Gefahrstoff Wasser

Inhaltsangabe erforderlich?

Es gibt inzwischen viele Stoffe, die als Gefahrstoff gelten. Doch was genau sind eigentlich Gefahrstoffe? Gefahrstoffe sind die Stoffe, die ein chemisches Gefhrdungspotential aufweisen. Also giftige, explosive und unter anderem auch tzende Stoffe. Abb. 1 zeigt einige Potenziale, die auch Wasser aufweist: Zum einen hat destilliertes Wasser oft einen pH-Wert von 4,5-5 6.), weil es mit dem in der Luft vorhandenen CO2 reagiert, zum anderen hat destilliertes Wasser die biologische Wirkung, Zellen zum zerplatzen zu bringen und damit den Organismus zu tten.

Abb.1 Gefahrstoffe 1.)

Doch egal wie man es betrachtet: Wasser ist sicherlich kein Gefahrstoff. Oder etwa doch? Es scheint der Fall zu sein, dass Wasser gefhrlicher ist, als bisher angenommen. Meine Annahme begrnde ich mit den folgenden Punkten:

Elektrolyse

Bei der Elektrolyse wird durch Energiezufuhr ber Strom Wasser gespalten. Der dabei entstehende Wasserstoff des HHO-Gasgemisches ist besser bekannt unter dem Namen "Knallgas", welches mit dem Luftschiff "Hindenburg" in die Geschichte einging. Mit der Zndtemperatur von nur 465C lsst es sich leicht mit einem Feuerzeug (700C) entznden. Auerdem reicht ein kleines Stck Platin als Katalysator, um die Aktivierungsenergie des Wasserstoffs auf die Umgebungstemperatur abzusenken. Die Reaktion sieht chemisch betrachtet so aus:

H2O + Energie 2H++O2-. So erzeugt man durch elektrischen Strom Wasserstoff und Sauerstoff.2H++O2-+ Aktivierungsenergie H2O. Damit lst man beispielsweise mit einer Feuerzeugflamme eine Explosion aus. 2.)

Versuchsaufbau:

Abb.2 Elektrolyse Aufbau

Thermolyse

Bei der Thermolyse wird das Wasser mithilfe von Hitzeenergie gespalten. Der dabei entstehende Wasserstoff reagiert sofort wieder mit dem Sauerstoff zu Wasser, weil die Hitze, die das Wasser gespalten hat, auch gleichzeitig als Aktivierungsenergie fr die Verbrennung von Wasserstoff fungiert. Chemisch betrachtet sieht das Ganze so aus:

H2O(s) + Energie + Aktivierungsenergie H2O(g).

Die Hitze erzeugt natrlich zuerst wie bei der Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff, der aber sofort wieder zu Wasser wird, weil genug Energie vorhanden ist. In der Praxis lsst sich das beispielsweise durch eine Thermitreaktion ber Wasser veranschaulichen.

Der Versuchsaufbau ist folgendermaen:Abb.3 Thermolyse Versuchsaufbau

Nachdem das Magnesiumstbchen entzndet wird, sieht es ungefhr so aus:Abb.4 Thermolyse Reaktion

In gewisser Weise ermglicht das Wasser eine Katalyse zur Explosion. Und zwar insofern, dass ein Katalysator die Energie, die erreicht werden muss, um ein bestimmtes Ereignis zu erzeugen, in diesem Fall eine Explosion, herabsetzt. 3.)Die Formel von Thermit sieht so aus:

Fe2O3 + 2 Al 2 Fe + Al2O3 E=851,5

Autoprotolyse

So unglaubwrdig es klingen mag: Wasser verwandelt sich manchmal spontan in eine starke Sure und eine starke Base gleichzeitig. Die Reaktionsgleichung sieht folgendermaen aus:

2H2O H3O++OH-

Das alleine wre schon erschreckend genug, wenn man bedenkt, dass starke Salzsure sogar dazu verwendet werden kann, organisches Material jeder Art aufzulsen und die starke Base NaOH, mit Wasser bergossen, sich selbst entznden kann. Eine Mischung der beiden wurde in verdnnter Form auch schon im Meer nachgewiesen. Doch damit nicht genug! Wasser kann in dieser hochreaktiven Form sogar noch Strom leiten:Der elektrische Strom (beispielsweise Blitz) wird von einem Ion zum anderen bertragen.Und das funktioniert so:Abb.5 Elektrische Leitfhigkeit von Salzwasser und / oder Salzsure 4.)

