Forståelse af vandets ledningsevne: Nøglefaktorer og indflydelse

Elektrisk ledningsevne er vandets egenskab til at lede elektricitet fra et område med højt elektrisk felt til et område med lavt elektrisk felt, ved hjælp af opløste ioner, der fungerer som ledere. Et ion er et atom, der er frigivet fra et element og bærer enten en positiv eller negativ ladning. Selvom metaller er langt mere effektive ledere, har vand også evnen til at lede elektricitet. Der er flere faktorer, der påvirker vandets elektriske ledningsevne, såsom samlede opløste faste stoffer (TDS, eller saltkoncentration i vand), mineralrenhed og vandtemperatur.

TDS eller saltindhold i vand

Saltvand leder elektricitet meget mere effektivt og bereitvilligt end rent vand. Det skyldes, at de opløste ioner forøger saltindholdet, samt øger ledningsevnen. Salte, der normalt forårsager saltindhold i vandige medier, er sulfater, carbonater, chlorider, kalium, natrium, calcium og magnesium. Det er den elektriske ledningsevne, der adskiller vandtyper (dvs. grundvand, afstrømmingsvand, vand drænet fra landbrugsmarker og regnvand). Desuden påvirker diverse underfaktorer, såsom geologi, jord, jordbrug og vandstrøm (dvs. ledningsevnen stiger, når vandstrømmen aftager) også saltindholdet i vandet, og derved påvirker den elektriske ledningsevne.

Mineralrenhed

Den elektriske ledningsevne af rent vand er lav, men den kan markant forøges ved opløselige urenheder, der vil ionisere vandet (såsom almindelig salt). Rent vand består af et iltatom og to hydrogenatomer. Iltatomerne deler kovalent binding (dvs. en kemisk binding dannet mellem atomer ved deling af elektroner). Derfor kan et iltatom binde kovalent med to hydrogenmolekyler (kaldet "dihydrogen"). Elektricitet rejser let og bereitvilligt gennem materialer, der har atomer, der danner en ionisk binding (dvs. en kemisk binding dannet mellem modsætningstingladede arter på grund af deres gensidige elektrostatiske tiltrækning). Iltatomerne i vandet trækker elektronerne stærkt, derved udvikler en negativ ladning. På den anden side danner dihydrogen en positiv ladning, hvilket resulterer i en forsumelig overførsel af elektrisk strøm. Hvis urenheder (mineraler) tilføjes vandet, leder de ioniske bindinger elektricitet, og den elektrolytiske ledningsevne af vandet stiger.

Temperatur

Elektrisk ledningsevne i vand stiger uundgåeligt med en stigning i temperatur. Varmt vand er mindre viskøst og har større elektronisk bevægelse, hvilket tillader frit strøm af elektrisk strøm. Det udtrykkes generelt som en relativ ændring per grad Celsius, ved en bestemt lille variation eller forskel i temperatur rapporterer en mærkelig forskel i ledningsevne, og derfor refereres målinger normalt til 25 grader Celsius. Generelt stiger ledningsevnen med ca. 2 procent for hver grads stigning i temperatur.