How polarity makes water behave strangely - Christina Kleinberg

Das seltsame Verhalten von Wasser - Christina Kleinberg

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Übersetzung: Judith Matz Lektorat: David S

How come some insects are able to walk

Wie kommt es, dass an einem Teich Insekten

on the surface of a pond,

über das Wasser laufen,

but you quickly sink to the bottom

während wir

when you try to walk on water?

bei so einem Versuch sofort einsinken?

And why do lakes freeze from the top down in winter?

Und wieso frieren im Winter Seen von oben nach unten zu?

In a word, the answer to all these questions is polarity.

Die Antwort lautet mit einem Wort: Polarität.

Water is a simple molecule

Wasser ist ein einfaches Molekül

made up of one oxygen atom and two hydrogen atoms,

aus einem Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatomen.

but it is essential to life.

Es ist die Grundlage des Lebens.

In fact, water makes up approximately 60%

Tatsächlich macht Wasser um die 60 %

of the adult human being's body weight.

des Körpergewichts eines Erwachsenen aus.

The polarity within those water molecules

Die Polarität in diesen Wassermolekülen

gives this common substance the properties

verleiht diesem allgegenwärtigen Stoff

that make it unique and life-sustaining.

seine einzigartigen und lebenspendenden Eigenschaften.

Polarity refers to the unequal sharing

Polarität bezieht sich auf die ungleiche Verteilung

of electrons within a molecule.

der Elektronen in einem Molekül.

For water, the bonding between the oxygen atom

Bei Wasser ist die Bindung zwischen dem Sauerstoffatom

and two hydrogen atoms within a single water molecule

und den zwei Wasserstoffatomen in einem einzigen Molekül

is like a tug-of-war between a big, strong football player

wie ein Tauziehen zwischen einem riesigen Rugbyspieler

and a cute little toddler.

und einem süßen Kleinkind.

Oxygen is a larger atom,

Das Sauerstoffatom ist größer

with more protons in its nucleus than hydrogen.

und hat in seinem Kern mehr Protonen als Wasserstoff.

These positive charges are like a person's physical strength.

Diese positiven Ladungen sind wie die körperliche Kraft eines Menschen.

They're able to attract

Sie können

the negatively charged electrons in the bond,

die negativ geladenen Elektronen anziehen,

just like a strong individual is able to overpower

wie ein starker Mensch einen schwächeren

a weaker individual in a tug of war.

in einem Tauziehen überwältigen kann.

So, oxygen is able to attract

Sauerstoff kann also mehr als

more than its fair share of electrons.

die ihm zustehenden Elektronen anziehen.

Because hydrogen is smaller and has less strength,

Da Wasserstoff kleiner ist und weniger Kraft hat, bzw.

or fewer protons,

weniger Protonen,

it loses the tug of war

verliert er das Tauziehen

and attracts fewer than its fair share of electrons.

und zieht weniger Elektronen an, als ihm zustehen.

So, the oxygen in water behaves as though it's negative,

Die Ladung des Sauerstoffs im Wasser ist also negativ

and the hydrogens behave as though they're positive.

und der Wasserstoff hat eine positive Ladung.

The bonds within a single water molecule

Diese Bindung in einem Wassermolekül heißt

are called polar covalent bonds.

polare Atombindung –  oder kovalente Bindung.

Covalent means that the electrons are shared.

Kovalent bedeutet, dass die Elektronen geteilt werden.

But, as we just learned,

Aber wie gerade gelernt,

polar means that these electrons are not shared equally.

bedeutet "polar", dass die Elektronen nicht gleichwertig geteilt werden.

In water, the oxygen acts negative

Beim Wasser ist Sauerstoff negativ

and the hydrogens act positive.

und Wasserstoff positiv geladen.

Since negative and positive attract,

Da sich negativ und positiv anziehen,

that oxygen is attracted to the hydrogen atoms

wird der Sauerstoff von den Wasserstoffatomen

in neighboring water molecules.

in benachbarten Molekülen angezogen.

A special type of bond forms between water molecules,

Eine besondere Bindung bildet sich zwischen den Molekülen:

known as a hydrogen bond.

die Wasserstoffbrückenbindung.

Hydrogen bonds don't just happen in water either.

Wasserstoffbrücken kommen nicht nur im Wasser vor.

They can form between a water molecule

Sie können sich zwischen einem Wassermolekül

and different substances that are polar or ionic.

und anderen Stoffen bilden, die elektrisch geladen – polar – sind.

Water's ability to stick to itself is called cohesion,

Die Fähigkeit des Wassers, an sich selbst zu haften, heißt Kohäsion,

while water's ability to stick to other substances

und seine Fähigkeit, an anderen Substanzen zu haften,

is called adhesion.

heißt Adhäsion.

Now, think back to the initial questions.

Kehren wir zu den Fragen vom Anfang zurück.

First, why are some insects able to walk on water?

Wieso können manche Insekten auf dem Wasser laufen?

Surface tension due to hydrogen bonding

Durch die von Wasserstoffbrücken verursachte Oberflächenspannung

creates a thin film on the surface of water

bildet einen dünnen Film auf der Wasseroberfläche,

that gives enough resistance

der superleichten Insekten

for super-light insects to walk on.

genug Widerstand bietet, um darauf zu laufen.

You can't walk on it

Wir können es nicht,

because the hydrogen bonds aren't strong enough

weil die Wasserstoffbrücke nicht stark genug ist,

to hold you up.

um uns zu stützen.

Why does ice float on top of liquid water?

Wieso treibt Eis auf der Wasseroberfläche?

For most other substances,

Bei den meisten Stoffen

the solid state is more dense than the liquid state,

ist der feste Zustand dichter als der flüssige,

but that is not the case for water!

aber bei Wasser ist dem nicht so!

Hydrogen bonds keep water molecules

In gefrorenem Wasser halten Wasserstoffbrücken

farther apart in frozen water than in liquid water.

die Moleküle weiter auseinander als in flüssigem Wasser.

The farther apart the molecules are,

Je weiter die Moleküle voneinander stehen,

the less dense that solid is.

desto weniger dicht ist dieser Körper.

So ice is about 9% less dense than water,

Also ist die Dichte von Eis um 9 % geringer als von Wasser

which means it floats on the top.

und daher schwimmt es oben.

That's why lakes freeze from the top down

Daher frieren Seen von oben nach unten ein

and aquatic life is able to survive

und so kann das Leben im See

through a cold winter every year.

jeden kalten Winter überleben.

It is the polarity of the water molecule

Die Polarität des Wassermoleküls

and the resulting hydrogen bonding

und die sich ergebende Wasserstoffbrücke

that account for water's unique properties.

machen die Einzigartigkeit des Wassers aus.

So, the reason that water is so special,

Wasser ist so wichtig

from inside your cells

für euren Zellen

to the world's oceans,

und für die Weltmeere,

is simply because it is a polar molecule.

weil das Molekül polar, oder elektrisch geladen ist.