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Mineralwasser 08:57 min

Textversion des Videos

Transkript Mineralwasser

Einen schönen guten Tag und herzlich willkommen. Dieses Video heißt Mineralwasser. So erfrischend ist ein Schluck Mineralwasser, das wir auch umgangssprachlich als "Wasser" bezeichnen. Für Mensch und Natur ist lebensnotwendig, dass Wasser Salze löst. Wenn ich ein Salz, zum Beispiel Natron, in reines destilliertes Wasser gebe, es umrühre und vielleicht ein bisschen stehen lasse, erhalte ich nach einer bestimmen Zeit eine klare Lösung. Wir wissen heute, dass die Salze nicht einfach als Moleküle im Wasser aufgelöst werden, sondern durch Dissoziation der Salze entstehen geladene Teilchen, die Ionen. Nehmen wir zum Beispiel Natron, das eben verwendete Salz. Ein Molekül Natriumhydrogencarbonat dissoziiert in wässriger Lösung in ein positiv geladenes Natriumion und in ein negativ geladenes Hydrogencarbonat Ion, HCO3^-. Nehmen wir ein anderes Salz, Calciumsulfat. Ein Molekül Calciumsulfat, CaSO4, dissoziiert in wässriger Lösung in ein zweifach positiv geladenes Calciumion, Ca2+  und in ein zweifach negativ geladenes Sulfation SO42-. Alle vier Ionen sind in Lösung enthalten. Beim Eindampfen der Lösung könnten die Natriumionen 2N+ sich mit den Sulfationen SO42- verbinden und das Salz Natriumsulfat Na2SO4 bilden. Genauso können die Ionen Ca2^+ mit den Hydrogencarbonationen HCO3^- sich verbinden und das Salz Ca(HCO3)2 bilden. Wir können aus 4 Ionen 4 Salze bilden. Ich habe diese mit 1, 2, 3 und 4 gekennzeichnet. Demenzufolge liegen in Salzlösungen niemals undissoziierte Teilchen, sondern stets Ionen vor. Zum einen hat man in einer Salzlösung Kationen. Das sind positiv geladene Ionen. Wir möchten hier zwei wichtige Vertreter nennen: das Natriumion, Na^+ und das Calciumion, Ca2+. Die negativen Ionen werden Anionen genannt. Ich möchte hier die beiden wichtigsten für das Mineralwasser nennen: Das sind das Hydrogencarbonation, HCO3^-, und das Sulfation SO42-. Von dem verwendeten Mineralwasser möchte ich nun die entsprechenden Mengen an Ionen nennen. Ich werde dabei auf ganze mg/l runden. Natriumionen 16 mg/l, Calciumionen 67 mg/l, Hydrogencarbonationen 147 mg/l und Sulfationen 60 mg/l. Die Gesamtmenge an Ionen ergibt für unser Mineralwasser 290 mg/l. Wenn wir diesen Wert mit dem Wert der Meere vergleichen, so stellen wir fest, dass das bedeutend geringer ist als der Ionengehalt der Ostsee. Der beträgt immerhin ungefähr 500 mg/l. Die Meere enthalten entsprechend mehr Ionen. Bis 3000 und mehr mg/l an Kationen und Anionen. Das ist einer der Gründe dafür, warum Mineralwasser nicht salzig schmeckt. Warum ist Mineralwasser nicht salzig? Gemeint ist damit der Geschmack. Einen der Gründe haben wir eben genannt. Der Ionengehalt im Mineralwasser ist geringer als der Ionengehalt der Meere. Der zweite Grund ist fast noch wichtiger. Mineralwasser enthält kein oder kaum Chlorid. Das heißt, es enthält kaum Chloridionen Cl^-. Cloridionen sind vor allem für den Salzgeschmack eines Wassers verantwortlich. Warum enthält Mineralwasser kaum Nitrat, NO3^-? Nitrationen NO3^- sind physiologisch relativ unbedenklich. Allerdings sind sie in der Lage durch Oxidation Nitiritionen NO2^- zu bilden. Diese wiederum sind fähig Nitroso-Verbindungen zu bilden. Nitroso-Verbindungen snd krebserregend, eine äußerst wenig wünschenswerte Perspektive. Warum enthält Mineralwasser kein Carbonat, CO32-? Carbonat ist für den Menschen völlig unschädlich. Allerdings hat es die Eigenschaft, dass es gelöste Calciumionen als Calciumcarbonat CaCO3 ausfällen kann. Ca2+ und CO32- reagieren zu sehr schwer löslichem Calciumcarbonat. Die Calciumionen würden ausfallen. Somit würden wir die Calciumionen Ca2+ in der Lösung verlieren, da sie dort nicht mehr bleiben könnten und sich als Niederschlag absetzen würden. Welche Rolle spielt Kohlenstoffdioxid CO2 im Mineralwasser? Zunächst einmal ist CO2 Kohlenstoffdioxid im Sprudel erfrischend. CO2 übt allerdings auch eine chemische Reaktion aus: CO32-+CO2+H2O reagieren zu 2HCO3^- Kohlenstoffdioxid, CO2, ist somit fähig Carbonat CO32- in Hydrogencarbonat HCO3^- umzuwandeln. Somit können zum Beispiel Calciumsalze als Carbonat unlöslich in Hydrogencarbonat in lösliches Salz umgewandelt werden. Hat Mineralwasser gegenüber Trinkwasser Vorteile? Kaum ist die Antwort. Beide sind wichtige Elektrolytspender. Beide liefern lebenswichtige Ionen. Vor allem ist wichtig, dass beide Spender von Ca2+, von Calciumionen sind. Wir fassen zusammen: Mineralwasser ist dem Trinkwasser in seiner physiologischen Wirkung durchaus ebenbürtig und kann hinsichtlich der Versorgung des Körpers mit Calciumionen Ca2+ sogar die Milch ersetzen. Das war es wieder für heute. Ich wünsche Euch alles Gute. Auf Wiedersehen.  

