Waterguide - Leitfähigkeit
Was ist Leitfähigkeit?
Die Leitfähigkeit gibt Auskunft darüber, wie gut elektrischer Strom geleitet wird. Sie ist eine physikalische Größe, besitzt das Formelzeichen δ (Sigma) oder κ (Kappa) in der Elektrochemie und Elektrotechnik. Die SI-Einheit lautet S/m (Siemens pro Meter). Wird daraus der Kehrwert gebildet, erhält man den spezifischen Widerstand. Die Leitfähigkeit ist ein guter Richtwert, um die Reinheit eines Wassers herauszufinden.
Prinzip der Leitfähigkeit im Wasser
Zwei Elektroden tauchen in eine wässrige Probe ein und dann wird eine Spannung (Volt V) angelegt. Gleichzeit fließt auch Strom (Ampere I).
Die Formel dazu lautet:
Die Leitfähigkeit wird wie folgt beschrieben:
Bekannte Werte sind unteranderem die Fläche A und der Abstand l der Elektroden.
Abhängig ist die Leitfähigkeit von der Verfügbarkeit und der Dichte beweglicher Ladungsträger.
Im Wasser beruht das Prinzip der elektrischen Leitfähigkeit, auf der Fähigkeit den elektrischen Strom durch gelöste Ionen zu transportieren. Jedes Ion ist wichtig für die Leitfähigkeit, denn der Wert ist proportional zur Menge der Ionen im Wasser.
Die Leitfähigkeit gibt daher keinen Hinweis auf die Art der im Wasser gelösten Ionen, sondern nur auf deren Konzentration. Je höher die Leitfähigkeit ist, umso salzhaltiger bzw. verschmutzter ist das Wasser.
Wassertechnische Anwendungsbereiche für die Leitfähigkeitsmessung
- Plausibilitätsprüfung bei der Erstellung einer Ionenbilanz
- Nutzung als Ersatzgröße für Ionenstärke bei der Berechnung der Calcitsättigung eines Wassers (Leitfähigkeit ist viel leichter messbar)
- Kontrolle der Produktqualität und Bestimmung der Entsalzungsrate bei Ionenaustauscher und Umkehrosmose (ersetzt die aufwendigere Messung des TDS)
- Unterscheidung von unterschiedlichen Wässern im Rohrnetz (nur bei großen Unterschieden in der Leitfähigkeit möglich)
- Unterscheidung von Süß- und Salzwasser z.B. bei Brunnen in Küstennähe
- Kontrolle auf Abwassereinleitungen in natürliche Gewässer (falls kontinuierlich gemessen wird)
Typische Messwerte
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Reinstwasser: 0,042 μS/cm
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Destilliertes Wasser: 0,5 – 5 μS/cm
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Mineralstoffarme Gewässer: 100 – 300 μS/cm
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Meerwasser: 45 000 – 55 000 μS/cm
Grenzwert für Trinkwasser: 2790 μS/cm (Gemessen bei 25°C)
Mithilfe einer Umkehrosmoseanlage und Elektrodeionisation bzw. ggf. Membranentgaser kann Reinstwasser hergestellt werden.