Wie Wasser Strom leitet

Es gibt zwei Arten von Ladungsträgern in Substanzen: Elektronen oder Ionen. Die Bewegung dieser Ladungen erzeugt einen elektrischen Strom.

Alle Metalle zeichnen sich durch elektronische Leitfähigkeit aus. Eine Verletzung des Kristallgitters behindert die Bewegung von Elektronen (zum Beispiel, wenn eine Verunreinigung hinzugefügt wird) und erhöht dadurch den spezifischen Widerstand.

Flüssigkeiten zeichnen sich durch Ionenleitfähigkeit aus. Destilliertes Wasser leitet praktisch keinen Strom. Wenn Sie dem Wasser jedoch ein lösliches Salz hinzufügen, das sich in Ionen auflöst, ist die Leitfähigkeit der Lösung umso höher, je mehr Salz und je mehr Salz sich in Ionen zersetzt. Dies ist der erste Faktor, der die Leitfähigkeit (Ionenkonzentration) beeinflusst.

Andere Faktoren: Ionenladung (ein Ion mit einer Ladung von +3 führt dreimal mehr Strom als mit einer Ladung von +1); Ionenmobilität (schwere Ionen bewegen sich langsamer als leichte). Eine Lösung, die elektrischen Strom leitet, wird als Elektrolyt bezeichnet.

Eine Vielzahl von Faktoren, die die Leitfähigkeit des Elektrolyten beeinflussen, führt dazu, dass diese Leitfähigkeit experimentell gemessen werden muss.

Solche Messungen sind bei der Bewertung der Wasserqualität unbedingt erforderlich. Daher stellen Umweltschützer serielle Geräte zur Messung der Leitfähigkeit her. Darüber hinaus werden Gläser mit Lösungen mit Standardleitfähigkeit hergestellt (mit einer Genauigkeit von 0,1%), wobei vereinbart wird, bei welcher Temperatur eine solche Leitfähigkeit stattfindet.

Die Leitfähigkeit kann in der in Abbildung 1 gezeigten Installation qualitativ gemessen werden. In eine Platte aus Isoliermaterial werden Löcher gebohrt, in denen eine LED und ein Widerstand befestigt sind, an die eine 9-Volt-Batterie angeschlossen ist.

Abb. 1. Selbstgemachte Installation zur Messung der Leitfähigkeit von Wasser

Zum einen können die langen Leitungen der LED und des Widerstands in die Testlösung abgesenkt werden. Die Leitfähigkeit der Lösung wird qualitativ anhand der Helligkeit der LED bewertet. Beim Kurzschließen langer Leitungen leuchtet die LED bei maximaler Helligkeit auf (dies ist eine Überprüfung des korrekten Betriebs der Schaltung). Diese Einstellung vollständig sicher zu bedienen.

Der Artikel wurde in der Zeitschrift "RA-Electric" veröffentlicht