Im Prinzip funktioniert die elektrische Leitfhigkeit bei Salzwasser bzw. Wasser, das auch aus OH- - und H3O+-Ionen besteht, so: Am positiv geladenen Pol (der Anode) setzen sich negativ geladene Ionen an (in dem Beispiel sind das entweder die Cl- Ionen oder die OH- Ionen) und geben ihre Ladung an die Gleichstromquelle ab. Am negativ geladenen Pol setzen sich die positiv geladenen Ionen ab. In diesem Fall entweder H3O+ und H+. Dadurch wird das Wasser neutralisiert. So kann der Strom durch Extraktion der Ionen flieen. Dabei wird der Strom an alle sich in der Nhe befindlichen geleitet und auerdem entsteht auerdem wieder HHO. (=H2O, evtl. bessere Schreibweise?)

Saurer Regen

Der saure Regen verstrkt diese Stromleitfhigkeit genauso wie Salzsure und NaOH, (du solltest dich fr eine Schreibweise entscheiden, entweder beides als Formel oder beide Verbindungen in Wortform) weil in diesem Fall sogar noch mehr stromleitende Ionen im Wasser vorkommen. Der saure Regen enthlt hauptschlich die Ionen HNO3 und H2SO4. Dieser Regen ist nicht nur bei Blitzeinschlgen, vor denen man in geeigneten Husern mit Blitzableitern geschtzt ist, gefhrlich, weil er auch korrosiv auf Gebude und Straen, die dadurch bauflliger, unsicherer und einsturzgefhrdet werden, wirkt. Der saure Regen ist nicht nur ein theoretischer Ansatz der Chemie, wie man in Abb.6 erkennen kann. Er entsteht wegen den Fabriken, die ungefiltert ihre Abgase an ihre Umgebung abgeben. Es scheint sich im Weitern zu besttigen, dass Pharmakonzerne ihre antibakteriell wirkenden Substanzen in Indien einfach in die Flsse leiten und so resistente Erreger provozieren 5.) (Quelle: http://www.youtube.com/watch?v=u_ofrqgWxrY 23:00-28:30 & 33:35-41:29). Daraus schliee ich, dass es in Entwicklungslndern auch Fabriken geben muss, die ungefiltert ihre Abgase an die Umwelt abgeben.

Abb.6: Die Entstehung des sauren Regens (Quelle: http://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/umat/saurer_regen/saurer_regen.htm Abb.1)

Treibhauseffekt

Bei jeder Verbrennung von Kohlenwasserstoffen entsteht neben dem Treibhausgas CO2 auch H2O. Viele denken, H2O wre gut fr die Umwelt, weil es fr den sauren Regen mitverantwortlich ist. H2O schadet aber der Umwelt, weil es zwar die Wrme von Sonnenlicht hineinlsst, jedoch, wenn genug Wasser verdampft ist, nicht mehr hinauslsst. Dadurch heizt sich die Erde immer mehr auf und die Klimaerwrmung wird beschleunigt. Durch das Verdampfen von Wasser schmilzt auch das feste Wassereis der Polarregionen und Gletscher, das dann seinerseits auch verdampft und so die Klimaerwrmung weiter vorantreibt. (Chemie Elemente)

