Frage von Nextergen7, 109

Wieso biegt sich das Wasser weg, wenn man einen Aufgeladenen Plastikstab in seine Richtung hält?

Expertenantwort
von vach77, Community-Experte für Chemie, 45

Wasserstoff und Sauerstoff im Wassermolekül unterscheiden sich in ihrer Elektronegativität. Dadurch werden die Bindungselektronenpaare jetzt stärker zum elektronegativeren Element, dem O-Atom verschoben.

Die Bindungspartner H und O haben jetzt eine verschiedene Teilladung (Partialladung). Die Bindungen zwischen H und O sind also polar und das Wassermolekül ein Dipol.

Man spricht bei einem Wassermolekül auch von einem permanenten Dipol.

Bringt man nun einen geladenen Gegenstand in die Nähe eines dünnen Wasserstrahls, so richten sich die Dipole aus, und der Wasserstrahl wird abgelenkt.


Antwort
von DedeM, 35

Moin,

also: Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Die Wasserstoffatome sind an das Sauerstoffatom über jeweils eine Atombindung (= Elektronenpaarbindung = kovalente Bindung) gebunden. Aber die Elektronegativität von Wasserstoff beträgt (nur etwa) 2,2, während Sauerstoff eine Elektronegativität von 3,5 hat. Unter Elektronegativität versteht man das relative Maß für die Stärke, mit der ein Atomrumpf ein bindendes Elektronenpaar zu sich heran zieht. Daraus folgt, dass das Sauerstoffatom in beiden Fällen das bindende Elektronenpaar zu den Wasserstoffatomen etwas stärker zu sich heran zieht. Dadurch liegt das bindende Elektronenpaar nicht mehr schön in der Mitte zwischen dem Wasserstoffatom- und dem Sauerstoffatomrumpf, sondern befindet sich näher beim Sauerstoffatomrumpf. Da die Bindung jeweils aus einem Elektronenpaar besteht, kannst du sagen, dass das Sauerstoffatom negative Ladungsträger näher zu sich heran (und also von den Wasserstoffatomen weg) zieht. Dadurch wird das Sauerstoffatom ein bisschen negativ geladen. Das bezeichnet man alsTeilladung (oder auf Schlau: als "Partialladung"). Es handelt sich hierbei nicht um eine echte Ladung wie bei Ionen, denn das Sauerstoffatom ist nicht "stark genug", um das Elektron vom Wasserstoffatom vollständig wegzuziehen, sondern es ist eben nur eine Teil- oder Partialladung. Genau wie der Sauerstoff eine negative Partialladung besitzt, werden die Wasserstoffatome partiell positiv geladen, denn von ihnen wird das bindende Elektronenpaar (also die negativen Ladungsträger) weggezogen. Insgesamt hat das Wassermolekül also durch die unterschiedliche Elektronegativität der Bindungspartner zwei polare Bindungen. Polare Bindungen sind schon einmal eine Voraussetzung dafür, dass ein Molekül ein Dipol ist. Die andere Bedingung ist eine ungleiche Molekülsymmetrie. Und auch die ist bei Wasser gegeben, denn die Kombination H-O-H ist nicht linear (wie hier in dieser Textdarstellung), sondern besitzt eine gewinkelte Molekülgeometrie. Wenn aber das Wassermolekül gewinkelt gebaut ist und zwei verschieden teilgeladene Pole aufweist, dann heißt das, dass Wasser ein Dipolmolekül ist, in dem die Seite des Sauerstoffs partial negativ geladen ist, und die Seite, auf der sich die Wasserstoffatome befinden, partial positiv geladen ist. Soweit, so gut. Kommen wir nun zu der Frage, warum sich ein Wasserstrahl von einem elektrostatisch aufgeladenen Kunststoffstab ablenken lässt.

Das ist nicht weiter schwer zu verstehen, wenn man sich klar macht, dass man den Plastikstab elektrostatisch negativ auflädt, wenn man ihn zum Beispiel an einem Stück Wolle reibt. Bringt man dann den aufgeladenen Stab in die Nähe eines dünnen Wasserstrahls, so richten sich die Wasserdipolmoleküle mit ihren partiell positiv geladenenen Wasserstoffatomseiten zum Plasitkstab hin aus. Dann ziehen sich Stab und Wasserstrahl gegenseitig an. Aber weil du den Stab festhältst, bleibt dem Wasserstrahl nichts anderes übrig, als sich zum Stab hin zu krümmen. Das ist die ganze Geschichte...

Lieber Gruß von der Waterkant.

Kommentar von Bevarian ,


sich zum Stab hin zu krümmen.

Eine sehr ausführliche Antwort... - nur bist Du irgendwo falsch abgebogen!  ;)))

Antwort
von iCameSawKnew, 36

Der Stab ist ja geladen, was dazu führt, dass sich die bipolaren Wassermoleküle der Ladung entsprechend ausrichten. Dann sind die der Ladung gegengesetzten Pole im Wasserstrahl näher als die gleichen Ladungen, wodurch der strahl angezogen wird (siehe die schön einfache Grafik)

Antwort
von HardcorePlay, 58

Das Wasser ist auch Statisch aufgeladen und da sich zwei Plus bzw Minus Pole abstoßen wird das Wasser von der aufladung des Stabes weggedrückt

Antwort
von oki11, 49

Weil sich die Oberflächenspannung verändert

Kommentar von Nextergen7 ,

Danke, ich benötige aber nich irgendwie die Begriffe: Dipolmolekül, Partialladung und Elektronegativität.

Kommentar von oki11 ,

Dann stell doch Deine Frage zukünftig präziser :-) wenn Du eine bestimmte Antwort erwartest

Kommentar von Bevarian ,

Und Du gib keine Antworten, wenn Du keinen blassen Schimmer hast!

Kommentar von oki11 ,

Was hat Dich denn geritten?

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