1 Kommentar
  1. Das Video ist richtig gut.

    Von Maximilian R., vor mehr als einem Jahr

Mineralwasser Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Mineralwasser kannst du es wiederholen und üben.

  • Benenne die Ionen im Mineralwasser.

    Tipps

    Die Elementsymbole sind in der Regel eine abgekürzte Form des ganzen Namen des Elements (Bsp: $Ne$ = Neon).

    Lösung

    Die Elementsymbole sind eine Abkürzung für den vollständigen Namen eines Elements. So ergibt sich für das Natrium-Ion $Na^+$ und für das Calcium-Ion $Ca^{2+}$. Bei den Anionen ist das etwas schwieriger, da diese meist aus mehreren Elementen bestehen. Daher solltest du die Namen der Anionen lernen, damit du sie in Reaktionsgleichungen richtig anwendest.

    \begin{array}{c|c} Summenformel~des~Ions & Name~des~Ions\\ \hline Na^+ & Natrium-Ion\\ Ca^{2+} & Calcium-Ion\\ {HCO_3}^- & Hydrogencarbonat-Ion\\ {SO_4}^{2-} & Sulfat-Ion\\ \end{array}

  • Nenne charakteristische Merkmale von Mineralwasser.

    Tipps

    Wenn man verschüttetes Mineralwasser einfach trocknen lässt, bleibt weißes Pulver zurück.

    Lösung

    Mineralwasser ist eine Lösung aus Wasser $(H_2O)$ und verschiedenen Salzen. Eines davon ist das Natron $(NaHCO_3)$, welches ein Salz der Kohlensäure $(H_2CO_3)$ ist. Salze lösen sich im Wasser nicht als komplettes Salz auf – vielmehr zerfällt es in seine Ionen. Diesen Vorgang nennt man Dissoziation. Gibt man zum Beispiel kleine Mengen Calciumsulfat $(CaSO_4)$ in Wasser, so dissoziiert es in seine Ionen $Ca^{2+}$ und ${SO_4}^{2-}$.

  • Erkläre, was das Wasser des „toten Meeres“ von „normalem“ unterscheidet.

    Tipps

    Beim Lösen von Salzen in Wasser erhöht sich die Masse und das Volumen bleibt gleich.

