Warum leitet reines Wasser keinen Strom?

Warum leitet reines Wasser keinen Strom?

Im Gegensatz zu Metallen, die hervorragende elektrische Leiter sind, fungiert reines Wasser nur als ein minimaler Stromleiter. Diese scheinbar widersprüchliche Eigenschaft lässt sich auf die einzigartige molekulare Struktur von Wasser und die Abwesenheit freier Ladungsträger zurückführen.

Freie Ladungsträger: Der Schlüssel zur elektrischen Leitfähigkeit

Elektrischer Strom ist der Fluss von Ladungsträgern, in der Regel Elektronen oder Ionen. In Metallen sind die äußeren Elektronen der Atome nur lose gebunden und können sich frei durch das Material bewegen und so Strom leiten. Im Gegensatz dazu sind die Moleküle des reinen Wassers elektrisch neutral und besitzen keine freien Ionen oder Elektronen.

Polarität und Dissoziation

Wassermoleküle sind stark polare Moleküle, was bedeutet, dass sie einen positiven Pol (Wasserstoffatome) und einen negativen Pol (Sauerstoffatom) aufweisen. Diese Polarität ermöglicht es Wassermolekülen, sich gegenseitig anzuziehen und Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden.

In reinem Wasser kommt es jedoch nur zu einer sehr geringen Dissoziation, bei der eine kleine Anzahl von Wassermolekülen in Wasserstoff- (H+) und Hydroxidionen (OH-) zerfällt. Diese Ionen dienen als freie Ladungsträger und verleihen reinem Wasser eine minimale Leitfähigkeit.

Gelöste Salze: Verbesserte Leitfähigkeit

Wenn Salze in Wasser gelöst werden, zerfallen sie in ihre Ionen, die positiv (Kationen) oder negativ (Anionen) geladen sind. Diese Ionen erhöhen die Anzahl der freien Ladungsträger im Wasser erheblich und verbessern so seine elektrische Leitfähigkeit.

Beispielsweise enthält Leitungswasser gelöste Salze wie Natriumchlorid (NaCl), die sich in Natrium- (Na+) und Chloridionen (Cl-) aufspalten und die Leitfähigkeit des Wassers erhöhen.

Fazit

Während reines Wasser aufgrund des Fehlens freier Ladungsträger nur ein sehr schlechter elektrischer Leiter ist, kann die Zugabe von gelösten Salzen, die zu Ionenbildung führen, seine Leitfähigkeit erheblich verbessern. Diese Eigenschaft ist für zahlreiche industrielle Anwendungen von Bedeutung, wie z. B. Elektrolyse, Batteriebetrieb und elektrische Messtechnik.