Varje grundämne på jorden finns i begränsade mängder. Med undantag för en del radioaktiva sönderfall så skapas eller förstörs inte atomer. Däremot reagerar de med andra ämnen och en enskild syreatom kan till exempel vara en del av en glukosmolekyl i maten du äter för att ett antal timmar senare befinna sig i en vattenmolekyl. Atomerna ingår alltså i ett evigt kretslopp. I detta avsnitt visas översiktligt vattnets kretslopp med länkar till andra avsnitt av Din Kemi där du kan läsa mer om varje del av kretsloppet.

En av de viktigaste molekylerna i luft är vatten. Mängden vatten varierar beroende på var på jorden vi befinner oss och vilken tid på året det är. Vatten finns i atmosfären i tre aggregationstillstånd: i gasfas i luften, som flytande vatten i droppar och som fast is i molnen. Mängden vatten varierar mellan 0,01 % och 4 %. Allra mest vatten i luften är det nära ekvatorn eftersom varm luft kan innehålla mer vatten i gasfas än kall luft. De minsta mängderna vatten finns i riktigt kall luft. Till exempel är luften mycket torr i norra Sverige på vintern.

Luften, som också kallas atmosfären, innehåller vatten i form av vattenånga. Det är vatten i gasfas. Processen då en gas övergår till vätska kallas kondensation. Då vattenånga i atmosfären kondenserar bildas flytande små vattendroppar som syns som en fin dimma - moln.

Att vattnet växlar mellan olika aggregationstillstånd är viktigt för vädret. Varm luft har ett stort vatteninnehåll och det kallas för hög luftfuktighet. När denna luft stiger uppåt i troposfären där det blir kallare och kallare, kondenserar vattnet till vätskedroppar. Denna vätska samlas som vattendroppar i atmosfären och när de är många tillsammans bildar de moln. Mätningar av luftfuktighet har i Sverige gjorts sedan 1950-talet och idag har vi högre luftfuktighet än vi hade tidigare. Det beror på att markens och luftens medeltemperaturer höjts. Då avdunstar mer vatten från mark och växter och luften kan innehålla mer vatten när den är varmare. Ett högre vatteninnehåll i luften kan i många fall leda till kraftigare regn och annan nederbörd. Dessutom kan de ändrade temperatur- och fuktighetsförhållanden göra att vindar ändras och att storskaliga fenomen som monsuner förekommer över större eller mindre områden än tidigare.

Processen då en gas övergår till vätska kallas kondensation. Då vattenånga i atmosfären kondenserar bildas flytande små vattendroppar som syns som en fin dimma - moln. Om det dessutom är tillräckligt kallt fryser vattnet och bildar snö eller hagel. Du kan ibland se hur det bildas kondens på ett kallt fönster.

Is och flytande vatten är exempel på två olika aggregationstillstånd. Ofta kallar man de olika aggregationstillstånden för faser. Det är väldigt ovanligt att den fasta fasen av ett ämne har lägre densitet än den flytande fasen. För de allra flesta ämnen är det tvärtom eftersom molekylerna rör sig mycket mer i den flytande fasen än i den fasta. Molekyler som rör sig tar oftast lite större plats. Vatten är alltså ett undantag.

Lika-löser-lika-regeln innebär att liknande kemiska ämnen ofta är lösliga i varandra.

Vattenmolekylen är mycket polär. I en polär molekyl är positiva och negativa laddningar inte jämnt fördelade. Det gör att andra polära molekyler attraheras av vattenmolekylen. Små polära molekyler löser sig därför bra i vatten. Andra ämnen, till exempel fett löser sig inte alls i vatten.

I fettmolekylerna är laddningarna därför jämt fördelade mellan väteatomer och kolatomer. Vi säger att fetter är opolära.

Kol, kväve och fosfor är värdefulla resurser på rätt ställe i kretsloppet. Förenklat innebär det att ämnena ska stanna på land och inte hamna i sjöar och hav där de orsakar övergödning och syrebrist.

Vi använder samma vatten om och om igen och måste använda det smart så vi har rent dricksvatten även i framtiden. Det vatten som vi använder i våra städer kallas urbant vatten.

Råvatten som kommer från en sjö eller vattendrag kallas ytvatten. Råvatten kan även pumpas upp direkt från underjorden. Det kallas grundvatten. Grundvatten rör sig naturligt mellan olika jordlager under marken. Grundvatten kan variera i förekomst beroende på årstid, geografisk plats och hur mycket vi pumpar upp. Det är även möjligt att göra konstgjort grundvatten. Då pumpas ytvatten ner i underjordiska bassänger där vattnet filtreras mellan jordlager. Det efterliknar naturens egen vattenrening. Det konstgjorda grundvattnet tillbringar några månader under marken innan det pumpas upp och blir till dricksvatten i ett vattenverk. Generellt är grundvatten renare än ytvatten. Grundvatten kan vara så rent att det går att dricka direkt när det når markytan.

Kol, kväve och fosfor är värdefulla resurser på rätt ställe i kretsloppet. Det finns gott om dem i avloppsvatten. I avloppsreningsverk fångas kol, kväve och fosfor upp så de kan återföras till rätt ställe i kretsloppet. Förenklat innebär det att ämnena ska stanna på land och inte hamna i sjöar och hav där de orsakar övergödning och syrebrist.