Warum ist reines Wasser kein guter Stromleiter?

Warum reines Wasser kein guter Stromleiter ist

Elektrizität ist eine fundamentale Kraft in unserer Welt und ermöglicht eine Vielzahl moderner Annehmlichkeiten. Damit Elektrizität fließt, braucht sie einen Leiter, ein Material, das den Stromfluss zulässt. Reines Wasser ist jedoch kein guter Leiter, obwohl es auf den ersten Blick intuitiv erscheinen mag. In diesem Artikel untersuchen wir die Gründe für die schlechte Leitfähigkeit von reinem Wasser.

Elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit eines Materials ist seine Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten. Sie wird in Siemens pro Meter (S/m) gemessen. Je höher die Leitfähigkeit, desto besser leitet das Material Strom.

Die Rolle von Ionen

Elektrizität fließt durch den Transport von elektrischen Ladungen. In Flüssigkeiten wie Wasser werden diese Ladungen von Ionen getragen, geladenen Atomen oder Molekülen. Ionen entstehen, wenn ein Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen gewinnt oder verliert.

Wassermoleküle und Ionen

Reines Wasser enthält keine Ionen. Wassermoleküle (H₂O) sind unpolar, was bedeutet, dass ihre Ladungen gleichmäßig verteilt sind. Aufgrund dieser gleichmäßigen Ladungsverteilung können Wassermoleküle keinen Strom leiten.

Gelöste Feststoffe

Im Gegensatz zu reinem Wasser enthält Leitungswasser gelöste Feststoffe, auch bekannt als Gesamtlösungsgehalt (TDS). Diese TDS bestehen aus verschiedenen Ionen, wie z. B. Natrium (Na+), Kalzium (Ca2+) und Chlorid (Cl-).

Ionenleitung

Wenn TDS in Wasser gelöst wird, dissoziieren sie in ihre Ionen. Diese Ionen sind frei beweglich und können elektrische Ladungen tragen. Wenn eine Spannung an das Wasser angelegt wird, bewegen sich die Ionen zu den entgegengesetzt geladenen Elektroden und ermöglichen so den Stromfluss.

Reines Wasser vs. Leitungswasser

Die Leitfähigkeit von Wasser hängt stark von seinem TDS ab. Reines Wasser hat eine sehr geringe Leitfähigkeit, typischerweise im Bereich von 0,055 µS/cm. Leitungswasser hingegen hat eine viel höhere Leitfähigkeit, typischerweise im Bereich von 50-200 µS/cm, aufgrund der darin gelösten TDS.

Fazit

Reines Wasser ist ein schlechter Stromleiter, da seine Moleküle den Stromfluss nicht ermöglichen. Erst die Zugabe von TDS, die Ionen bereitstellen, ermöglicht eine elektrische Leitfähigkeit. Destilliertes Wasser, frei von solchen Partikeln, leitet den Strom kaum. Daher sind gelöste Feststoffe unerlässlich, damit Wasser Strom leiten kann, was eine Vielzahl elektrischer Anwendungen ermöglicht.