Salinität

Definition

Basiswissen｜ Definitionen｜ Beispiel Nordseewasser｜ Überraschend viel｜ Praktische Bedeutung｜ Messmethoden｜ Leitfähigkeit｜ Verdunstung｜ Salzwasserspindel｜ Persönliche Anmerkung｜ Fußnoten

Basiswissen

Der Salzgehalt in Gewichts-%: Salinität meint den Salzgehalt eines Gewässers. Man gibt es oft als Massenanteil, etwa in Gramm Salz pro Kilogramm Wasser an. Üblich sind auch Prozent- und Promilleangaben. Die in der Ozeanographie übliche Abkürzung ist ein großes S.^[4]

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Die Wellen am Nordseestrand: jeder Liter brächte gut 35 Gramm Salz mit sich. © GDJ on www.openclipart.org ☛

Definitionen

Die Salinität im Sinne der Ozeanographie ist definiert als die Menge aller gelösten Salz in einer bestimmten Menge Wasser:

DEFINITION:

"Unter Salzgehalt oder Salinität eines Wassers wird die Gesamtheit aller darin gelösten oder dissoziierten Salze verstanden. Zu den wichtigsten in Gewässern vorkommenden mineralischen Ionen gehören Chlorid, Sulfat, Hydrogencarbonat, Natrium, Calcium, Magnesium und Kalium. Organische Salze sind meist vernachlässigbar."^[1]

Die Salinität gibt nach dieser Definition also nicht alleine den Gehalt von NaCl im Wasser an sondern den Gehalt aller im Wasser gelösten Salze. Gemessen werden kann das unter anderem über die elektrische Leitfähigkeit.^[2]

Oder noch allgemeiner:

ZITAT:

"Die offensichtliste Definition einer absoluten Salinität geht über den Massenanteil (mass fraction) von gelöstem nicht-H₂0 Stoffen in Meereswaser bei einer bestimmten Temperatur und Druck."^[5]

Zur Begründung heißt es, dass zum Beispiel in Wasser gelöstes CO₂ das Wasser in eine Mischung verschiedenster Bestandteile verwandelt: CO₂, H₂CO3, HCO₃⁻, CO₃²⁻, H⁺, OH⁻ and H₂O. Und jede Änderung der Temperatur oder des Drucks kann sich auf diese Zusammensetzung auswirken und damit die absolute Salinität verändern.^[5] Um nun aber verschiedene Wässer vergleichen zu können, macht es dann Sinn, feste Randbedingungen festzulegen, etwa dass die Temperatur immer bei 25 °C sei und der Druck bei einem Druck von 101325 Pascal.^[6]

Man sieht, dass die Definitionen voneinander abweichen. Einmal geht es nur um gelöste Salze, das andere Mal um alle gelösten Stoffe, die kein H₂0 sind. Diese Unterschiede können wichtig werden, wenn man etwa die Entstehungen von Strömungen betrachtet, die durch Dichteunterschiede entstehen.

Beispiel Nordseewasser

Vielen vertraut sein dürfte das Wasser der Nordsee. Wenn man es versehentlich oder bewusst schluckt, nimmt man deutlich und eher unangenehm die hohe Salzigkeit war.

Etwa 3,5 Gramm pro 100 Gramm Meerwasser

Etwa 35 Gramm pro Kilogramm oder Liter 👉 Meerwasser

Etwa 3,5 👉 Gewichtsprozent

Etwa 35 👉 Promille

Um das grob zu überprüfen, kann man zum Beispiel einen Liter Meerwasser von der Nordsee wiegen. Das zurückbleibend Salz sollte in etwa in der Gegend von 35 Gramm Masse haben. Einen Vergleich mit anderen Gewässern findet man auf der Seite zu 👉 Salinitäten

Überraschend viel

Führt man Versuche zum Auflösen von Salz vor, sind viele Zuschauer immer wieder überrascht, welch große Mengen an Salz man in doch vergleichsweise wenig Wasser ganz auflösen kann. Nach einer erfolgreichen Auflösung ist die Lösung glasklar.

Gut 350 Gramm Speisesalz kann man in einem Liter Leitungswasser auflösen. 350 Gramm geben einen ansehnlichen Schüttkegel den man nicht mehr ohne weiter bequem auf einer Handfläche halten könnte.

Und umgekehrt kann man Salz in Wasser nicht nur auflösen, sondern es auch wieder aus dem Salz gewinnen. Dazu dienen Salinen und Meerwasserentsalzungsanlagen. Zu einer Anleitung für einen einfachen Tischversuch siehe auch den Artikel zur 👉 Löslichkeit von Natriumchlorid

Praktische Bedeutung

Die Salinität hat verschiedene Auswirkungen.

Viele Tiere können nur bei einem bestimmten Salzgehalt leben.

Besitzer von Seewasseraquarien müssen das genau beachten.

Auch verändert die Salinität die Dichte des Wassers.

Je salzhaltiger ein Wasser ist, desto dichter ist es.

Treffen Wässer unterschiedlicher aufeinander, ...

können dadurch starke Strömungen entstehen.

Auch haben Schiffe bei wenig Salzgehalt mehr Tiefgang.

Fahren Sie von einem Meer in einen Fluss, sinken sie tiefer ein.

