Vorlesung 2 "Wasser"

Question 1

Was ist das besondere an der Struktur des Wassermoleküls?

Answer 1

Die Struktur des Wassermoleküls erlaubt es mit anderen Molekülen zu interagieren

Question 2

In welchen Phasen tritt Wasser in der Natur auf?

Answer 2

Wasser existiert in der Natur in allen drei Phasen (gasförmig, flüssig, fest)

Question 3

Welche chemische Bindung findet man im Wasser vor?

Answer 3

• Kovalente Bindung
• Wasser ist ein polares Molekül und die Elektronen befinden sich die meiste Zeit in der Nähe des Sauerstoffatoms

Question 4

Welche Bindung herrschen zwischen verschiedenen Wassermolekülen?

Answer 4

Wasserstoffbrückenbindungen

Question 5

Was sind Eigenschaften des Wassers, die durch die Polarität begründet sind und signifikant für das Leben sind?

Answer 5

• kohärentes Verhalten
• Fähigkeit Temperaturen zu regulieren
• Expansion beim Gefrieren
• Vielseitigkeit als Lösemittel

Question 6

Was ist Kohäsion?

Answer 6

Kohäsion ist die Eigenschaft der Moleküle der gleichen Substanz durch gegenseitige Anziehung aneinander zu haften

Question 7

Was ist Adhäsion?

Answer 7

Adhäsion ist die Eigenschaft verschiedener Moleküle oder Oberflächen aneinander zu heften

Question 8

Was ist die Oberflächenspannung?

Answer 8

Die Oberflächenspannung gibt an, wie hart es ist die Oberfläche einer Flüssigkeit zu brechen

Question 9

Worauf beruht der Transport von Wasser in Pflanzen?

Answer 9

Der Wassertransport in Pflanzen beruht auf Kohäsion und Adhäsion

Question 10

Wovon hängt die Verfügbarkeit von Wasser im Boden ab?

Answer 10

Wasserverfügbarkeit hängt von Adhäsion und Kohäsion ab.
Je kleiner die Kapillaren zwischen den Bodenpartikeln sind, desto mehr Wasser kann gegen die Gravitationskraft gehalten werden, was wiederum verfügbar für Organismen im Boden ist

Question 11

Wie wird z.B. die Temperatur an Küstenregionen durch das Wasser reguliert?

Answer 11

Wasser absorbiert tagsüber Wärme aus warmer Luft und gibt gespeicherte Wärme nachts an kühlerer Luft wieder ab.

Question 12

Was ist kinetische Energie?

Answer 12

Kinetische Energie ist die Bewegungsenergie

Question 13

Was ist thermische Energie?

Answer 13

Thermische Energie ist die kinetische Energie in Verbindung mit der willkürlichen Bewegung von Atomen oder Molekülen

Question 14

Was ist Temperatur?

Answer 14

Temperatur ist die durchschnittliche Energie von Molekülen in einem physischen Körper

Question 15

Was ist Wärme?

Answer 15

Wärme ist die thermische Energie die von einem Körper zum andere transferiert wird

Question 16

Was ist die Wärmekapazität?

Answer 16

Die Wärmekapazität einer Substanz ist die Menge an Wärme, die absorbiert oder abgegeben werden muss, um 1g der Substanz um 1°C zu verändern

Question 17

Was ist die Wärmekapazität von Wasser?

Answer 17

4,184 kJ/g*K

Question 18

Was bewirkt die Wärmekapazität von Wasser?

Answer 18

Durch die hohe Wärmekapazität von Wasser, sind die Fluktuationen der Temperatur minimiert

Question 19

Wie funktioniert die Evaporation?

Answer 19

Wasser absorbiert Wärme eines wärmeren Körpers und gibt die gespeicherte Wärme an kühlere Luft ab

Question 20

Zeichen das p-T Diagramm von Wasser und gib die Daten für den Tripelpunkt und den kritischen Punkt an

Answer 20

• Tripelpunkt: 0,01°C, 0,0006 atm
• kritischer Punkt: 374°C, 218 atm

Question 21

Bei welcher Temperatur hat Wasser seine höchste Dichte?

Answer 21

4°C

Question 22

Was passiert mit Wasser im Golfstrom und im Nordatlantikstrom?

Answer 22

Wasser wärmt sich am Äquator auf und kühlt in der Nordhemisphäre ab

Question 23

Was passier im nordatlantischen Tiefwasser?

Answer 23

Kaltes Wasser sinkt nach unten und strömt in Richtung Süden

Question 24

Was ist eine aquatische Lösung?

Answer 24

Eine aquatische Lösung ist eine Lösung, in der Wasser das Lösungsmittel ist

Question 25

Was passiert mit einem Ion im Wasser?

Answer 25

Ein in Wasser gelöstes Ion wird von einer Sphere aus Wassermolekülen umgeben. Auch genannt Hydrationsschale

Question 26

Was passiert mit nicht-ionischen polaren Verbindungen?

Answer 26

Sogar große polare Moleküle, wie z.B. Proteine, können in Wasser gelöst werden, falls sie ionische und polare Regionen haben.

Question 27

Was sind hydrophobe Substanzen?

Answer 27

Hydrophobe Substanzen haben keine Affinität zu Wasser und verbinden sich nicht mit diesen.

Question 28

Was sind hydrophile Substanzen?

Answer 28

Hydrophile Subtanzen haben eine Affinität zu Wasser und lösen sich somit in Wasser

Question 29

Nenne Beispiele für polare Moleküle

Answer 29

• Methanol
• Zucker

Question 30

Nenne Beispiele für Ionen

Answer 30

• Ca^2+
• Na+
• NH_4+
• PO_4^3-
• CL-
• F-

Question 31

Nenne Beispiele für geladene Moleküle

Answer 31

• Aminosäuren
• Acetat
• Malat

Question 32

Was versteht man unter dem dynamischen Gleichgewicht bei Wasser?

Answer 32

Wasser ist in einem Zustand des dynamischen Gleichgewichts. Wassermoleküle dissoziieren mit der gleichen Rate wie sie sich auch wieder zusammensetzen.

Question 33

Was ist der pH-Wert von reinem Wasser?

Answer 33

7

Question 34

Was sind (pH)-Puffer?

Answer 34

Puffer sind Substanzen, die Veränderungen in der Konzentration von H+ und OH- in einer Lösung minimieren.

Question 35

Woraus bestehen Pufferlösungen?

Answer 35

Pufferlösungen beinhalten eine schwache Säure und die entsprechende Base dazu, welche sich umgekehrt mit H+-Ionen verbinden

Question 36

Was ist eine amphotere Verbindung und nenne Beispiele.

Answer 36

Eine amphotere Verbindung ist ein Molekül oder ein Ion das sowohl als Säure als auch als Base reagieren kann.
Beispiele:
- Wasser
- Hydrogencarbonate

Question 37

Wie reagiert HCO_3- bei einem niedrigen, neutralen und hohen pH-Wert?

Answer 37

Bei neutralem/hohem pH-Wert reagiert HCO_3- als Säure.
Bei niedrigem pH-Wert reagiert HCO_3- als Base

Question 38

Welche Bedeutung hat Wasser in Hinblick auf fremde Planeten?

Answer 38

Wasser ist eine Voraussetzung für alle Formen des uns bekannten Lebens.