Wann sind Salze leitfähig?

Wann leiten Salze den elektrischen Strom? – Ein tieferer Blick in die Ionenleitung

Salze, chemisch gesehen Ionenverbindungen, sind uns im Alltag in vielfältiger Form begegnet: als Kochsalz im Essen, als Bestandteil von Düngemitteln oder in Batterien. Doch ihre elektrische Leitfähigkeit ist nicht immer gleich und hängt entscheidend von ihrem Aggregatzustand und der Umgebung ab. Die landläufige Aussage “Salz leitet Strom” ist daher nur unter bestimmten Bedingungen korrekt.

Der Schlüssel: Bewegliche Ladungsträger

Der elektrische Stromfluss basiert auf der Bewegung von Ladungsträgern, in diesem Fall Ionen. Im festen Zustand bilden Salze ein Kristallgitter. Hier sind die positiv geladenen Kationen und die negativ geladenen Anionen in einem regelmäßigen, starren Aufbau angeordnet und durch starke elektrostatische Kräfte aneinander gebunden. Diese Ionen sind an ihren festen Gitterplätzen lokalisiert und können sich nicht frei bewegen. Daher ist festes Salz ein elektrischer Isolator. Ein angelegtes elektrisches Feld kann die Ionen zwar geringfügig verschieben (Polarisation), jedoch keinen makroskopischen Stromfluss erzeugen.

Die entscheidende Veränderung: Schmelzen und Lösen

Erst durch Schmelzen des Salzes wird die starre Struktur des Kristallgitters zerstört. Die Ionen werden mobil und können sich frei im flüssigen Salz bewegen. Ein angelegtes elektrisches Feld kann diese beweglichen Ionen nun beschleunigen und somit einen elektrischen Stromfluss erzeugen. Geschmolzenes Salz ist ein guter elektrischer Leiter.

Ähnliches gilt für die Lösung eines Salzes in einem polaren Lösungsmittel, wie z.B. Wasser. Die polaren Wassermoleküle umgeben die Ionen und lösen die elektrostatischen Bindungen im Kristallgitter. Die solvatisierten Ionen sind nun ebenfalls frei beweglich und können einen elektrischen Strom tragen. Die Leitfähigkeit der Lösung hängt dabei von der Konzentration des gelösten Salzes ab: höhere Konzentration bedeutet mehr bewegliche Ionen und somit höhere Leitfähigkeit. Die Art des Lösungsmittels spielt ebenfalls eine Rolle, da die Solvatationsfähigkeit unterschiedlich stark ausgeprägt sein kann.

Weitere Einflussfaktoren:

Neben Aggregatzustand und Lösungsmittel beeinflussen auch weitere Faktoren die Leitfähigkeit von Salzlösungen:

• Temperatur: Höhere Temperaturen führen zu einer erhöhten Beweglichkeit der Ionen und damit zu einer höheren Leitfähigkeit.
• Druck: Änderungen des Drucks können die Ionenbeweglichkeit und somit die Leitfähigkeit beeinflussen, jedoch meist in geringerem Maße als Temperatur und Konzentration.
• Art des Salzes: Verschiedene Salze dissoziieren in unterschiedlichem Maße in Ionen. Salze mit hoher Dissoziationskonstante führen zu einer höheren Ionenkonzentration und damit zu einer besseren Leitfähigkeit.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Salze leiten den elektrischen Strom nur dann, wenn ihre Ionen beweglich sind. Dies ist der Fall im geschmolzenen Zustand oder in polaren Lösungen. Festes Salz hingegen ist ein Isolator. Die genaue Leitfähigkeit wird durch diverse Faktoren beeinflusst, die es zu berücksichtigen gilt, um das Verhalten von Salzen in elektrischen Feldern vollständig zu verstehen.