Hoe water elektriciteit geleidt

Er zijn twee soorten ladingsdragers in stoffen: elektronen of ionen. De beweging van deze ladingen creëert een elektrische stroom.

Alle metalen worden gekenmerkt door elektronische geleidbaarheid. Overtreding van het kristalrooster belemmert de beweging van elektronen (bijvoorbeeld wanneer een onzuiverheid wordt toegevoegd) en verhoogt daardoor de weerstand.

Vloeistoffen worden gekenmerkt door ionische geleidbaarheid. Gedistilleerd water geleidt praktisch geen stroom. Maar als u een oplosbaar zout aan het water toevoegt, dat in ionen dissocieert, hoe meer zout en het grootste deel ervan in ionen uiteenvalt, hoe hoger de geleidbaarheid van de oplossing. Dit is de eerste factor die de geleidbaarheid beïnvloedt (ionenconcentratie).

Andere factoren: ionenlading (een ion met een lading van +3 heeft drie keer meer stroom dan met een lading van +1); ionenmobiliteit (zware ionen bewegen langzamer dan licht). Een oplossing die elektrische stroom geleidt, wordt een elektrolyt genoemd.

Een groot aantal factoren die de geleidbaarheid van de elektrolyt beïnvloeden, leidt ertoe dat deze geleidbaarheid experimenteel moet worden gemeten.

Dergelijke metingen zijn absoluut noodzakelijk bij het evalueren van de waterkwaliteit, daarom produceren milieuactivisten seriële apparaten voor het meten van geleidbaarheid. Bovendien worden potten met oplossingen met standaard geleidbaarheid geproduceerd (met een nauwkeurigheid van 0,1%), terwijl wordt afgesproken bij welke temperatuur een dergelijke geleidbaarheid plaatsvindt).

De geleidbaarheid kan kwalitatief worden gemeten in de in figuur 1 getoonde installatie. In een plaat van isolatiemateriaal worden gaten geboord waarin een LED en een weerstand worden bevestigd, waarop een 9-volt batterij is aangesloten.

Fig. 1. Eigengemaakte installatie voor het meten van de geleidbaarheid van water

Enerzijds kunnen de lange draden van de LED en de weerstand in de testoplossing worden neergelaten. De geleidbaarheid van de oplossing wordt kwalitatief geëvalueerd door de helderheid van de LED. Bij kortsluiting van lange kabels licht de LED op met maximale helderheid (dit is een controle van de juiste werking van het circuit). Deze instelling geheel veilig in gebruik.

Het artikel werd gepubliceerd in het tijdschrift "RA-Electric"