    Lösung

    Entspannt eine Zeitung lesen, während man auf dem Toten Meer treibt - der Dichte sei Dank. Ein Körper schwimmt genau dann auf dem Wasser, wenn er mehr Volumen an Wasser verdrängt, als er wiegt – oder anders gesagt, wenn die Dichte des Körpers geringer ist, als die Dichte des Wassers. Löst man Salze im Wasser, steigt die Dichte, das bedeutet, ist ein Körper vorher nicht geschwommen, ist es nun möglich, dass er schwimmt. Dieser Sachverhalt kann auch anders veranschaulicht werden:

    • Versucht man sich in ein Bälleparadies zu legen, so sinkt man ein wenig ein. Legt man sich jedoch auf Kugeln, die dichter gepackt sind, z.B.Sand, sinkt man nicht ein, denn die Dichte des Sandes ist wesentlich höher als die der relativ großen Bälle im Bälleparadies.

  • Erläutere die Salzbildung von eindampfenden Mineralwasser.

    Tipps

    Ein Salz besteht immer aus seinem Kation und seinem Anion.

    Lösung

    In unserem Mineralwasser liegen vier Ionen nebeneinander vor :

    • $Na^+$
    • $Ca^{2+}$
    • ${HCO_3}^-$
    • ${SO_4}^{2-}$
    Dampft man nun diese Lösung ein, so bestehen insgesamt vier Möglichkeiten, wie sich die Kationen mit Anionen verbinden können. Es werden jedoch niemals zwei Anionen oder zwei Kationen ein Salz bilden. Das bedeutet für unser Beispiel, dass sich nur folgende Salze bilden können:
    • $NaHCO_3$ (Natriumhydrogencarbonat)
    • $CaSO_4$ (Calciumsulfat)
    • $Na_2SO_4$ (Natriumsulfat)
    • $Ca(HCO_3)_2$ (Calciumhydrogencarbonat)

  • Beschreibe die Reaktion folgender Salzlösungen.

    Tipps

    $Salz(1)~+~Salz(2)~\rightleftarrows~Salz(3)~+~Salz(4)$

    Die weißen Rückstände im Wasserkocher oder in Kochtöpfen bestehen aus Calciumcarbonat.

    Lösung

    Das Kochsalz verdankt seinen Namen seinem Verwendungszweck: Es handelt sich um das Salz, was man in der Küche zum Würzen verwendet. Gibt man es zum Beispiel ins Nudelwasser, löst es sich auf und sorgt dafür, dass die Nudeln nicht fade schmecken. Jedoch lösen sich nicht alle Salze, ein Beispiel dafür ist das Calciumcarbonat $(CaCO_3)$. Ein anderes Calciumsalz, das Calciumchlorid, hingegen löst sich sehr gut in Wasser. Deutlich wird das in einem kleinen Experiment. Wir haben eine Kochsalz-Lösung in eine Calciumchlorid-Lösung gegossen und beobachten, dass ein weißer Feststoff ausfällt – Calciumcarbonat $(CaCO_3)$. Die Ionen der einzelnen Lösung reagieren also miteinander gemäß der allgemeinen Gleichung:

    • $Salz(1)~+~Salz(2)~\rightleftarrows~Salz(3)~+~Salz(4)$,
    die bezogen auf unser Beispiel lautet:
    • $CaCl_2~+~Na_2CO_3~\rightleftarrows~2~NaCl~+~CaCO_3$
  • Bestimme die Ladung der folgenden Ionen.

    Tipps

    Metall-Ionen sind in einem Salz immer das Kation.

    Anionen haben immer eine Endung wie -at oder -id.

    Lösung

    Kationen sind positiv geladen, Anionen sind negativ geladen. Bei Kationen handelt es sich oft um Metall-Ionen. Betrachten wir das oben abgebildete Periodensystem, so handelt es sich bei allen gelb und blau hinterlegten Elementen um Metalle und bei einigen der roten auch. Das bedeutet, alle gelb unterlegten Elemente bilden in Salzen das Kation (Bsp: $Li^+$, $Ca^{2+}$ und $Mg^{2+}$). Eisen und Nickel als (Übergangs-)Metalle bilden ebenfalls Kationen. Ein Beispiel für ein Eisensalz ist das oben zu sehende Eisenchlorid $(FeCl_3)$. Anionen haben immer eine Endung, an der du sie erkennen kannst.

    -at:

    • Nitrat $({NO_3}^-)$
    • Carbonat $({CO_3}^{2-})$
    • Arsenat $({AsO_4}^{3-})$
    -id
    • Sulfid $(S^{2-})$
    • Chlorid $(Cl^{-})$