Was führt zu einer Erhöhung der Leitfähigkeit?

Was erhöht die Leitfähigkeit?

Die elektrische Leitfähigkeit eines Stoffes beschreibt dessen Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten. Sie hängt von der Anzahl und Mobilität der frei beweglichen Ladungsträger ab. Im Falle von Wasser sind dies in erster Linie Ionen. Eine Erhöhung der Leitfähigkeit im Wasser wird also durch Faktoren bewirkt, die die Konzentration und Beweglichkeit dieser Ionen beeinflussen.

1. Konzentration gelöster Ionen:

Der dominierende Faktor für die Leitfähigkeit von Wasser ist die Konzentration an gelösten Ionen. Je mehr Ionen vorhanden sind, desto mehr Ladungsträger stehen zur Verfügung und desto höher ist die Leitfähigkeit. Dies erklärt, warum Meerwasser, reich an verschiedenen Salzen wie Natriumchlorid, Magnesiumchlorid und Kaliumchlorid, eine deutlich höhere Leitfähigkeit aufweist als Süßwasser. Reines Wasser, idealerweise frei von Ionen, besitzt eine extrem niedrige Leitfähigkeit.

Die Zugabe von Salzen, Säuren und Basen erhöht die Leitfähigkeit drastisch, da diese Stoffe in Wasser dissoziieren und dabei Ionen freisetzen. Beispielsweise zerfällt Kochsalz (NaCl) in Wasser in positiv geladene Natriumionen (Na⁺) und negativ geladene Chloridionen (Cl⁻). Ähnlich verhält es sich mit Säuren, die H⁺-Ionen, und Basen, die OH⁻-Ionen, freisetzen.

2. Temperatur:

Die Temperatur beeinflusst die Leitfähigkeit, indem sie die Beweglichkeit der Ionen verändert. Mit steigender Temperatur bewegen sich die Ionen schneller, was zu einer erhöhten Leitfähigkeit führt. Dieser Effekt ist jedoch weniger stark ausgeprägt als der Einfluss der Ionenkonzentration.

3. Art der Ionen:

Nicht alle Ionen tragen gleichermaßen zur Leitfähigkeit bei. Die Ladung und die Größe der Ionen spielen eine Rolle. Ionen mit höherer Ladung tragen stärker zur Leitfähigkeit bei. Kleinere Ionen bewegen sich in der Regel schneller als größere Ionen und tragen daher ebenfalls stärker zur Leitfähigkeit bei.

4. Polarität des Lösungsmittels:

Wasser ist ein polares Lösungsmittel, das Ionen gut solvatisieren kann. Dies bedeutet, dass die Wassermoleküle die Ionen umgeben und stabilisieren, wodurch sie sich frei bewegen können. In unpolaren Lösungsmitteln ist die Löslichkeit von Ionen und damit die Leitfähigkeit deutlich geringer.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Leitfähigkeit von Wasser hauptsächlich durch die Konzentration und Art der gelösten Ionen sowie durch die Temperatur beeinflusst wird. Die Polarität des Wassers als Lösungsmittel spielt ebenfalls eine wichtige Rolle.