Wasser ist eine Flüssigkeit, die voller faszinierender Rätsel steckt. Die verschiedenen Anomalien des Wassers beschäftigen und faszinieren Forscher wie auch Laien nach wie vor.
Eigentlich unglaublich, aber in mehr als 60 Eigenschaften verhält sich Wasser praktisch „neben der Linie“ und überrascht durch abweichende Merkmale.
Besonders bekannt ist etwa die Dichteanomalie des Wassers. Im Gegensatz zu anderen Stoffen nimmt die Dichte bei Wasser bei abnehmenden Temperaturen nicht laufend zu, sondern erreicht bei Normaldruck den höchsten Wert bei vier Grad Celsius. Dadurch schwimmt Eis auch auf Wasser, was gerade für das Leben auf der Erde eine sehr wichtige Anomalie darstellt.
Dank Forscher der Universität Innsbruck ist zumindest ein weiteres Rätsel gelöst. Das Team um Prof. Thomas Lörting hat sich mit stark unterkühltem Wasser beschäftigt.
Doch was ist nun unterkühltes Wasser?
Wie allgemein bekannt ist, gefriert Wasser normalerweise bei null Grad Celsius. Sehr reines Wasser kann allerdings auch auf Temperaturen viel weiter darunter abgekühlt werden, ohne dass es gefriert – und wird als unterkühltes Wasser bezeichnet.
„Je tiefer es unterkühlt wird, desto ausgeprägter werden seine anomalen Eigenschaften,“ erklärt Prof. Lörting. Die Wissenschaftler vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Innsbruck konnten nun bestätigen, dass Wasser bei sehr tiefen Temperaturen aus zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten besteht – eine Theorie, die bereits in den 80er geäußert worden ist.
Problematisch gestalteten sich allerdings die Untersuchungen bzw. die Bestätigung dieser These. Um Wasser „unter die Lupe“ nehmen zu können, muss es in einer Form vorliegen, die nicht aus Eiskristallen besteht. Allerdings neigt unterkühltes Wasser stark dazu zu kristallisieren, sprich zu gefrieren. Für die Untersuchung gelang es dem Forscherteam, festes Wasser heranzuziehen, das die molekulare Struktur der flüssigen Form behält. Die Innsbrucker Wissenschaftler konnten beweisen, dass unterkühltes Wasser je nach Umgebungsdruck in zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten vorliegt: nämlich eine mit niedrigerer Dichte und eine hochdichte Form, die sich voneinander absetzen und ähnlich wie Wasser und Öl verhalten und letztlich zwei Schichten bilden.
„Bei höheren Temperaturen expandiert die hochdichte Eisform und geht in die niedrigdichte Form über“, erzählt der Chemiker, „ein weiterer Beweis für die Existenz von zwei flüssigen Formen von Wasser.“
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