Frage von zimyourdrexmz, 128

In meinem Physik Buch steht, dass man sich mit Strom vergiften kann. Könnte mir bitte jemand erklären wie das funktioniert?

Antwort
von Kamihe, 42

Die Körperflüssigkeiten wirken als Elektrolyt. Wenn diese chemische Wirkung längere Zeit auf den Körper einwirkt, wird das Blut elektrolytisch zersetzt, was zu schweren Vergiftungen führt.

Kommentar von NoHumanBeing ,

Das Blut ist im Kreislauf doch ständig in Bewegung, d. h. aus Sicht der Ionen, die sich im Blut befinden, wirkt das elektrische Feld immer in unterschiedliche Richtungen (weil sie durch die Strömung des Blutes mitbewegt werden und somit ihre Position relativ zu den Elektroden ständig ändern). Wie kann da Elektrolyse, die ja doch ein eher langsamer Prozess ist, überhaupt funktionieren?

Ich hätte das Problem eher bei Intrazellularflüssigkeit, etc. gesehen, die ja ortsmäßig doch eher "gebunden" ist.

Antwort
von NoHumanBeing, 30

Im sehr stark übertragenen Sinne kann man das durchaus.

Elektrischer Strom kann chemische Wirkung haben, man spricht dann von elektrochemischen Effekten. Insbesondere werden Ionen in Deinem Körper durch die Gegend geschoben, ähnlich wie bei der Elektrolyse. Besonders Nervenzellen reagieren sehr empfindlich auf Änderungen bestimmter Ionenkonzentrationen.

Wenn Dein Körper von einem sehr starken Strom durchflossen wird, wird er hauptsächlich thermisch geschädigt. Das Gewebe erhitzt sich aufgrund der umgesetztlich Leistung (P = U² / R bzw. P = I² * R) und kann dadurch Schaden nehmen.

Bei schwächeren Strömen beruht die Schädlichkeit vor allem auf neuromuskularen Effekten, die zu Krämpfen und Herzrhythmusstörungen, bis hin zum lebensbedrohlichen Herzkammerflimmern führen können.

Aber auch noch schwächere Ströme können für den menschlichen Körper schädlich sein. Es gibt das Gerücht, dass Du stirbst, wenn Du etwa acht Stunden lang mit unterschiedlichen Händen die beiden Anschlüsse einer 9-Volt-Batterie berührst. Der Gedanke ist, dass auch der schwache Strom Dein Nervensystem elektrochemisch "biased", indem er Ionen immer in die selbe Richtung schiebt und dass das kumulativ nach einer langen Zeitspanne irgendwann lebensbedrohlich wird.

Auch wenn der Gedanke zumindest plausibel ist, so klingt es meines Erachtens sehr nach einer "urban legend", schließlich verfügen Nervenzellen (und wohl auch andere Zellen) über so genannte Ionenpumpen, die ohnehin erforderlich sind, um das Membranpotential der Zellen gegenüber ihrer Umgebung aufrecht zu erhalten. Wenn nun noch zusätzlich ein schwaches äußeres elektrisches Feld, hervorgerufen durch eine elektrische Spannung, an diese Zellen angreift, dann müssen die Ionenpumpen eben notfalls ein bisschen mehr leisten. Allerdings möchte ich es ehrlich gesagt auch nicht ausprobieren. ;-)

Gewissermaßen könnte man diesen Effekt als eine Art "Stromvergiftung" betrachten.

Kommentar von zimyourdrexmz ,

Könntest du mir das bitte bisschen einfacher erklären, ich hebe leider immernoch nicht verstanden wie das zur einer Vergiftung führen kann.

Kommentar von NoHumanBeing ,

Manche Verbindungen zerfallen in Ionen, wenn sie in Wasser gelöst werden, z. B. zerfällt Kochsalz (NaCl) in ein positiv geladenes Na+ Ion und ein negativ geladenes Cl- Ion.

Wenn Du nun eine Kochsalzlösung einem elektrischen Feld aussetzt, dann wirkt auf jedes positiv geladene Na+ Ion eine Kraft in Richtung der Feldlinien an dem jeweiligen Ort, an dem es sich befindet und auf jedes negativ geladene Cl- Ion in gleicher Weise eine Kraft entgegen der Richtung der Feldlinien.