Lschen

Wasser, so knnte man meinen, eignet sich gut zum lschen von Brnden. Doch auch hier sollte Vorsicht geboten sein: Giet man Wasser nmlich ins Feuer, so kann es auch den Brand verstrken (http://www.youtube.com/watch?v=99qn9CEvgTk), wie man anhand der Thermolyse schon erkennen kann, wird beim Lschversuch das Wasser gespalten und erzeugt so HHO (ndern in H2O?), welches wieder andere Gegenstnde?(genauer definieren!) entznden kann. Das passiert nicht nur bei Thermit, wo das Wasser explodiert (zu umgangssprachlich), sondern auch bei Magnesium(http://www.youtube.com/watch?v=VKzx_qhffqE). Hier verstrkt Wasser den Brand, weil H2O bei ber 2000C gespalten wird. Es ist zu empfehlen, Metalle zuerst mit Sand zu lschen und dann mit Wasser zu khlen. Im zweiten Weltkrieg (keine Abkrzungen verwenden, die nicht fachbezogen sind, daher habe ich 2.WK ersetzt) warfen die Alliierten viele Brandbomben auf deutsche Stdte. Darin enthalten war oft auch brennendes Magnesium, das nicht durch Wasser lschbar ist. Viele Zivilisten liefen in den oft nahegelegenen Fluss und verbrannten im Wasser.

Auch Fett sollte nicht mit Wasser gelscht werden, weil das Wasser explosionsartig verdampft und so das brennende Fett, das leichter ist als Wasser, mit dem Wasserdampf in alle Richtungen zerstubt wird. Deswegen brennt es danach berall. Auerdem erkennt man anhand der Mehlstaubexplosion, dass zerstubte Substanzen leichter explodieren knnen, weil die Oberflche grer ist.Es mag die Annahme des Hausverstandes sein, dass eine nicht brennende Substanz nicht gefhrlich sein kann, wenn sie mit Wasser in Berhrung kommt, doch dieser irrt wie so oft: Natrium verbrennt in Wasser wegen der Bildung von Knallgas (http://www.lenntech.de/pse/wasser/natrium/natrium-und-wasser.htm).

Versucht man nun also das Metall, das nicht bei ber 2000C verbrennt (http://www.farago.info/job/Verbrennungen/DritteBrenner.htm Abb.11; http://www.youtube.com/watch?v=6RJEO0uyzHA), mit Wasser zu lschen, brennt es nur noch strker (http://www.youtube.com/watch?v=YS7XCsfGzx4).

Alkalimetalle

Alkalimetalle (Li, Na, K, Rb, Cs, [Fr]) reagieren in dieser Reihenfolge von links nach rechts aufsteigend immer heftiger mit Wasser. Lithium verbrennt bei der Reaktion mit Wasser. Im Prinzip luft jede Reaktion mit Alkalimetallen und Wasser gleich ab: Der Einfachheit wegen wird in der folgenden Reaktionsgleichung die Reaktion mit einem als allgemein zu verstehendes Alkalimetall A beschrieben.

2A(s) + 2H2O(aq) 2AOH(aq) + H2(g)

Das H ist wie immer Knallgas, das sich in diesem Fall selbst entzndet. Da Csium in Wasser explodiert (http://www.youtube.com/watch?v=D4pQz3TC0Jo), ist davon auszugehen, dass Francium das noch viel heftiger macht. Das einzige Problem ist: Francium Radioaktiv und deswegen nicht in groer Menge lagerbar ist. Mit einer Halbwertszeit von nur 22.8 Minuten (http://www.seilnacht.com/Lexikon/87Franc.htm), lsst es sich schwer bewerkstelligen, es in Wasser zu werfen (http://www.youtube.com/watch?v=PyFLvSg6ZDw).

Reaktion mit Chlor

Wasser, das mithilfe der Elektrolyse zu Wasserstoff umgewandelt wurde, bildet mit Chlorgas (einem Kampfstoff aus dem ersten Weltkrieg) Chlorknallgas. Entzndet man das, entsteht Chlorwasserstoff. Das ist nichts anderes als Salzsure im gasfrmigen Zustand. Das reizt die Atemwege, fhrt zu Lungendemen und verursacht Herz-Kreislaufstrungen. Auerdem fhrt es zu Rtungen auf der Haut (http://www.carlroth.com/media/_de-de/sdpdf/X896.PDF; http://www.airliquide.de/gasekatalog/sdb//069-DE-DE-Chlorwasserstoff.pdf)Reaktionsgleichung fehlt!

