Warum können Elektrolytlösungen elektrischen Strom leiten?
Elektrolytlösungen können elektrischen Strom leiten, weil sie frei bewegliche Ionen enthalten.
Hier ist die einfache Erklärung in drei Schritten:
1. Die Bildung von Ionen (Dissoziation)
Wenn man einen Elektrolyten (zum Beispiel ein Salz wie Kochsalz/NaCl) in einem Lösungsmittel wie Wasser auflöst, zerfällt die Substanz in elektrisch geladene Teilchen, die Ionen:
- Kationen: Positiv geladene Teilchen (z. B. $Na^+$).
- Anionen: Negativ geladene Teilchen (z. B. $Cl^-$).
In festem Zustand (z. B. ein Salzkristall) sind diese Ionen fest in einem Gitter gebunden und können sich nicht bewegen. Erst im gelösten (oder geschmolzenen) Zustand werden sie mobil.
2. Der Transport von Ladung
Elektrischer Strom ist physikalisch gesehen nichts anderes als die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern.
- In einem Metallkabel sind diese Ladungsträger die Elektronen.
- In einer Elektrolytlösung sind diese Ladungsträger die Ionen.
3. Was passiert, wenn Spannung angelegt wird?
Sobald man zwei Elektroden in die Lösung taucht und eine elektrische Spannung anlegt, entsteht ein elektrisches Feld. Die Ionen beginnen zu wandern:
- Die positiven Kationen wandern zum Minuspol (der Kathode).
- Die negativen Anionen wandern zum Pluspol (der Anode).
Durch diese Wanderung der Teilchen findet ein Stofftransport und gleichzeitig ein Ladungstransport statt – es fließt Strom.
Zusammenfassung:
Die Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen beruht auf:
- Der Anwesenheit von geladenen Teilchen (Ionen).
- Der Beweglichkeit dieser Teilchen im Lösungsmittel.
- Der gerichteten Wanderung dieser Teilchen in einem elektrischen Feld.
Wichtig: Destilliertes Wasser leitet Strom kaum, da es fast keine Ionen enthält. Erst durch das Lösen von Säuren, Basen oder Salzen wird es zu einem Leiter.