Elektrische Leitung in Flüssigkeiten

Jede Flüssigkeit und jede wässrige Lösung verfügt über eine gewisse Anzahl von geladenen Teilchen. Diese Ionen können positiv oder negativ geladen sein, und auch unterschiedliche Ladungsmengen transportieren. Je nach Ladungsart (positiv oder negativ) werden sie Kationen oder Anionen genannt.

Die beiden Verursacher von Wasserhärte, Calcium und Magnesium, haben beispielsweise eine unterschiedliche Wertigkeit als Ionen. So ist Ca+ einfach positiv geladen, Mg+ aber zweifach positiv geladen.

Die Menge und Wertigkeit der verfügbaren, frei beweglichen Ladungsträgern gibt Aufschluss über die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit oder wässrigen Lösung. Sie wird in S/m (Siemens pro Meter) im technischen Bereich oft auch als mS/cm (milliSiemens pro Zentimeter) angegeben.

Beziehung zwischen gelösten Produkten und Leitfähigkeit

Bis zu einer mittleren Lösungsmenge kann von der elektrischen Leitfähigkeit direkt auf die Menge der im Wasser gelösten Ionen geschlossen werden.

Bei höheren Mengen an gelösten Stoffen ist der Zusammenhang nicht mehr linear, da sich bei hoher Ionendichte die einzelnen Ionen gegenseitig behindern und auch miteinander in Wechselwirkung treten können. Sie bremsen sich als Ladungsträger damit teilweise gegenseitig aus. Die Konzentration der Ionen kann dann höher sein, als der Leitwert vermuten lässt.

Besondere Bedeutung hat der Leitwert für die Bestimmung der Reinheit von destilliertes Wasser und von vollentsalztem Wasser. Da destilliertes Wasser keine Ionen mehr enthalten soll, kann für die Reinheitsprüfung der Leitwert herangezogen werden.

Typische Leitwerte von Wasserarten

Meerwasser, das eine hohe Menge an Salz enthält, hat typischerweise einen Leitwert von ungefähr 5 S/m.

Leitungswasser hat durch den Wegfall des Salzgehalts dagegen bereits einen sehr viel geringeren Wert, nämlich rund 0,005 S/m oder 50 mS/m. Es enthält aber immer noch eine hohe Zahl von Mineralien und gelösten Salzen.

Reinstwasser, wie destilliertes Wasser, liegt dagegen auf einem Zehntausendstels dieses Wertes, bei rund 5 µS/m oder 0,0000005 S/m. Das veranschaulicht den großen Unterschied zwischen Leitungswasser und Reinstwasser, was die gelösten Produkte angeht. Das gilt auch für Osmosewasser, das ebenfalls Reinstwasser ist.