Messmethoden

Leitfähigkeit

Die Salinität von Meerwasser kann indirekt über die elektrische Leitfähigkeit als sogenannte Proxy-Variable gemessen werden^[2]: je mehr gelöstes Salz Wasser enthält, desto höher ist auch die Leifähigkeit. In einer offiziellen Messanleitung für die Leitfähigkeit von Lösungen^[3] ist beispielhaft eine Tabelle von gelöstem Salz und der dazugehörigen Leitfähigkeit angegeben. Man erkennt eine weitgehend proportionale Zuordnung:

Legende

Spalte 1: Konzentration von KCl (Magnesiumchlorid) in der Wasserlösung in Mol pro Liter (mol/l)

Spalte 2: elektrische Leitfähigkeit in Millisiemens pro Meter (mSm/m)

Tabelle

0,0005 | 7,4

0,001 | 14,7

0,005 | 72

0,Ol | 141

0,02 | 277

0,05 | 670

0,1 | 1290

0,2 | 1480

Verdunstung

Man kann auch eine bekannte Menge Lösung, zum Beispiel Meerwasser, vollständig verdunsten lassen. Anschließend wiegt man die Menge des zurück gebliebenen Salzes. Dabei muss man beachten, dass manche Salze Wasser fest an sich binden. Um den reinen, trockenen Salzgehalt zu bestimmen, müsste man die Rückstände der Verdunstung erst noch trocknen.

Salzwasserspindel

Sehr schnelle Ergebnisse bekommt man über eine sogenannte Salzwasserspindel, eine besondere Auführung von einem Salinometer (Salzmessgerät). Die Spindel ist ein langer zylinderförmiger Körper mit einem tiefen Schwerpunkt unten. In Wasser getaucht schwimmt die Spindel aufrecht. Je höher der Salzgehalt, desto mehr Auftrieb und desto weiter hebt sich die Spindel aus dem Wasser heraus. Eine Skale am Spindelkörper erlaubt die direkte Ablesung der Salinität an der Wasserlinie. Siehe mehr unter 👉 Salzwasserspindel

Persönliche Anmerkung

Der Begriff der Salinität läuft Gefahr seine eigene wörtliche Bedeutung zu verlieren. Wenn die Salinität nicht mehr nur über im Wasser gelöste Salze sondern über alle in Wasser gelösten Stoffe, die kein H20 sind, definiert wird, sollte das Wort durch ein weniger irreführendes Wort ersetzt werden. Denkbar wären etwa Hydrosolutgehalt oder Gesamtsolutgehalt.

Fußnoten

[1] RaKon; Bundesanstalt für Gewässerkunde (Hrsg.). 2015. RaKon Teil B: Arbeitspapier II — Hintergrund- und Orientierungswerte für physikalisch-chemische Qualitätskomponenten zur unterstützenden Bewertung von Wasserkörpern entsprechend EG-WRRL. Wasserblick / BfG. Stand 9. Januar, 2015. Online: https://wasserblick.bafg.de/servlet/is/142684/RaKon-B-Arbeitspapier-II_Stand_20150109.pdf

[2] Salinität wird definiert als "Salzgehalt von Gewässern oder auch Böden. Maßzahl für die im Wasser gelöste Salzmenge." Zur Bestimmung heißt es: "Der Grad der Salinität wird mit Hilfe der 'Praktischen Salinitätsskala' [...] angegeben und hat keine Einheitenbezeichnung. Seit 1978 gilt die „Practical Salinity Scale“ (PSS78)." Es wird erläutert, dass diese Definition unabhängig von der Kenntnis der genauen Ionenzusammenstzung des Meerwassers ist. Als Vergleich dient das Wasser des nördlichen Atlantiks: "Die PSS78 basiert auf einer Seewasserprobe, die im Vergleich zu einer Lösung von 32,4356 g Kaliumchlorid (KCl) in einem Kilogramm Lösung ein Leitfähigkeitsverhältnis von 1 hat. Als Standardwasser wurde das Wasser des Nordatlantiks gewählt. Dies hat eine Chlorinität von 19,3740 ‰ und definiert so den 35,00 ‰ Punkt der Skala." In: der Artikel "Salinität" im "Meereisportal", online gestellt vom Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung. Abgerufen am 18. Dezember 2025. Online: https://www.meereisportal.de/glossar/Salinität

[3] ISO 7888:1985 – Water quality — Determination of electrical conductivity. Englische Fassung der europäischen Norm EN 27888:1993. Siehe auch 👉 Elektrische Leitfähigkeit

[4] Das große S als Formelzeichen für die Salinität, mit unterschiedlichen tiefgestellten Indizes, wird angegeben in: OC, SCOR and IAPSO, 2010: The international thermodynamic equation of seawater – 2010: Calculation and use of thermodynamic properties. Intergovernmental Oceanographic Commission, Manuals and Guides No. 56, UNESCO (English), 196 pp.

[5] "The most obvious definition of absolute salinity is “the mass fraction of dissolved non-H2O material in a seawater sample at its temperature and pressure”." Und zur Begründung: "This seemingly simple definition is actually far more subtle than it first appears. Notably, there are questions about what constitutes water and what constitutes dissolved material. Perhaps the most obvious example of this issue occurs when CO2 is dissolved in water to produce a mixture of CO2, H2CO3, HCO3-, CO32-, H+, OH- and H2O, with the relative proportions depending on dissociation constants that depend on temperature, pressure and pH. Thus, the dissolution of a given mass of CO2 in pure water essentially transforms some of the water into dissolved material. " In: OC, SCOR and IAPSO, 2010: The international thermodynamic equation of seawater – 2010: Calculation and use of thermodynamic properties. Intergovernmental Oceanographic Commission, Manuals and Guides No. 56, UNESCO (English), 196 pp.

[6] Pawlowicz, R.: A model for predicting changes in the electrical conductivity, Practical Salinity, and Absolute Salinity of seawater due to variations in relative chemical composition. Ocean Science, 6, 361–378. 2010. Online: http://www.ocean-sci.net/6/361/2010/os-6-361-2010.pdf