Das führt dazu, dass sich das Natrium in Richtung der negativen Elektrode konzentriert und das Chlor in Richtung der positiven Elektrode. Das elektrische Feld hat also eine elektrochemische Wirkung, denn es hat die Stoffkonzentrationen an verschiedenen Stellen in der Lösung verändert. So etwas kann im menschlichen Körper natürlich auch passieren.

Viele Zellen, insbesondere Nervenzellen, sind für ihre korrekte Funktion darauf angewiesen, dass innerhalb der Zelle und in ihrer Umgebung bestimmte wohldefinierte Konzentrationen an bestimmten Ionen herrschen. Nervenzellen kommunizieren untereinander ja mittels elektrischen Impulsen und um diese zu generieren, müssen sie dazu in der Lage sein, das elektrische Potential (die elektrische Spannung), das über ihrer Membran herrscht, zu ändern. Wenn die Ionenkonzentrationen zu sehr "verschoben" sind, also zu sehr von dem Millieu abweichen, auf das die Zelle "ausgelegt ist", dann funktioniert sie nicht mehr so, wie sie soll. Die Zelle kann dann beispielsweise ohne eingehenden Impuls bereits erregt sein oder sie lässt sich (nahezu) überhaupt nicht mehr anregen, je nachdem, in welche Richtung die Konzentrationen verschoben sind.

Weiß nicht, ob das nun unbedingt "einfacher" war, aber vielleicht hat's ja was gebracht. ;-)

Kommentar von zimyourdrexmz ,

Ein Grund der zur einer Stromvergiftung führen kann ist, dass wenn man einen Stromschlag kriegt der Strom das Nervensystem elektrochemisch anspannt, indem er Ionen immer in dieselbe Richtung schiebt das nach einer langen Zeitspanne lebensbedrohlich ist. Nervenzellen besitzen so genannte Ionenpumpen die erforderlich sind, um das Membranpotentialder Zellen gegenüber ihrer Umgebung aufrecht zu erhalten.Wenn noch zusätzlich ein elektrisches Feld durch eine elektrische Spannung hervorgerufen wird und diese Zellen angreift, dann müssen die Ionenpumpen notfalls mehr leisten was zur einer Vergiftung führen kann.


Habe ich das also richtig verstanden?

Kommentar von NoHumanBeing ,

Naja, nicht so ganz.

Der menschliche Körper ist im Grunde "gefüllt" mit Flüssigkeit, in der sich Ionen (elektrisch geladene Teilchen) befinden.

Wenn an den menschlichen Körper eine elektrische Spannung angelegt wird, bewirkt diese die Entstehung eines elektrischen Feldes. Das elektrische Feld widerum bewirkt eine Kraftwirkung auf geladene Teilchen, hier also auf Ionen, die sich in den Gewebsflüssigkeiten in Lösung befinden und je nach ihrer Ladung entweder in Richtung oder gegen die Richtung der elektrischen Feldlinien beschleunigt/verschoben werden, was plump gesagt letztlich die gesamte Biochemie "durcheinander bringt", weil die Konzentrationen von Ionen nun vom "Normalmaß" abweichen, was einem insbesondere Nervenzellen ziemlich "übel nehmen", weil diese darauf ausgelegt sind, dass in ihrer Umgebung (und in ihrem Inneren) wohldefinierte Ionenkonzentrationen herrschen.

Da im Inneren einer Zelle und in ihrer Umgebung unterschiedliche Ionenkonzentrationen benötigt werden, damit die Zelle elektrochemisch "arbeiten kann", verfügen Zellen (insbesondere Nevenzellen) über so genannte Ionenpumpen, die einen gewissen Konzentrationsunterschied (Konzentrationsgradienten) über der Zellmembran aufrecht erhalten.

Dieser Effekt ist ein eher langsamer Prozess, der vor allem dann wichtig ist, wenn über einen längeren Zeitraum eine eher geringe Spannung am menschlichen Körper anliegt und man könnte ihn aufgrund der kumulativen (sich mit der Zeit "anhäufenden"), schleichenden Wirkung, sowie dem elektrochemischen Wirkmechanismus durchaus als eine Art "Vergiftung" betrachten. Insbesondere kann er auch bei verhältnismäßig geringen Spannungen relevant sein, die noch nicht zu einer Schmerzwirkung und damit zu Schreckreaktion/Loslassen führen.

