Kann Wasser Elektronen leiten?

Kann Wasser Elektronen leiten? – Eine Antwort auf die Frage nach der elektrischen Leitfähigkeit

Wasser, chemisch als H₂O bekannt, gilt gemeinhin als schlechter Stromleiter. Dieser scheinbare Widerspruch zum alltäglichen Phänomen, dass Wasser Strom leiten kann, liegt in der Natur des Stoffs selbst begründet. Reines Wasser, frei von gelösten Stoffen, ist tatsächlich ein extrem schlechter Leiter. Die elektrische Leitfähigkeit resultiert nicht aus dem Elektronenfluss innerhalb des Wassermoleküls selbst, sondern aus der Bewegung von gelösten Ionen.

Die Moleküle von reinem Wasser sind über Wasserstoffbrückenbindungen verbunden. Diese Bindungen verleihen Wasser seine besonderen Eigenschaften, wie zum Beispiel den hohen Siedepunkt. Wichtig für die elektrische Leitfähigkeit ist jedoch, dass diese Bindungen im reinen Zustand keinen freien Elektronenfluss ermöglichen. Elektronen sind im Wassermolekül gebunden und nicht frei beweglich.

Erst durch die Anwesenheit gelöster Ionen verändert sich das Bild. Ionen sind elektrisch geladene Atome oder Moleküle, die durch die Abgabe oder Aufnahme von Elektronen entstanden sind. Ein typisches Beispiel sind Salze wie Kochsalz (NaCl). In Wasser gelöst, dissoziieren diese Salze in ihre Ionen (Na⁺ und Cl⁻). Diese Ionen können sich frei im Wasser bewegen und fungieren als Ladungsträger. Dieser Ionenaustausch ermöglicht den Elektronenfluss und damit die elektrische Leitfähigkeit. Je mehr Ionen in Lösung sind, desto besser leitet das Wasser.

Salze sind also nicht die einzigen Stoffe, die die elektrische Leitfähigkeit von Wasser erhöhen. Säuren und Basen, die in Ionen dissoziieren, tragen ebenfalls dazu bei. Die Stärke der Leitfähigkeit hängt direkt von der Konzentration der gelösten Ionen ab. Ein stark salzhaltiges Wasser wird somit eine deutlich höhere Leitfähigkeit aufweisen als reines oder schwach salzhaltiges Wasser.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Reines Wasser ist ein schlechter Stromleiter. Die elektrische Leitfähigkeit entsteht durch gelöste Ionen, die als Ladungsträger fungieren. Die Bewegung dieser Ionen ermöglicht den Elektronenfluss und erhöht die Leitfähigkeit des Wassers signifikant. Diese Eigenschaft ist für viele natürliche und künstliche Prozesse von großer Bedeutung, von der Funktion von Batterien bis hin zur elektrolytischen Zersetzung von Wasser.