Konduktivität in Flüssigkeiten
In Flüssigkeiten wird die Konduktivität durch bewegliche Ladungsträger verursacht. Das sind Ionen, die selbst entweder positiv (Kationen) oder negativ (Anionen) geladen sein können, aber auch andere in den Flüssigkeit gelösten Stoffe und Stoffkomplexe (sogenannte Elektrolyte).
Je mehr Ladungsträger in einer Flüssigkeit enthalten sind, und je freier beweglich sie sind, desto höher ist die Konduktivität. Sie hängt also direkt mit der Konzentration der elektrisch leitenden Stoffe zusammen.
Lediglich bei höheren Konzentrationen steigt die Konduktivität nicht mehr proportional an – die Ladungsträger behindern sich gegenseitig und treten untereinander in elektrische Wechselwirkungen.
Deshalb können mittels der Konduktivität bei hoch konzentrierten Flüssigkeiten nur noch annähernd über den Gehalt von Ladungsträgern Aussagen getroffen werden.
Konduktivität von destilliertem Wasser
Destilliertes Wasser ist praktisch vollkommen rein. Es enthält keine gelösten Stoffe, die als bewegliche Ladungsträger fungieren können. Die Konduktivität ist damit sehr gering.
Sie ist aber grundsätzlich noch minimal vorhanden. Das liegt an der sogenannten Autoprotolyse.
Wasser ist ein sogenannter Ampholyt – das heißt es kann sowohl als Base als auch als Säure reagieren. Bei der Anwesenheit von elektrischem Strom teilt sich das Wasser dabei in Oxoniumionen (H3O+) und Hydroxidionen (OH-).
Damit sind bewegliche Ladungsträger in geringen Mengen vorhanden, und das destillierte Wasser kann leiten. Durch die Autoprotolyse ändert sich auch der pH-Wert von Wasser.
Es besteht dabei eine starke Abhängigkeit von der Temperatur des Wassers. Mit steigender Wassertemperatur fällt der pH-Wert von Wasser und damit steigt auch der elektrische Widerstand.
Hat reines H2O bei einer Temperatur von 0 °C noch einen pH-Wert von 7,47, fällt der pH-Wert bei einer Temperatur von 80°C bereits bis auf 6,30. Damit fällt auch die Konduktivität.
Leitfähigkeiten im Vergleich
Während die Konduktivität des am besten leitenden Materials, nämlich Silber, bei einem Wert von 6.139.000.000 S/m (Siemens pro Meter) liegt, beträgt er bei gewöhnlichem, ionisierten Wasser ungefähr 0,0005 S/m und bei destilliertem Wasser durch die Autoprotolyse etwa 0,0000005 S/m.