Fluor in Wasser

Ich zitiere aus dem Buch Wasser und Wasserinhaltsstoffe eine Einfhrung in Hydrochemie von Eckhard Worch Seite 99f.: Fluorid (F-) tritt in natrlichen Wssern nur in geringen Konzentrationen auf. Diese liegen meist unter 0,5 mg/L. Der Mensch bentigt () tglich etwa 1,5...2,5 mg F-. Weiter schreibt er, dass mit einem Trinkwasserverbrauch von zwei Litern pro Tag die Mindestmenge an Fluor erreicht ist. Auerdem lge die ntzliche und schdliche Wirkung des Elements auergewhnlich eng beieinander. Ferner schreibt er, ich zitiere: Deshalb und weil Trinkwasser generell nicht als Trger von Medikamenten dienen soll, wird eine allgemeine Trinkwasserfluoridierung, wie sie in der Vergangenheit propagiert und in einigen Gebieten auch durchgefhrt wurde, heute abgelehnt. Nach der Trinkwasserverordnung gilt ein Grenzwert von 1,5mg/L. Wenn nicht einmal Trinkwasser als Trger von Medikamenten dienen soll, kann man sich denken (zu salopp formuliert, dein Leser ist nicht immer ein Fachkundiger der Chemie, vielleicht kann er es sich nicht denke. Du musst das, was du fr Allgemeingltig hltst besser erklren) wie es mit dem Rest des Wassers aussieht. Es ist bedauerlich, dass der Autor meines Wissens keine Alternative zu Wasser genannt hat, um Medikamente einzunehmen.

Cyanidionen

Cyanidionen in Gewssern sind meist industriellen Ursprungs, liegen meist jedoch bei unter 10g/L. Cyanid ist bekanntermaen hochgiftig. Ein Satz ist viel zu wenig fr einen eigenen Unterpunkt Punkt. Vllt beschreibst du die Auswirkungen auf den Krper oder die Reaktion von Cyanid im Allgemeinen oder du beschreibst einfach genauer, was Cyanid mit Wasser zu tun hat, auer darin vorzukommen.

Du musst ein Fazit formulieren, irgendeinen Schluss, der alles zusammenfasst. Du kannst nicht mit einer Aufzhlung enden, das verwirrt den Leser, aber vllt hattest du ohnehin noch vor, diesen hinzuzufgen;-)

Quellen:Vor den Internetquellen mssen immer Literaturquellen aufgefhrt werden!

1.) http://www.guss-net.de/uploads/RTEmagicC_gefahrstoffsymbole-sammlung.jpg.jpg

2.) http://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/04_12.htm

3.) http://www.youtube.com/watch?v=njdpxBlkzJ8

4.) http://www.cosmiq.de/qa/show/1761291/Salze-leiten-den-elektrischen-strom-nicht-als-Feststoff-sondern-nur-in-der-Schmelze-oder-in-Loesung-das-Salz-wird-beim-Stromdurchgang-in-andere-Stoffe-zersetzt-Wie-erklaert-man-diese-eigenschaft/)

5.) http://www.youtube.com/watch?v=u_ofrqgWxrY

6.) http://www.lenntech.de/anwendungen/prozess/demineralisiert/deionisiertes-demineralisiertes-wasser.htm

Ich habe dir rot markiert, was ich grammatisch verndert habe, bzw. in Klammern angefgt, an welchen Stellen noch besser erklrt werden kann, um genau zu verstehen was gemeint ist. Bzw. solltest du gerade in den letzten drei Punkten besser auf die chemischen Prozesse eingehen.