheidet, ob sich trockene (''aride'', n, n) oder feuchte (''humide'', , n) bilden. Auf den Landmassen ist außerdem der Wasserhaushalt der eine klimatische Größe.

Bedeutung des Wassers für das Leben

Wasser ist vermutlich der und eine seiner Bedingungen. In und in unbelebten Bestandteilen der spielt es als vorherrschendes Medium bei fast allen vorgängen beziehungsweise und Elementarprozessen eine entscheidende Rolle. Die ist zu circa 72 % von Wasser bedeckt, wobei e hieran den größten Anteil tragen. reserven bilden lediglich 2,53 % des irdischen Wassers und nur 0,3 % sind als Trinkwasser zu erschließen (Dyck 1995). Durch die Rolle des Wassers in Bezug auf und , als sgestalter im Zuge der und durch seine wirtschaftliche Bedeutung, unter anderem in den Bereichen der , und , ist es zudem in vielfältiger Weise mit , und der menschlichen verbunden. Die Bedeutung des Wassers für das Leben war insofern auch immer Gegenstand der .

Grundbaustein des Lebens

Das ist nach dem heutigen Erkenntnisstand im Wasser entstanden (''siehe auch'' ). e () produzieren aus Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid unter Zufuhr von Lichtenergie organische Kohlenstoffverbindungen und Wasser:

<math> \mathrm{ 18\ H_2S + 6\ CO_2 \rightarrow C_6H_{12} + 12\ H_2O + 18\ S } </math>

Als Nachfolger nutzten Blaubakterien () und alle späteren autotrophen das hohe Redoxpotential des Wassers: Unter Zufuhr von Licht produzieren sie aus Wasser und Kohlendioxid Traubenzucker und Sauerstoff:

<math> \mathrm{ 6\ CO_2 + 12\ H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6\ O_2 + 6\ H_2O }</math>

Durch diesen Prozess reicherte sich im Wasser und in der Atmosphäre immer mehr Sauerstoff an. Damit wurde die Gewinnung von Energie durch () möglich:

<math> \mathrm{ C_6H_{12}O_6 + 6\ O_2 \rightarrow 6\ H_2O + 6\ C O_2 }</math>

Voraussetzung für die Fähigkeit, mit dem giftigen Sauerstoff (Oxidation der empfindlichen Biomoleküle) umzugehen, waren Enzyme wie die , die eine strukturelle Ähnlichkeit mit dem Sauerstoff transportierenden aufweist. Aerobe Purpurbakterien nutzten vielleicht als erstes den giftigen Sauerstoff zum energieliefernden Abbau von organischen Stoffen. Nach der nahmen damals noch anaerobe die aeroben (wahrscheinlich Purpurbakterien) auf.

Wasser wurde damit zum Medium grundlegender biochemischer Vorgänge () zur Energiegewinnung und -speicherung:

Auf Grund des eignet sich Wasser als Lösungsmittel für polare Substanzen und wegen der daraus entspringenden und Dichte als Transportmittel. Wasser transportiert Nährstoffe, Abbauprodukte, und Wärme innerhalb von Organismen (zum Beispiel , , ) und Zellen. Die Eigenschaften des Wassers werden bei Pflanzen und Tieren (inklusive Mensch) mannigfaltig, z. B. für die Temperaturregulierung benutzt, in Form von , etc., oder z. B. als Basis für antibakterielle Schutzfilme bei und n.

Pflanzen und Tieren ohne verleiht der druck des Wassers Form und Festigkeit. Durch Turgoränderungen können sie sich auch bewegen (zum Beispiel Blattbewegung bei Pflanzen).

Die , zu denen die , e und n gehören, haben statt eines festen Skeletts ein System hydraulisch arbeitender Gefäße (). Sie bewegen sich durch gezielte Druckänderungen in diesem Gefäßsystem.

Wasser und Ökosysteme

In terrestrischen en ist Wasser begrenzender Faktor der Produktivität. Es ist essenziell für den von Lebewesen () sowie für die Herausbildung und Prägung ihrer Standorte (, /). speisen und als Ressource für das Pflanzenwachstum und als Trinkwasser für die Tiere.

Die meiste und größte Produktivität findet sich in aquatischen Ökosystemen, vor allem in en, in denen der begrenzende Produktionsfaktor die Menge der im Wasser gelösten ist, also vor allem Phosphat, Stickstoffverbindungen (Ammonium, Nitrat) und CO₂ (). Die Eigenschaften des Wassers werden mit hoher Effizienz genutzt, z. B. bei der Oberflächenspannung von , n, bei der Dichte und den optischen Eigenschaften vom etc.

Die Temperaturabhängigkeit der Wasserdichte führt in Gewässern zu einer , zu en und Ausgleichsströmungen, die vor allem in limnischen (Süßwasser-)en charakteristisch sind (''siehe'' ), aber auch in marinen Ökosystemen anzutreffen sind und genutzt werden ( nutzen z. B. die Schallreflexionen an Sprungschichten zur Verbesserung ihrer Kommunikation). Die des Wassers ermöglicht auch das Überleben von Lebewesen im Winter, da stehende Gewässer dadurch nicht bis zum Grund durchfrieren (Ausnahme flache Gewässer und ??). Zusätzlich bewirkt die Dichteanomalie in tieferen Seen der gemäßigten Zonen im Frühling und Herbst bei Erreichen einer einheitlichen Temperatur eine ''Umwälzung'' des Wassers und somit einen Austausch von Oberflächen- und Tiefenwasser, der für Nährstoff- und Sauerstoffkreislauf wesentlich ist.

