Elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit γ ist der Kehrwert des spezifischen elektrischen Widerstandes ρ:

		1
γ	=	──
		ρ

Einheit ist 1/ Ω · m (durch Kürzung von m/ Ω · m²) bzw. Siemens pro Meter (S = 1/Ω). In der Praxis rechnet man häufig mit abgeleiteten Einheiten, z. B. µS/cm.

Die Leitfähigkeit ist temperaturabhängig, bei Ionenleitern von der Konzentration, dem Dissoziationsgrad und dem Lösungsmittel.

Leitfähigkeit von Wasser

Die elektrische Leitfähigkeit von Wasser steigt mit zunehmender Salzkonzentration (freibewegliche Ionen, s. o.) proportional, d. h. pro mg gelöstem Salz nimmt die Leitfähigkeit um etwa 2 µS/cm zu. Durch diesen einfachen Zusammenhang kann über die Leitfähigkeit auf den Salzgehalt geschlossen werden.
Destilliertes Wasser leitet den elektrischen Strom sehr schwach, die Leitfähigkeit liegt nach Reinheitsgrad und duch Aufnahme von CO₂ zwischen 0,05 (Theorie) bis ca. 10 µS/cm (Praxis).
Mit der Salzsättigung im Wasser d. h. bei einem Salzgehalt 𝜷 von 317,25 g/L wird auch die maximale Leitfähigkeit erreicht.
Gemäß Trinkwasserverordnung soll die elektrische Leitfähigkeit von Trinkwasser unter 2.790 µS/cm (bei 25 °C) liegen, das entspricht einem Salzgehalt von etwa 1,4 g/L.

Leitfähigkeitsmessung

Indirekte Leitfähigkeitsmessung über die Stromstärke

Die elektrische Leitfähigkeit einer wässrigen Lösung lässt sich inderekt über die Messung der Stromstärke bestimmen. Das Multimeter wird hierzu als Amperemeter genutzt und in Reihe geschaltet (Bild). Je höher die gemessene Stromstärke, desto höher elektrische Leitfähigkeit der Lösung.

Direkte Leitfähigkeitsmessung mittels Konduktometer

Ein Konduktometer ist ein kompaktes Leitfähigkeitsmessgerät, bei Eintauchen in die Wasserprobe wird die elektrische Leitfähigkeit der Lösung in der Einheit µS/cm angezeigt.

Experimente und weitere Informationen zum Thema

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  Arbeitsblatt zur Leitfähigkeitsmessung
  Bestimmung des Salzgehaltes in einer wässrigen Lösung:
• Elektrische Leitfähigkeit, in: Chemie heute (Ausgabe 1998), Seite 96, Versuch 1
• Leitfähigkeitstitration, in: Chemie heute (Ausgabe 1998), Seite 123, Versuch 4
• Leitfähigkeitstitration (konduktometrische Titration), in: Elemente Chemie 2, Seite 259, Versuch 1
• Prof. Rüdiger Blumes umfangreiche Themenseite mit Experimenten und weitergehenden Infos
• Leonhard A. Hütter: Wasser und Wasseruntersuchung. Methodik, Theorie und Praxis chemischer, chemisch-physikalischer und bakteriologischer Untersuchungsverfahren. 6. Auflage 1994. S. 265
• Leitfähigkeitstitration, in: Chemie? - Aber sicher!, Seite 12-25