Leitfähigkeit und Ionendissoziation des Wassers bis 1000°C und 100 kbar

Abstract

AbstractMit einem statischen Verfahren wurde die elektrolytische Leitfähigkeit von reinem Wasser bis 1000 °C und bei Drucken zwischen 20 kbar und 100 kbar gemessen. Dazu wurden kleine, flache Leitfähigkeitszellen zwischen die Hartmetallstempel einer Presse eingebaut. Unter währendem Druck konnte die Meßzone der Zelle geheizt werden. Das eingebaute Thermoelement diente gleichzeitig als Leitfähigkeitselektrode. Zur Druckeichung wurden die Umwandlungspunkte des Bi und Tl und die Schmelzkurve von Eis VII verwendet. Die Leitfähigkeit des reinen flüssigen Wassers steigt sowohl mit der Temperatur als auch mit dem Druck stark an. Zum Beispiel beträgt die spezifische Leitfähigkeit 0,7 ± 0,3 Ω−1 cm−1 bei 1000 °C und 98 kbar. Diese hohe Leitfähigkeit beruht vor allem auf der starken Zunahme des Ionenproduktes, KW, des Wassers. Bei 1000°C und 98 kbar ergab sich log Kw = −1,1 ± 0,7 anstatt −14,0 bei 25 °C und Normaldruck. Die früher aus Stoßwellenmessungen erhaltenen Ergebnisse von David und Hamann [5] wurden bestätigt.