Warum leitet Wasser so gut Strom?

Warum leitet Wasser Strom?

Wasser gilt im Allgemeinen als Isolator, da reines Wasser ein schlechter Stromleiter ist. Verunreinigtes Wasser hingegen kann ein guter Stromleiter sein. Dies liegt an der Fähigkeit von Wasser, Ionen zu dissoziieren, die als Ladungsträger fungieren und die elektrische Leitfähigkeit ermöglichen.

Ionenbildung in Wasser

Wenn sich Wassermoleküle (H2O) auflösen, dissoziieren sie in geringem Maße in positiv geladene Wasserstoffionen (H+) und negativ geladene Hydroxidionen (OH-). Dieser Vorgang wird als Autoprotolyse bezeichnet:

H2O + H2O → H+ + OH-

Die Konzentration dieser Ionen in reinem Wasser ist sehr gering (etwa 10^-7 mol/l), was bedeutet, dass reines Wasser nur eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist.

Einfluss von Verunreinigungen

Die elektrische Leitfähigkeit von Wasser kann jedoch erheblich ansteigen, wenn es Verunreinigungen wie Salze oder Säuren enthält. Diese Verunreinigungen lösen sich in Wasser auf und dissoziieren ebenfalls in Ionen. Die zusätzlichen Ionen erhöhen die Anzahl der verfügbaren Ladungsträger und verbessern somit die elektrische Leitfähigkeit des Wassers.

Wenn zum Beispiel Kochsalz (NaCl) in Wasser gelöst wird, dissoziiert es in Natriumionen (Na+) und Chloridionen (Cl-):

NaCl → Na+ + Cl-

Diese Ionen tragen zur elektrischen Leitfähigkeit des Wassers bei, indem sie Ladungen transportieren. Je höher die Konzentration der Verunreinigungen im Wasser, desto höher ist die Leitfähigkeit.

Geschmolzenes Eis

Es ist wichtig zu beachten, dass geschmolzenes Eis ein guter Stromleiter ist, obwohl es sich um reines Wasser handelt. Dies liegt daran, dass während des Schmelzprozesses eine geringe Menge an Verunreinigungen aus der Eismatrix freigesetzt wird, die Ionen bilden und die elektrische Leitfähigkeit verbessern.

Fazit

Die elektrische Leitfähigkeit von Wasser wird durch die Dissoziation von Wassermolekülen und die Anwesenheit von Verunreinigungen bestimmt. Reines Wasser ist ein schlechter Stromleiter, während verunreinigtes Wasser aufgrund der erhöhten Anzahl von Ionen als Ladungsträger ein guter Stromleiter sein kann.