Wann leitet Salz den Strom?

Salz und Strom: Eine Frage der Beweglichkeit

Salz, chemisch als Natriumchlorid (NaCl) bekannt, ist in unserem Alltag allgegenwärtig. Doch seine Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten, ist weniger bekannt und hängt entscheidend vom Aggregatzustand ab. Im festen Zustand verhält sich Salz als Isolator, während es in geschmolzener Form oder in Lösung ein guter Stromleiter ist. Dieser Unterschied liegt in der Beweglichkeit der Ladungsträger, der Ionen.

Festes Salz: Ein Ionenkristallgitter als Hindernis

Festes Kochsalz besteht aus einem hochgeordneten Kristallgitter. Natrium- (Na⁺) und Chlorid-Ionen (Cl⁻) sind in diesem Gitter fest an ihren jeweiligen Gitterplätzen verankert und durch starke elektrostatische Kräfte gebunden. Äußere elektrische Felder können diese Ionen zwar geringfügig verschieben, doch eine freie Bewegung, die für den Stromfluss essentiell ist, ist nicht möglich. Die Ionen sind im Wesentlichen “eingefroren”. Daher leitet festes Salz keinen elektrischen Strom – es wirkt als Isolator.

Geschmolzenes Salz: Bewegliche Ionen ermöglichen den Stromfluss

Erhitzt man Salz über seinen Schmelzpunkt (801 °C), zerbricht das Kristallgitter. Die Ionen werden frei beweglich und können sich unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes gerichtet bewegen. Die positiv geladenen Natriumionen wandern zur negativen Elektrode (Kathode), die negativ geladenen Chloridionen zur positiven Elektrode (Anode). Dieser gerichtete Ionenstrom stellt den elektrischen Strom dar. Geschmolzenes Salz ist daher ein guter elektrischer Leiter. Die Leitfähigkeit hängt dabei von der Temperatur ab: Je höher die Temperatur, desto größer die Beweglichkeit der Ionen und desto besser die Leitfähigkeit.

Salzlösung: Wasser als Lösungsmittel und Ionenleiter

Ähnlich verhält es sich mit Salzlösungen. Beim Auflösen von Salz in Wasser werden die Ionen von den Wassermolekülen hydratisiert, d.h. umgeben und von den starken elektrostatischen Kräften des Kristallgitters befreit. Diese hydratisierten Ionen sind nun ebenfalls frei beweglich und können einen elektrischen Strom tragen. Die Leitfähigkeit einer Salzlösung hängt dabei von der Konzentration der gelösten Ionen ab: Je höher die Konzentration, desto mehr Ladungsträger sind vorhanden und desto besser die Leitfähigkeit. Die Leitfähigkeit wird jedoch auch von der Temperatur beeinflusst, da die Ionenmobilität temperaturabhängig ist.

Fazit:

Die Fähigkeit von Salz, elektrischen Strom zu leiten, ist direkt an die Beweglichkeit seiner Ionen gebunden. Im festen Zustand, wo die Ionen im Kristallgitter fixiert sind, wirkt Salz als Isolator. Erst durch Schmelzen oder Lösen wird die Beweglichkeit der Ionen ermöglicht, was zu einer guten elektrischen Leitfähigkeit führt. Diese Eigenschaft von Salzen findet in verschiedenen technischen Anwendungen, beispielsweise in elektrochemischen Zellen oder Schmelzelektrolysen, Anwendung.