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Chemie

Besonderes Wasser: Anomalie und Lösungsmittel

Wasser hat bei 4 °C die größte Dichte, deshalb schwimmt Eis. Außerdem löst Wasser viele Stoffe. Beides ist wichtig für das Leben.

  • ca. 10 Minuten
  • Klasse 7
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann die Anomalie des Wassers beschreiben.
  • Ich kann erklären, warum Eis schwimmt.
  • Ich kann die Bedeutung von Wasser als Lösungsmittel nennen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Das Teilchenmodell

Die meisten Stoffe werden beim Abkühlen dichter und schwerer pro Volumen. Wasser verhält sich anders. Kühlt man Wasser von 10 °C ab, wird es zunächst dichter und hat bei 4 °C die größte Dichte. Kühlt es weiter ab, dehnt es sich wieder aus. Beim Gefrieren nimmt das Volumen um etwa ein Zehntel zu. Eis hat deshalb eine kleinere Dichte als flüssiges Wasser und schwimmt oben. Man nennt dieses besondere Verhalten die Anomalie des Wassers. Sie ist wichtig: In kalten Wintern gefriert ein See zuerst oben. Die Eisschicht schützt das Wasser darunter. Am Boden bleibt es bei etwa 4 °C, sodass Fische und Pflanzen überleben. Auch Wasserflaschen im Tiefkühlfach können platzen, weil Eis mehr Platz braucht. Wasser ist außerdem ein ausgezeichnetes Lösungsmittel. Es löst Salze, Zucker und viele andere Stoffe sowie Gase wie Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid. In kaltem Wasser löst sich mehr Gas als in warmem. Deshalb haben warme Gewässer weniger gelösten Sauerstoff. Öl löst sich nicht in Wasser.

ZustandDichte in g/cm³
Wasser bei 0 °C0,9998
Wasser bei 4 °C1,0000
Wasser bei 10 °C0,9997
Wasser bei 20 °C0,9982
Eis bei 0 °Cca. 0,92

Eine Messreihe planen (beschrieben, mit Erwachsenen)

  1. Wähle den Temperaturbereich: von etwa 10 °C bis knapp unter 0 °C.
  2. Wähle Zeitintervalle von 30 Sekunden, damit sich der Verlauf gut erkennen lässt.
  3. Notiere Temperatur und Zeit in einer Tabelle.
  4. Zeichne ein Diagramm und beschreibe, wann das Wasser gefriert.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Eis ist leichter als Wasser.

Bei 4 °C ist Wasser am dichtesten.

Wasser löst viele Stoffe.

Ein Beispiel

Beispiel

Im Winter friert ein Teich oben zu. Unter dem Eis schwimmen Fische im Wasser mit etwa 4 °C weiter.

Schritt für Schritt

Wir lesen die Tabelle.

  1. Suche die größte Dichte in der Tabelle.
  2. Vergleiche Wasser und Eis.
  3. Schließe: Welches schwimmt?
  4. Nenne die Folge für Seen.

Mit einem Bild erklärt

TemperaturDichte
0 °C0,9998
4 °C1,0000 (größte)
10 °C0,9997

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Warum schwimmt Eis auf dem Wasser?
Zeig mir den ersten Schritt

Vergleiche 0,92 und 1,0.

Lösung ansehen

Lösung: Eis hat eine kleinere Dichte als flüssiges Wasser.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Bei welcher Temperatur in °C hat Wasser die größte Dichte? Schreibe nur die Zahl.

Zeig mir den ersten Schritt

Schau in die Tabelle: Wo ist der Wert am größten?

Lösung ansehen

Lösung: 4

Bei 4 °C.

Tipp: Schau in die Tabelle: Die größte Dichte hat flüssiges Wasser bei 4 °C. Eis hat eine kleinere Dichte und schwimmt deshalb.

Merksatz: Anomalie: größte Dichte bei 4 °C, Eis schwimmt. Wasser ist ein gutes Lösungsmittel für Salze, Zucker und Gase.

Typischer Fehler: Viele denken, Eis sei schwerer als Wasser, weil es fest ist. Eis hat aber eine kleinere Dichte.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Warum können Fische im Winter unter dem Eis überleben?
Lösung ansehen

Lösung: Unter dem Eis bleibt das Wasser bei etwa 4 °C.

Frage 2 In warmem Wasser löst sich mehr Sauerstoff als in kaltem.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 3 Was ist wichtig, wenn Wasser gefriert?
Lösung ansehen

Lösung: Das Volumen nimmt zu.

Frage 4 Öl löst sich gut in Wasser.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Geschafft

Wasser hat bei 4 °C die größte Dichte. Eis ist leichter als Wasser und schwimmt. Wasser löst viele Stoffe und Gase, in kaltem Wasser mehr Gas als in warmem.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

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