We hebben deze zomer in Nederland te maken gehad met extreem lage rivier afvoeren en te weinig neerslag. In gesprekken hierover merk ik dat er veel te vertellen is over water, omdat het watermolecuul hierbij vaak een onbekende dan wel onverwachte invloed heeft. Want water is een prachtig, maar ook heel raar molecuul. In een reeks posts wil ik daar wat meer over vertellen. In deze eerste post een duik in de rare eigenschappen van water.
Het vriespunt❄️:
Wat is het vriespunt van water?
0 graden C, toch?
Ja, maar allen als het vervuild is. Is het zuiver water zonder enige vervuiling, dan kan het pas bevriezen bij -40 graden C. Dus afhankelijk van de vervuiling bevriest water ergens tussen de -40 en 0 graden C.
Broeikasgas🏞️:
Als ik je vraag: wat zijn broeikasgassen, zeg je waarschijnlijk: koolstofdioxide/CO2, methaan/CH4 en lachgas/N2O. Misschien noem je ozon/O3, of halogeenkoolstoffen.
De kans dat je zegt: “water” acht ik vrij klein. Toch is ook het watermolecuul een broeikasgas.
Door de aanwezigheid van broeikasgassen in de atmosfeer is de aarde sinds miljoenen jaren 33 graden warmer dan we op basis van onze afstand tot de zon zouden mogen verwachten – dit wordt het natuurlijke broeikasgaseffect genoemd. Aan deze natuurlijke opwarming van de aarde draagt water ongeveer 60 tot 65% bij.
Voorkomen van alle drie de fasen:
Doordat de aarde 33 graden warmer is gebeurt er iets heel bijzonders: op deze planeet komt water in alle drie de fasen voor: vast als ijs in gletsjers op de bergtoppen en de poolkappen, vloeibaar in de zee, rivieren, meren en grondwater. In de atmosfeer komt water in alle drie de vormen voor: vooral als waterdamp, maar ook in de vloeibare (regendruppels) en vaste (hagel en sneeuw) vorm in wolken.
Dichtheid:
We nemen het voor lief, maar het is eigenlijk heel erg raar dat een stof in vaste vorm drijft op de vloeibare vorm. Toch is dat precies wat er gebeurt bij water: ijs drijft op vloeibaar water. Hierdoor overleven de vissen de winter en kan de noordpool bevriezen zonder dat hiermee de stroming van de zee wordt geblokkeerd.
Zuurheid:
Water kan zowel een proton (het H-atoom) loslaten als opnemen. Bij loslaten wordt er OH- gevormd, en bij opnemen wordt er H3O+ gevormd. Een hoge H3O+ concentratie levert zuur water op, een hoge OH- concentratie levert basisch water op.
Conclusie
Kortom: we heten niet voor niets de blauwe planeet, want de aanwezigheid van water is van cruciaal belang geweest bij het vormgeven van het leven op onze planeet
Bronnen:
Bevriezing:
Royal Society of Chemistry. “We All Know What Temperature Water Freezes at, Right?!” Royal Society of Chemistry, 11 april 2018. https://www.rsc.org/news-events/journals-highlights/2018/04-april/water-freezing/
Bijdrage van water aan het natuurlijke broeikasgaseffect:
Kiehl, J. T., en Kevin E. Trenberth. “Earth’s Annual Global Mean Energy Budget”. Bulletin of the American Meteorological Society. Bulletin of the American Meteorological Society 78, nr. 2 (1997): 197-208. https://doi.org/10.1175/1520-0477(1997)078%3C0197:EAGMEB%3E2.0.CO;2