Warum hat Wasser keine Leitfähigkeit?

Warum hat Wasser keine Leitfähigkeit?

Wasser, das wir täglich trinken, leitet keinen Strom. Diese Eigenschaft ist auf die molekulare Zusammensetzung und die geringe Konzentration freier Ionen im Wasser zurückzuführen.

Molekulare Zusammensetzung

Wasser besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom, die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind. In einem Wassermolekül ist das Sauerstoffatom leicht negativ geladen, während die Wasserstoffatome leicht positiv geladen sind. Diese ungleiche Ladungsverteilung bewirkt, dass Wassermoleküle polar sind, d. h. sie haben einen positiven und einen negativen Pol.

Geringe Ionenkonzentration

In reinem Wasser gibt es nur sehr wenige freie Ionen, die als Ladungsträger für den Stromfluss fungieren können. Dies liegt daran, dass Wassermoleküle äußerst stabil sind und nur selten in Ionen dissoziieren. Der Dissoziationsprozess wird durch die folgenden Gleichung dargestellt:

H₂O → H⁺ + OH⁻

Bei Raumtemperatur dissoziiert nur ein extrem kleiner Bruchteil der Wassermoleküle in Wasserstoffionen (H⁺) und Hydroxidionen (OH⁻). Diese Ionenkonzentration ist so gering, dass sie nicht ausreicht, um einen nennenswerten elektrischen Strom zu leiten.

Praktisch keine Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, Strom zu leiten. Sie wird in Siemens pro Meter (S/m) gemessen. Die elektrische Leitfähigkeit von reinem Wasser ist praktisch null, typischerweise im Bereich von 0,055 µS/cm. Diese extrem geringe Leitfähigkeit macht Wasser zu einem effektiven Isolator, der den Stromfluss verhindert.

Einfluss von Verunreinigungen

Es ist wichtig zu beachten, dass die Leitfähigkeit von Wasser durch Verunreinigungen wie Salze, Säuren oder Basen beeinflusst werden kann. Diese Verunreinigungen können Ionen in das Wasser abgeben und dadurch seine Leitfähigkeit erhöhen. Daher kann Leitungswasser aufgrund der darin enthaltenen gelösten Mineralien eine geringe Leitfähigkeit aufweisen.

Zusammenfassung

Reines Wasser hat eine extrem geringe Leitfähigkeit, da es nur eine geringe Konzentration freier Ionen enthält. Die polare Natur der Wassermoleküle und die Stabilität der Wasserstoffbrückenbindungen verhindern eine nennenswerte Dissoziation in Ionen. Infolgedessen ist die elektrische Leitfähigkeit von reinem Wasser praktisch null und macht es zu einem effektiven Isolator.