Wenn der Stromfluss durch den Körper stark genug ist, dass er als schmerzhafter "Stromschlag" spürbar ist, dann sind eher neuromuskuläre (also unmittelbar auf Nerven und Muskulatur wirkende) Effekte relevant. Das menschliche Nervensystem arbeitet mit schwachen elektrischen Impulsen. Wird der menschliche Körper von Strom durchflossen, dann werden zusätzliche "Signale" in das Nervensystem eingespeist, die über die sensorischen Nervenfasern als Schmerzreiz spürbar sind und über die motorischen Nervenfasern zudem die Muskulatur verkrampfen lassen. Das betrifft sowohl die Skelettmuskulatur, als auch das Herz, das ebenfalls ein Muskel ist und auf elektrischen Strom sehr empfindlich reagiert. Ein hinreichend starker Stromschlag kann das Herz "aus dem Tritt bringen" und zu lebensgefährlichen Herzrhythmusstörungen wie Kammerflimmern führen. Dieser Effekt ist vor allem bei Spannungen im Bereich des Haushaltsstroms (also im Bereich von wenigen hundert Volt) relevant.

Besonders dann, wenn der menschliche Körper von einem sehr starken Strom durchflossen wird, wie er bei Berührung von Hochspannung (tausende Volt) auftritt, werden thermische Wirkungen relevant. Der Körper stellt einen elektrischen Widerstand dar und wird als solcher durch den Stromfluss erhitzt, wodurch Proteine zerstört werden und letztlich Gewebe abstirbt.

Kommentar von zimyourdrexmz ,

Könntest du das vielleicht bisschen zusammenfassen? Wäre wirklich sehr hilfreich!

Kommentar von NoHumanBeing ,

Mmh ...

Wenn Du meine Beiträge lesen würdest, den Versuch unternehmen würdest, sie zu verstehen und bei Bedarf konkrete Fragen stellen würdest, könnte ich Dir vermutlich eher helfen.

Ich habe inzwischen drei Antworten gegeben, die in unterschiedlichem Detailgrad im Grunde inhaltlich ähnliches aussagen, Dir aber offenbar immer noch nicht reichen. Trotzdem bittest Du mich weiterhin, im Grunde das selbe erneut zu erklären.

Ich habe das Gefühl, wir kommen hier nicht weiter. Wenn Deine Fragen konkreter würden, könnte ich Dir vielleicht weiterhelfen. Ansonsten solltest Du an Deinem Textverständnis arbeiten oder Deinen Physiklehrer fragen.

Tut mir Leid, nicht böse gemeint, aber ich weiß weder, was ihr bisher im Unterricht behandelt habt, noch, woran es momentan scheitert, noch kann ich die Gedanken des Autors Deines Buches lesen, was er sich bei dieser Aussage gedacht hat. Daher kann ich auch nur Mutmaßungen anstellen. Aus diesem Grund weiß ich langsam wirklich nicht mehr, was ich dazu noch sagen soll. Vielleicht bekommst Du ja noch eine Antwort, die Dir weiterhilft.

Vielleicht solltest Du Dich an dieser Aussage auch nicht zu sehr "aufhängen", oder ist sie für das Verständnis des Unterrichtsinhalts so zentral? Auch in einem Lehrbuch ist nicht unbedingt jeder Satz wichtig (oder auch nur richtig).

Tut mir Leid, wenn ich Dir nicht weiterhelfen konnte.

Kommentar von zimyourdrexmz ,

okay, danke

Kommentar von NoHumanBeing ,

Kein Ding! :-)

Kommentar von zimyourdrexmz ,

Und ja wir sind grade erst in der 9. Klasse, vielleicht habe ich deshalb nicht alles verstanden...

Kommentar von NoHumanBeing ,

Ich habe Physik im Nebenfach studiert. Die Schule ist bei mir schon ein Weilchen her. ;-)

Kommentar von zimyourdrexmz ,

Ja und deshalb würde ich gerne von dir erklärt bekommen wie das funktioniert, aber wenn du das nicht leichter erklären kannst dann ist es schade :c

Kommentar von NoHumanBeing ,

Ich kann nur keine Gedanken lesen. ;-)

Kommentar von zimyourdrexmz ,

Ich versuche dir das nochmal zu erklären.

