Was steckt dahinter?

Was steckt dahinter?

Wasser ist ein äußerst faszinierender Stoff und das wahrscheinlich wichtigste Molekül auf der Erde. Professor Søren Rud Keiding erklärt hier, warum es so wichtig ist, die Eigenschaften des Wassers zu verstehen.

Wasser ist meine Leidenschaft.

Flüssiges Wasser bewegen zu können, vom Fundort an den Ort, an dem wir es brauchen – das war eine Art Grundstein der Zivilisation. Alle Zivilisationen waren darauf angewiesen, Wasser bewegen und nutzen zu können.

Das ist auch der Antrieb für mich als Wissenschaftler: Ich möchte die Eigenschaften des Wassers verstehen. Wasser ist ein äußerst faszinierender Stoff, das wichtigste Molekül auf der Erde, vielleicht sogar das wichtigste Molekül im gesamten Universum.

Es ist auch der Grundstein für Unternehmen wie Grundfos, die davon leben, Wasser zu bewegen. Grundfos bewegt Wasser. Grundfos bekämpft weltweite Wasserprobleme. Und die Fähigkeit, Wasser an seinen Bestimmungsort zu transportieren – in landwirtschaftliche Betriebe, Haushalte, die Industrie, Krankenhäuser auf der ganzen Welt – das ist für unser Leben, unser Überleben und unsere Gesundheit entscheidend. Wassermoleküle sind eigentlich ganz simpel.

Die meisten Menschen kennen sogar die chemische Formel: H2O. Man kennt sie auf der ganzen Welt. Auch wenn Wassermoleküle recht einfach sind, gibt es noch viel über sie zu lernen. Meine Aufgabe als Chemiker ist es, all die wichtigen Eigenschaften des Wassers allein dadurch zu verstehen, dass ich ein einzelnes Wassermolekül betrachte.

Das mag einfach klingen, ist es aber eigentlich nicht. Wenn Sie besonders ehrgeizig sind und den Chemie-Nobelpreis gewinnen möchten, dann sollten Sie sich mit Wasser beschäftigen. Heute sind ungefähr 100 Millionen Moleküle bekannt. Aber es gibt nur ein einziges, nämlich Wasser, das wir in allen drei Aggregatzuständen kennen.

Also: Eis, flüssiges Wasser und Wasserdampf. Unser gesamtes Klimasystem hängt vom Wasser ab: vom Wechsel von seiner festen Form, Eis, in den flüssigen Zustand und von der flüssigen Form zum gasförmigen Wasserdampf. Wassermoleküle liegen als Feststoff, Flüssigkeit oder Gas vor.

Der Übergang von einem in den anderen Zustand, das ist der Treiber unseres Klimasystems. Unmengen an Energie sind an diesen Übergängen beteiligt. Allein schon normaler Regen, sagen wir 15 mm Regen über der Fläche einer Kleinstadt. Wenn es dann eine Stunde regnet, wird so viel Energie freigesetzt wie bei einer nuklearen Explosion. Im Wasser ist sehr viel Wasser. Es klingt komisch, wenn man es so sagt.

Aber die Anzahl an Wassermolekülen in einem Liter Wasser ist wirklich enorm. Würde man jedes Wassermolekül durch ein Sandkorn ersetzen, bräuchte man dafür einen Sandkasten, der 200 km in diese Richtung geht, 200 km in jene Richtung und dazu noch 200 km hoch ist.

In diesen Sandkasten passen genauso viele Sandkörner, wie Wassermoleküle in einem Liter Wasser enthalten sind. Das Geheimnis der Wassermoleküle ist die Wasserstoffbrückenbindung. Das ist eigentlich keine Eigenschaft eines einzelnen Wassermoleküls, sondern von zwei oder mehr Molekülen.

Hat man nur ein Wassermolekül, wird es versuchen, mit einem anderen Wassermolekül eine Verbindung einzugehen. Und diese Verbindung nennen wir Wasserstoffbrückenbindung. Die Wasserstoffbrückenbindung zu verstehen, ist auch der Schlüssel, um Wasser zu verstehen.