Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
T. Arndt

Leitfähigkeit, elektrische

Leitfähigkeit, elektrische
Synonym(e)
Leitvermögen, elektrisches
Englischer Begriff
electric conductivity
Definition
Die elektrische Leitfähigkeit ist das Reziproke des elektrischen Widerstandes eines (metallischen oder flüssigen) Leiters. Ihre Einheit ist S (Siemens). Dabei ist ein Siemens = 1/Ohm (1 S = 1/Ω).
Beschreibung
Im klinisch-chemischen Labor ist im Wesentlichen nur die elektrische Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen von Interesse, z. B. zur Reinheitskontrolle von destilliertem oder deionisiertem Wasser. Da Elektrolytlösungen bis zu einer bestimmten Spannung dem Ohm’schen Gesetz (R = U/I, d. h.Widerstand = Spannung/Stromstärke) gehorchen, lässt sich deren spezifische Leitfähigkeit κ nach der Formel
$$ \upkappa\ \left[\mathrm{S}\times {\mathrm{cm}}^{{-} 1}\right]=\mathrm{L}\ \left[\mathrm{cm}\right]/\mathrm{R}\ \left[\Omega \right]\times \mathrm{q}\ \left[{\mathrm{cm}}^2\right] $$
ermitteln. Dabei bezeichnen L den Elektrodenabstand und q den Querschnitt der Flüssigkeitssäule (also die wirksame Elektrodenoberfläche) zwischen den beiden Elektroden z. B. einer Leitfähigkeitselektrode.
Die spezifische Leitfähigkeit einer Elektrolytlösung ist proportional der Konzentration aller freibeweglichen Ionen und der Summe der Ionenleitfähigkeiten der Kationen und Anionen (s. Lehrbücher der physikalischen Chemie). Enthält eine Lösung mehrere Elektrolyte gleichzeitig, ist die Gesamtleitfähigkeit der Lösung gleich der Summe der aus den verschiedenen Elektrolyten resultierenden Einzelleitfähigkeiten. Leitfähigkeitsmessungen sind deshalb nicht für die Bestimmung einer bestimmten Ionensorte einer Lösung geeignet. Ihre Anwendung beschränkt sich auf die Analyse einer Einkomponentenlösung und auf die Bestimmung der Gesamtleitfähigkeit einer Multikomponentenlösung (z. B. Wasserreinheitsuntersuchungen). Zum Messprinzip mit Brückenschaltung nach Wheatstone und zu speziellen Anwendungen der konduktometrischen Titration (Titrationen unter Endpunkterkennung durch Leitfähigkeitsmessung) s. Lehrbücher der (physikalischen) Chemie.
Literatur
Latscha HP, Linti GW, Klein HA (Hrsg) (2004) Analytische Chemie. Chemie – Basiswissen III. Springer, Berlin/Heidelberg/New York