Elektrische Leitfähigkeit

Experimente:
Versuch: Überprüfung der Leitfähigkeit
Versuch: Überprüfung der Leitfähigkeit von Salzen
Versuch: Überprüfung der Leitfähigkeit von geschmolzenem Salz
Versuch: Demonstration der Ionenwanderung im Doppel-U-Rohr
Versuch: Ionenwanderung auf einer Glasplatte


Die elektrische Leitfähigkeit ist eine abgeleitete Messgröße und eine Stoffeigenschaft. Mit ihr kann man metallisch leitende, nicht metallisch leitende und nichtleitende Stoffe unterscheiden (Versuch 1).

Nicht nur Metalle leiten den elektrischen Strom, sondern auch Schmelzen oder Lösungen von einigen Stoffen. Zu den letzteren gehören auch Säuren, Laugen und Salzlösungen. In Metallen erfolgt der Ladungstransport durch Elektronen, die sich durch das Metallgitter bewegen. In Lösungen oder Schmelzen transportieren positiv geladene Ionen (Kationen) und negativ geladene Ionen (Anionen), die durch die Schmelze oder Lösung wandern, die Ladungen.

Leitet die Lösung eines Stoffes den elektrischen Strom, der ungelöste Stoff aber nicht, so ist dies nur ein Nachweis dafür, dass bewegliche Ionen in der Lösung vorhanden sind (-> Versuch). Dieser Versuch zeigt also nicht, ob die Ionen schon vor dem Lösen vorhanden waren oder erst durch das Lösen entstanden sind. Bei dieser Überlegung hilft der nächste Versuch weiter, bei dem die Leitfähigkeit von Schmelzen untersucht wird (-> Versuch). Dieser Versuch zeigt, dass die Ionen nicht erst durch das Lösen eines Stoffes entstehen, sondern schon vorhanden sind.

Bei genauerer Betrachtung der Elektroden können sowohl am Pluspol (Anode) wie auch am Minuspol (Kathode) stoffliche Veränderungen, also eine chemische Reaktion, beobachtet werden. Dieser Vorgang heißt Elektrolyse.
Zur Klärung der Vorgänge bei der Elektrolyse ist die Vorstellung des erweiterten Oxidationsbegriffs unablässlich:
Eine Oxidation ist mit der Abgabe von Elektronen, eine Reduktion mit der Aufnahme von Elektronen verbunden. Ein Stoff wird oxidiert, wenn er Elektronen abgibt, und reduziert, wenn er Elektronen aufnimmt.
Oxidation und Reduktion laufen immer zusammen ab. Daher heißen Reaktionen, die eine Reduktion und eine Oxidation beinhalten, Redoxreaktion.


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Letzte Überarbeitung: 05. Februar 2012, Dagmar Wiechoczek