Hallo Jan,
der Leitwert einer Lösung oder Schmelze ist ihre Fähigkeit Ladung zu transportieren. Das, was wir umgangssprachlich Strom nennen, ist nicht s weiter als sich bewegende Ladung.
Die kleinste Ladungseinheit ist das Elektron, welches per definitionem negativ geladen ist, während das Proton positiv geladen ist. Gebe ich nun z.B ein Salz in Wasser, so wird sich dieses gemäß seines Löslichkeitsprodukts in Wasser lösen. Nehmen wir einfach mal Kochsalz NaCl als Beispiel:
NaCl +H2O löst sich zu Na+ + Cl-
Während des Lösungsvorgangs behält das Chlor (Cl) einfach ein Elektron des Natriums (Na). Dadurch hat es quasi ein Elektron zuviel, weswegen es nun negativ geladen ist und zum Chloridion (Cl-) wird. Gleichzeitig hat das Natrium nun ein Elektron zu wenig, und ist deshalb positiv geladen (Na+).
Bei positiv geladenen Ionen spricht man von sog. Kationen, während negativ geladene Ionen Anion genannt werden.
Bis jetzt sieht das noch nicht so wirklich nach Leitfähigkeit aus, aber schauen wir weiter:
Getreu dem alten Spruch "Gegensätze ziehen sich an." möchte ein Kation gerne zu einer negativen Ladung, während das Anion gerne zu einer positiven Ladung möchte.
Wenn man nun einfach zwei Elektroden in die Lösung hängt und eine Spannung anlegt, so ist eine der Elektroden der Pluspol (genannt Anode) und die andere Elektrode der Minuspol (Kathode genannt). Zwischen beiden bildet sich ein elektrisches Feld aus, in welchem positiv geladene Teilchen (Kationen) zu Kathode (Minuspol) schwimmen und negativ geladene Teilchen (Anionen) zur Anode (Pluspol) unterwegs sind.
Jetzt geht es gedanklich nochmal zurück zum Anfang: Dort hatte ich geschrieben, dass Strom nichts anderes ist, als bewegte Ladung. Die hin und her schwimmenden Teilchen sind geladen, sie sind Ionen, also fliesst ein Strom.
Jetzt kommt das Leitwertmessgerät ins Spiel: Das Leitwertmessgerät ist nichts anderes als 2 Elektroden, die in die Lösung gehalten werden und zwischen denen eine Spannung angelegt wird (sind ja deswegen Battereien drin). Jetzt misst das Gerät einfach, was für ein Strom zwischen den beiden Elektroden fliesst und berechnet aus Strom (I) und Spannung (U) den Leitwert. Der Strom ist hierbei die Menge der transportierten Ladungen, die Spannung quasi die Kraft, die die Ladungen vorwärtstreibt.
Der Leitwert G ist nichts anderes, als der Strom (I) geteilt durch die angelegte Spannung (U) oder das Verhältnis zwischen Antriebskraft und tatsächlich bewirktem Ladungstransport.
Bis jetzt also ganz einfach, wenn da nicht noch ein kleines Hinderniss wäre:
Jedes Ion kann Ladung transportieren, wenn ich also viele Ionen in der Lösung habe, kann ich zeitglich viele Ladungen paralell transportieren und bekomme dadurch einen hohen Strom und damit einen hohen Leitwert.
Dummerweise kann das Leitwertmessgerät nicht unterscheiden, welche Stoffe im Wasser Ladung transportieren, und so weiss man nie so richtig wer für den Leitwert verantwortlich ist.
Im Aquarium bedeutet dies, dass der Leitwert sich immer aus allen gelösten und geladen Stoffen zusammensetzt (Ca2+, Na+, Cl-, NO3-, NO2-, PO43- usw.). Deswegen kann der Leitwert im Aqaurium keine Aussage über die Wasserhärte treffen, da noch zu viele andere Stoffe mitspielen. Beim Aufsalzen allerdings weiss man vom Hersteller des Salz, dass sich nur Stoffe im Salz befinden, die mit der Wasserhärte zu tun haben, hier kann man nun eine Aussage über die Wasserhärte treffen, weil keine Störenfriede anwesend sind. Allerdings ist gilt dies nur für dieses Salz und für ein anderes Aufhärtesalz gelten andere Werte, weil es eine andere Zusammensetzung hat.
Als Beispiel nehmen wir einfach das Bienensalz (GH+):
Laut Hersteller entsprechen 33µS einem Grad Gesamthärte (GH 1° ) und 0,06° Karbonhärte (KH 1°). Salze ich nun bis auf einen Leitwert von 200µS auf habe ich etwa 6° GH und 0,36° KH im Wasser.
So, bevor ich hier noch weiter viel schreibe, machen wir hier mal eine kleine Zäsur, und wenn du weitere Fragen zum Leitwert hast, dann fragst du einfach nach.
Leider musste ich jetzt etwas weiter ausholen, aber eine sinnvolle Erklärung geht nur, wenn man die Grundprinzipien dahinter verstanden hat, und da ich dein Vorwissen nicht kenne, habe ich mal bei Adam und Eva angefangen. Wenn du das aber schon weisst, hoffen wir, dass jemand Anderes einen Nutzen aus dem Post ziehen kann.
Wenn ich noch etwas über die Berechnung unterschiedlicher Konzentrationen/Leitwerte unterschiedlicher Wassermengen schreiben soll, dann müsst ihr mir das sagen, ich helfe dann gerne weiter (hab ja grad Urlaub)
VG vom Himalaya
Yeti