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Ziel des Versuchs
Es soll verdeutlicht werden, welchen Einfluss gelöste Ionen in Wasser auf die elektrische Leitfähigkeit haben.
Versuchsdurchführung
a) Leitfähigkeit von Wasser
In ein Becherglas mit destilliertem Wasser wird ein Elektrodenpaar aus Kohle oder Kupfer getaucht und es wird Netzspannung mit 230V (Trennstelltrafo) angelegt:
- Die Glühbirne bleibt dunkel; ein empfindliches Ampere-Meter zeigt einen sehr kleinen Strom an
- Es wird Zucker zum destillierten Wasser zugegeben; die Glühbirne bleibt weiterhin dunkel
- Es wird eine Messerspitze NaCl-Salz zugegeben; nach einigen Augenblicken leuchtet die Glühbirne auf
- Das destillierte Wasser wird durch Leitungswasser ersetzt; es fließt ein kleiner Strom, der allerdings größer ist, als bei destilliertem Wasser
b) „Gurken“-Leitung
Eine Gewürzgurke wird an den beiden Enden mit Elektroden versehen und es wird mit einem Trennstelltrafo eine Spannung von 100-150V angelegt. Die Gurke leitet den elektrischen Strom aufgrund des hohen Wasseranteils und der gelösten Salze.
c) Spezifischer Widerstand von Wasser
In eine mit destilliertem Wasser gefüllte Küvette, werden zwei Goldelektroden gehängt und der fließende Strom mittels Amperemeter in Abhängigkeit der angelegten Spannung gemessen. Aus den Daten kann dann der spezifische Widerstand des dest. Wassers berechnet werden:
\(\rho =R\frac{L}{A}=\frac{U}{I}\cdot \frac{L}{A}\)
Wobei L die Länge und A die Seitenfläche der Küvette bzw. die Querschnittsfläche des Wassers senkrecht zur Stromrichtung bezeichnen. Dies ist damit zu erklären, dass der Strom über die Länge der Küvette und die Querschnittsfläche des Wassers von links nach rechts (bzw. umgekehrt bei anderer Polung) fließt, wie analog bei einem Draht.