Water — een buitengewone substantie

„EEN buitengewone substantie. Anomaal [afwijkend van wat normaal verwacht zou worden] in bijna al zijn fysisch-chemische eigenschappen”, zeggen geleerden. Hebben zij het over de een of andere pas ontdekte buitenissige chemische substantie?

Neen, zij hebben het over gewoon water!

Wat is er zo bijzonder aan water? In de eerste plaats de structuur van het watermolecuul. De twee waterstofatomen zitten aan het zuurstofatoom als de oren van een teddybeer, zodat het watermolecuul asymmetrisch is. Hierdoor werkt elk watermolecuul als een heel klein magneetje, met zijn negatieve pool beneden aan het zuurstofatoom en zijn positieve pool boven in de buurt van de waterstofatomen.

Als u voorwerpen magnetiseert, ’plakken ze aan elkaar’ en watermoleculen doen dit ook. Dit geeft water een hoge „oppervlaktespanning”. Daarom vormt water op een glad oppervlak druppeltjes, pareltjes, waarbij kleine waterbergen ontstaan die de zwaartekracht schijnen te trotseren. Probeer dit eens bij een andere vloeistof met minder oppervlaktespanning, zoals alcohol, gedaan te krijgen!

Warmte doet alle moleculen vibreren en vaneengaan, maar de „kleverige” watermoleculen kunnen heel wat warmte in zich opnemen zonder „los te laten”, dat wil zeggen, te verdampen. Veronderstel eens dat u alle warmte uit een blok ijs en een goudklomp zou kunnen halen — door ze te bevriezen tot -273 graden Celsius, het zogenoemde absolute nulpunt. Begin nu zowel het goud als het ijs met dezelfde snelheid te verhitten. Dezelfde hoeveelheid warmte doet de temperatuur van het goud veel sneller stijgen dan die van het ijs. Wanneer het goud smelt, is het ijs nog steeds „ijskoud” en heeft het een temperatuur van -184 graden Celsius!

Aangezien water zoveel warmte kan absorberen, kunnen wij er blij om zijn dat het grootste gedeelte van onze planeet door water is bedekt. Overdag wordt het aardoppervlak door een immense hoeveelheid warmte gebombardeerd. Met het vallen van de avond wordt de warmtetoevoer plotseling afgesneden. Zulke drastische, ieder etmaal terugkerende veranderingen zouden ons het leven tot een absolute ellende maken, ware het niet dat het water in de oceanen de meeste warmte absorbeert en geleidelijk weer afstaat, en zo de uitwerking van de zon tempert.

De structuur van het watermolecuul heeft ook invloed op de wijze waarop water bevriest, zodat water in de vaste fase meer ruimte nodig heeft dan in de vloeistoffase — hetgeen betekent dat ijs blijft drijven.

Stel u voor wat er zou gebeuren als water zich in dit opzicht ’normaal’ zou gedragen. Elke winter zou er steeds meer ijs naar de bodem van de oceanen zinken waar de zonnestralen het de volgende zomer niet zouden kunnen bereiken om het te doen smelten. Spoedig zouden de oceanen volledig in ijs veranderd zijn en alleen in de zomer zou daar dan een dun laagje water op staan. Aangezien er minder water voor de verdamping beschikbaar zou zijn, zouden de landgebieden van droogte te lijden hebben. Er zou maar weinig leven overblijven.

Ons leven is in velerlei opzicht afhankelijk van de ongewone structuur van het watermolecuul. Is dit toeval? Of weerspiegelt zich hierin de superieure wijsheid van een liefdevolle Schepper?

[Illustratie op blz. 29]

Watermolecuul