Warum leitet Wasser den Strom?

Warum leitet Wasser den Strom?

Im Gegensatz zu reinem Wasser, das ein schlechter Stromleiter ist, kann Leitungswasser Strom leiten. Dies liegt daran, dass Leitungswasser Verunreinigungen enthält, die als Ionen bezeichnet werden und die elektrische Ladung tragen können.

Dissoziation von Wasser

Reines Wasser besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom (H₂O). Unter normalen Bedingungen dissoziiert ein kleiner Teil der Wassermoleküle in Wasserstoffionen (H⁺) und Hydroxidionen (OH⁻). Dieser Prozess wird als Autoprotolyse bezeichnet.

H₂O → H⁺ + OH⁻

Ionenbildung und Stromleitung

Die geladenen Ionen, insbesondere die Wasserstoffionen, sind für die Stromleitung in Wasser verantwortlich. Wenn eine Spannung an das Wasser angelegt wird, bewegen sich die positiv geladenen Wasserstoffionen zur negativen Elektrode (Kathode) und die negativ geladenen Hydroxidionen zur positiven Elektrode (Anode).

Dieser Ionenfluss bildet einen elektrischen Strom. Die Menge an Strom, die durch das Wasser fließen kann, hängt von der Konzentration der Ionen im Wasser ab. Je höher die Ionenkonzentration, desto besser leitet das Wasser Strom.

Faktoren, die die elektrische Leitfähigkeit von Wasser beeinflussen

Neben der Ionenkonzentration gibt es noch andere Faktoren, die die elektrische Leitfähigkeit von Wasser beeinflussen, darunter:

• Temperatur: Höhere Temperaturen erhöhen die Dissoziationsrate von Wassermolekülen und damit die Ionenkonzentration.
• pH-Wert: Saureres Wasser hat eine höhere Wasserstoffionenkonzentration und leitet daher besser als basisches Wasser.
• Vorhandensein von gelösten Stoffen: Salze, Säuren und Basen, die im Wasser gelöst sind, dissoziieren ebenfalls in Ionen und erhöhen die elektrische Leitfähigkeit.

Praktische Anwendungen

Das Verständnis der elektrischen Leitfähigkeit von Wasser ist für verschiedene praktische Anwendungen von Bedeutung, darunter:

• Elektrolyse: Die Trennung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff durch elektrische Energie.
• Korrosion: Die Oxidation von Metallen in Gegenwart von Wasser und Sauerstoff.
• Wasseraufbereitung: Die Entfernung von Verunreinigungen aus Wasser durch elektrochemische Prozesse.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wasser Strom leitet, weil es Ionen enthält, die elektrische Ladung tragen können. Die Dissoziation von Wassermolekülen in H⁺- und OH⁻-Ionen ermöglicht den Ionenfluss und damit die Stromleitung. Die elektrische Leitfähigkeit von Wasser variiert je nach Ionenkonzentration und anderen Faktoren wie Temperatur und pH-Wert.