Warum ist Wasser so leitfähig?

Wasser: Ein komplexes Medium für elektrische Leitfähigkeit

Wasser ist eine alltägliche Substanz, aber seine Fähigkeit, als Stromleiter zu fungieren, ist bemerkenswert komplex. Im Gegensatz zu Metallen leitet reines Wasser keinen Strom gut, sondern wird durch das Vorhandensein von darin gelösten Stoffen zu einem Leiter.

Die Rolle gelöster Stoffe

Die elektrische Leitfähigkeit von Wasser wird stark von den darin gelösten Stoffen beeinflusst. Diese Stoffe, wie z. B. Salze, Säuren und Basen, dissoziieren im Wasser und bilden Ionen, die elektrische Ladungen tragen. Diese Ionen ermöglichen es dem Strom, durch die Lösung zu fließen.

Konzentrationsabhängigkeit

Die Leitfähigkeit einer Wasserlösung steht in direktem Zusammenhang mit der Konzentration der gelösten Stoffe. Je höher die Konzentration der Ionen, desto höher die Leitfähigkeit. Dies liegt daran, dass mehr Ionen verfügbar sind, um Strom zu leiten.

Reines Wasser: Ein schlechter Leiter

Reines Wasser enthält im Wesentlichen keine gelösten Stoffe und ist daher ein schlechter Stromleiter. Es hat eine sehr geringe Leitfähigkeit, typischerweise im Bereich von 0,05 bis 1 Mikrosiemens pro Zentimeter (μS/cm).

Gelöste feste Stoffe erhöhen die Leitfähigkeit

Das Auflösen von festen Stoffen wie Salzen in Wasser erhöht die Leitfähigkeit erheblich. Salze dissoziieren in ihre Ionen, z. B. Natrium- und Chloridionen im Fall von Kochsalz. Diese Ionen tragen elektrische Ladungen und erleichtern den Stromfluss.

Gelöste Gase können auch die Leitfähigkeit erhöhen

Auch gelöste Gase wie Kohlendioxid (CO2) können die Leitfähigkeit von Wasser erhöhen. CO2 reagiert mit Wasser unter Bildung von Kohlensäure (H2CO3), die dann in Wasserstoff- und Bicarbonationen (HCO3-) dissoziiert. Diese Ionen erhöhen die Ionenkonzentration und damit die Leitfähigkeit.

Fazit

Die elektrische Leitfähigkeit von Wasser ist ein komplexes Verhalten, das durch das Vorhandensein von gelösten Stoffen bestimmt wird. Reines Wasser leitet keinen Strom gut, während gelöste Stoffe wie Salze und Gase die Leitfähigkeit erhöhen. Die Messung der Leitfähigkeit ist ein wertvolles Instrument zur Analyse der Wasserqualität und zur Beurteilung des Gehalts an gelösten Stoffen.