Warum leitet Wasser mit Salz?

Warum Salzwasser Strom leitet – ein genauerer Blick

Wasser allein ist ein schlechter Stromleiter. Der Grund dafür liegt in der geringen Konzentration frei beweglicher Ladungsträger. Zwar dissoziiert Wasser in geringem Maße in H⁺- und OH⁻-Ionen, doch deren Anzahl ist zu gering, um einen nennenswerten Stromfluss zu ermöglichen. Gibt man jedoch Salz hinzu, ändert sich das dramatisch.

Die Leitfähigkeit von Salzwasser beruht auf der Fähigkeit von Salzen, sich in Wasser zu lösen und dabei in elektrisch geladene Teilchen, sogenannte Ionen, zu zerfallen. Nehmen wir als Beispiel Kochsalz (Natriumchlorid, NaCl). Im Wasser wird das Kristallgitter des Salzes durch die Wassermoleküle aufgebrochen. Dabei werden die positiv geladenen Natriumionen (Na⁺) und die negativ geladenen Chloridionen (Cl⁻) freigesetzt und von Wassermolekülen umgeben (Hydratation).

Diese frei beweglichen Ionen fungieren als Ladungsträger. Legt man nun eine Spannung an das Salzwasser an, beispielsweise durch Eintauchen zweier Elektroden, die mit einer Batterie verbunden sind, beginnen sich die Ionen gerichtet zu bewegen. Die positiv geladenen Natriumionen wandern zur negativ geladenen Elektrode (Kathode), während die negativ geladenen Chloridionen zur positiv geladenen Elektrode (Anode) wandern. Dieser gerichtete Fluss von Ladungsträgern ist der elektrische Strom.

Die Leitfähigkeit des Salzwassers hängt dabei direkt von der Konzentration der gelösten Ionen ab. Je mehr Salz im Wasser gelöst ist, desto mehr Ionen stehen als Ladungsträger zur Verfügung und desto besser leitet das Wasser den Strom. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Leitfähigkeit nicht unbegrenzt mit der Salzkonzentration steigt. Ab einer bestimmten Sättigungsgrenze kann sich kein weiteres Salz mehr lösen, und die Leitfähigkeit erreicht ein Plateau.

Neben der Salzkonzentration spielen auch andere Faktoren eine Rolle, wie die Temperatur des Wassers und die Art des gelösten Salzes. Höhere Temperaturen erhöhen die Beweglichkeit der Ionen und somit die Leitfähigkeit. Verschiedene Salze dissoziieren unterschiedlich stark und beeinflussen die Leitfähigkeit dementsprechend.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Leitfähigkeit von Salzwasser auf der Dissoziation von Salzen in frei bewegliche Ionen beruht, die als Ladungsträger fungieren und den Stromfluss ermöglichen. Die Konzentration des Salzes, die Temperatur und die Art des Salzes beeinflussen die Leitfähigkeit des Wassers. Dieser Effekt findet zahlreiche Anwendungen, von der Elektrolyse bis hin zu biologischen Prozessen in unserem Körper.