Auch wenn aquatische Ökosysteme durch die Wärmekapazität des Wassers sehr stabile Lebensräume darstellen, haben auch geringere Temperaturschwankungen deutliche Folgen (vgl. ). So wird die Temperaturerhöhung der Ozeane Veränderungen in marinen Ökosystemen zur Folge haben.

Ökologischer Zustand von Gewässern

Der (wie von ) wird in der (EU) nach der '''' (EU-Wasserrahmenrichtlinie, WRRL) nach verschiedenen Kriterien analysiert und nach fünf Graden eingeteilt: ?sehr gut?, ?gut?, ?mäßig?, ?unbefriedigend?, ?schlecht?.<ref name="bmnt.gv.at_Wasser_Umweltziele"></ref>

Wasser in der Technik

Wasser hat in der Technik verschiedene Anwendungsmöglichkeiten, meist im flüssigen Zustand, gelegentlich auch als Eis oder Dampf.

Die Gewichtskraft von Wassermassen wird in den verschiedenen n und n zur Gewinnung von mechanischer oder elektrischer Energie genutzt. Beim durch Wasserschlag pumpenden kommt zusätzlich die geringe Kompressibilität von Wasser dazu.
Dampf wird genutzt in n die in vielen modernen Kraftwerken vorkommen um die primär erzeugte Wärme zunächst in mechanische Energie und schließlich mit einem Generator in elektrische Energie umzuwandeln. Die (Kolben-) war vor allem in der von Bedeutung.
n dienen der Verarbeitung von Speiseeis und Herstellung von und , die zum Glätten der von en. s sind Gebäude aus Eis.

Bei der dient Wasser für oder in der und die Erzeugung von Kälte durch , etwa in . n funktionieren auf Basis der von in Wasser oder Wasserdampf in (wässriger) -Lösung.

Wasser dient kalt und warm zum reinigenden Waschen (eventuell mit auch etwa im hygienesensiblen Bereich der Lebensmittelindustrie.

In Form von Gel wird Wasser als Schallübertragungsmedium vom Sensorkopf zum menschlichen Körper bei der genutzt. Wasser ist Schallübertragungsmedium beim .

Wasser kann auch zur Schalldämpfung verwendet werden, z. B. im ''Sound Suppression System'' der NASA.

Als Medium mit hoher und guter Verdunstungsrate dient Wasser zum verschieblichen Anklatschen von Beschriftungsfolie auf Schaufenstern, Autokarosserien und anderen glatten zu Oberflächen, ebenso als Gleit- und Dichtmittel für Saugnäpfe. Die Oberflächenspannung von Wasser erlaubt im Zusammenspiel mit Seife und das Bauen von Schichten ab Moleküldicke und feiner Membrane für physikalische Experimente. Der kann mittels Dellen in der Oberfläche laufen, e können sich ausbreiten, aber auch ölige Substanzen .

Ursprüngliche verwendet Wasser als Druckübertragungsmedium sowie als Fontänen in Springbrunnen und Wasserspielen, die auch Verdunstungskühlung und Lichteffekte ermöglichen. Das Aufbrechen von geologischen Schichten beim ist ebenfalls eine Hochdruckanwendung.

Durch Wasser erzeugter Auftrieb erlaubt Schiffen, Bojen und Lebewesen das Schwimmen. Ballasttanks helfen, unbeladene oder ungleichmäßig beladene Schiffe zu stabilisieren und U-Booten, auf- und abzutauchen. Es gibt Seilbahnen und Lifte, die im Gegenzug von Wasserballasttanks gezogen bzw. gehoben werden.

Wasser als dient für , , Akku- und , sowie in alten Kraftwerken als Strom-Regelungstank. Weiters kommt Wasser als Lösungsmittel aller wässrigen Chemie, ob beim Mikroverfahren der , dem grafisch wirksamen Entwickeln fotografischer Platten und Filme oder der großtechnischen Herstellung von aus Ammoniak und Salpetersäure, zum Einsatz.

In der Medizin dient Wasser als lösendes Medium zum Injizieren oder Infundieren von Stoffen in den Körper, um den Wasserhaushalt des Körpers zu korrigieren, zum Aufweichen harter Haut oder von Nägeln oder zum Spülen des Darms. Das Kopfhaar mit Wasser reversibel aufzuquellen und in Wellen und Locken zu formen, ist handwerk.

, etc. werden in Wasser gelegt zum biegsam gemacht. Hartholz wird unter Wasserdampf zu für den Möbelbau geformt.

Wasser kann aus nlicht ausfiltern und absorbiert im von en.

In n wird Wasser, mit und ohne chemischen Zusatz, als eingesetzt.

 leitet Strom schlecht. Erst wenn andere Stoffe, die sich in Ionen aufl�sen k�nnen, hinzukommen, kann es elektrischen Strom �bertragen.

In en wird Wasser als genutzt, d. h., um Neutronen abzubremsen.

Ausstellungen, Organisationen und Veranstaltungen rund um Wasser

Von 2005 bis 2014 hatte die zur aufgerufen
'''' ? Projekt zur Wasserrahmenrichtlinie der EU in Hannover
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'' von Siegfried Faderl und Ewald Mayrbäurl
Wasserleitungsmuseen Kaltenbrunn und Wildalpen der , Wasserspielparks in beim und auf der

Siehe auch

(US-Wasser-Volumenmass)

Literatur

Allgemeine Inhalte

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Andreas Hoppe: ''Wasser im Nahen Osten ? ein Kriegsgrund?'' In: ''.'' Band 59, Nr. 5, 2006, S. 241?247.

Religiöse Bedeutung

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Geschichte

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Lyrisches

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Weblinks

(englisch)
(englisch)
beim (Schweiz)

Einzelnachweise

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