Wasser ist für uns so gewöhnlich, dass wir ganz vergessen, dass es eigentlich eine ungewöhnliche Verbindung aus Wasserstoff und Sauerstoff ist. Von den Flüssigkeiten nimmt sie eine Sonderstellung ein. Wir verdanken den besonderen Eigenschaften des Wassers gar unsere Existenz; ohne sie hätte sich das Leben auf der Erde nicht entwickeln können.
Meist zusammenhanglos werden die Eigenschaften (in der Schule) von verschiedenen Blickwinkeln und Sichtweisen aus betrachtet: In der Physik werden in der Wärmelehre auf die Aggregatzustände, Dichte, Anomalie und Wärmekapazität und etwas später in der Chemie auf die Löslichkeit, dem Dipolcharakter und auf die Analyse und Synthese des Wassers eingegangen. Die eigentlichen Hintergründe dieser Eigenschaften und eine fächerübergreifende Gesamtbetrachtung bleiben meist verschlossen. Grund genug also, sich damit in einer kleinen Reihe näher zu befassen und die Begriffe und die Historie dazu in einen gemeinsamen Kontext zu bringen. Beginnen möchte ich mit den Vorkommen von Wasser und einer historischen Betrachtung der These “Wasser als Element”.
(1) Wo finden wir Wasser?
Dumme Frage, oder? In den Ozeanen, an den Polen, in Flüssen, Seen, als Grundwasser, Regen oder in Obst und Gemüse natürlich, werden die meisten antworten. Aber nicht nur. Neben den Ozeanen ist das meiste Wasser als sogenanntes Kristallwasser in Gesteinen gebunden. Gesteine bestehen aus verschiedenen Mineralien (so wie eine Müslisorte z.B. aus Haferflocken und Rosien besteht) und diese Lagern bei ihrem Entstehen Wasser in ihre Kristallstruktur ein oder an. (Wie das funktioniert erkläre ich noch an einer andere Stelle.) Zusammen mit dem gefrorenen Wasser an den Polen und dem Grundwasser machen diese Anteile 99,99% aus. Der winzige Rest von 0,01% stellt das Wasser in den Binnenmeeren, den Seen, der Luft und den Flüssen dar:
Nur Wasser kommt auf der Erde in allen drei Aggreatzuständen vor: fest an den Polen, flüssig im Ozean und gasig als Wasserdampf. Wir selbst bestehen zu 50% aus Wasser, im Obst und Gemüse können es bis zu 95% Wassergehalt sein. Das meiste Wasser kam durch Asteroiden auf die noch junge Erde. Bis auf das Kristallwasser ist jedes Vorkommen nutzbar. Es erübrigt sich daher die Frage, wie man es herstellt, sondern nur, wie man es so reinigen kann, dass es für den jeweiligen Zweck verwendbar ist.
(2) Wasser als “Element”
Die Geschichte der Menschheit ist in jeder Hinsicht immer eng mit dem Wasser verknüpft gewesen und wird es immer sein. Gerade in der heutigen Zeit nehmen die Kriege und Konflikte um Wasser zu.
Bereits die alten Griechen entwickelten etwa um 600 v.Chr. die philosophische Vorstellung, Wasser sei ein Element der Natur. Es war Thales von Milet, der annahm, Wasser sei ein Urstoff, aus dem alle anderen Dinge sich ableiten ließen. Etwa 100 Jahre später entwickelte Empedokles in seiner “Vier -Elemente-Lehre” das Konzept eines aus den Grundsubstanzen Luft, Erde, Wasser und Feuer aufgebauten Kosmos, wobei er nicht den Begriff “Element”, sondern den Begriff “Wurzeln” verwendete. Platon und Aristitoteles entwickelten diese Lehre dann weiter und verknüften diese mit Eigenschaften (Wasser war demnach kalt und feucht), geometrischen Figuren oder bekannten griechischen Gottheiten. In Europa setzte sich diese Denkweise der Vier-Elementen-Lehre fest, wobei man sie im Mittelalter teilweise mit Geistwesen in Verbindung brachte. Dies missbrauchen heute noch Astrologen und Esoteriker fern jeglichen historischen Kontextes als Grundlage für ihre irrwitzigen Thesen.
Der Begriff des Elementes tauchte bei den Chinesen schon um etwa 1500 v.Chr. in der “Fünf – Elemente – Regel” auf, in der Wasser als ein Element dargestellt wird. Beide Darstellungen – die der Griechen und die der Chinesen – ähneln sich. Gemeinsam haben sie das Grundprinzip der heutigen Chemie, dass alle Stoffe unserer Welt aus Elementen und ihren Verbindungen bestehen.
Erst der Engländer Henry Cavendish gelang es 1766 durch die Reaktion von Metallen mit Säuren die erstmalige Darstellung von Wasserstoff, der von ihm “inflammable gas” genannt wurde. Ferner erkannte er, dass Wasserstoff zu Wasser verbrennt. Der französische Wissenschaftler Lavoisier stellte seine Versuche kurze Zeit später nach und erkannte, dass Wasserstoff mit dem von ihm entdeckten Sauerstoff zu Wasser reagierte. Wörtlich schrieb er:
„Die Verbrennung der beiden Luftarten (Anm.: Wasserstoff und Sauerstoff) und ihre Umwandlung zu Wasser, Gewichtsteil für Gewichtsteil, erlaubt kaum noch Zweifel daran, dass diese Substanz, die bislang als Element betrachtet wurde, ein zusammengesetzter Stoff ist.“
Damit war endgültig bewiesen, dass Wasser eine Verbindung aus den Elementen Wasserstoff und Sauerstoff ist. Das ursprünglich von Cavendish genannte “inflammable gas” gab er den Namen “hydro-genium”, übersetzt “Wasser-bildner”.
Am Samstag folgt Teil 2.
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