In meinem Physik Buch steht:

Ein Stromschlag kann aber z.B. folgende Schäden verursachen:

-Verbrennungen

-Herzrhythmusstörungen 

-Tod

-Vergiftungen

 

Und deshalb verstehe ich nicht wie man sich mit Strom vergiften kann...

Kommentar von NoHumanBeing ,

Da steht "Strom kann zu Vergiftungen führen" und nicht "mit Strom kann man sich vergiften".

Das ist schonmal ein kleiner, aber wichtiger Unterschied.

Und ich versuche es nochmal ganz einfach, versprochen! Kurz wird es nicht, aber in einfachen Worten. Wenn man einfache Worte wählt, wird es eher länger, denn Fachbegriffe tragen tendenziell viel mehr Information, als "Alltagssprache". Das musst Du mir verzeihen. :-)

Wie bereits erwähnt schiebt eine elektrische Spannung geladene Teilchen durch die Gegend. Und in Deinen Körperflüssigkeiten befinden sich geladene Teilchen. Kochsalz zum Beispiel. Vielleicht hast Du schonmal gehört, dass Kochsalz chemisch betrachtet Natriumchlorid ist, also eine chemische Verbindung, die aus den Elementen Natrium und Chlor bestehen.

(Zur Erklärung: Als chemische Elemente bezeichnet man Stoffe, die aus lauter gleichen Atomen bestehen, z. B. Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Chlor. Stoffe, die aus verschiedenen Atomen bestehen, z. B. Kochsalz (Natriumchlorid, besteht also aus Natrium und Chlor), Kohlenstoffdioxid (besteht aus Kohlenstoff und Sauerstoff), Methan (besteht aus Kohlenstoff und Wasserstoff), Wasser (besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff)) bezeichnet man hingegen als chemische Verbindungen.)

Wenn Du Kochsalz (chemisch Natriumchlorid) als Feststoff (z. B. in Deinem Salzstreuer) hast, sind die Natrium- und Chlorionen in einem Kristallgitter angeordnet. Sie haben feste Abstände voneinander und können sich nicht bewegen. Wenn Du Kochsalz in Wasser gibst, löst es sich auf und zerfällt dabei in Natriumionen und Chlorionen.

Die Natriumionen sind elektrisch positiv geladen, die Chlorionen negativ.

Deine Körperflüssigkeiten (z. B. Dein Blut, aber auch die Flüssigkeiten, die sich im Inneren Deiner Zellen oder in den Zellzwischenräumen befinden) bestehen hauptsächlich aus Wasser. Darin sind aber viele verschiedene Substanzen gelöst, von denen ein Teil ionisch, also elektrisch geladen ist.

Wenn Du an Deinen Körper eine elektrische Spannung anlegst, entsteht in Deinem Körper ein so genanntes elektrisches Feld. Das ist im Grunde ähnlich, wie das Magnetfeld, das einen Magneten umgibt. Und genau wie ein Magnetfeld beispielsweise auf Eisen Kraft ausübt (Du weißt sicher, dass ein Magnet beispielsweise Eisenspäne anzieht), so übt ein elektrisches Feld Kraft auf alles auf, das elektrisch geladen ist.

Diese Kraft schiebt die geladenen Teilchen (Ionen) nun durch die Gegend, denn wenn sie in Wasser gelöst sind, lassen sie sich ja leicht bewegen. Das führt dazu, dass sich beispielsweise in einem gewissen Bereich Deines Körpers (oder auf kleinerer Ebene auch Deiner Zellen) Natrium ansammelt und in gewissen anderen Bereichen Chlor. Natrium und Chlor sind ziemlich gefährliche Substanzen (man sagt auch, sie sind "unedel"), weil sie sehr "gerne" mit allerlei anderen Substanzen chemisch reagieren. (Sie sind "reaktionsfreudig".) Und das ist letztlich genau das, was eine giftige Substanz ausmacht. Sie reagiert mit anderen Stoffen Verbindungen, die sich in Deinem Körper befinden und macht diese somit "unbrauchbar". Durch die Reaktion werden die Stoffe, die miteinander reagieren (auch als "Reaktionspartner" oder "Edukte" bezeichnet) "verbraucht" und es entstehen neue Substanzen, die vollkommen andere Eigenschaften aufweisen können. Und dann funktionieren gewisse Vorgänge im Körper eben nicht mehr.

Der elektrische Strom ist also nicht giftig, sondern er führt gewissermaßen dazu, dass Substanzen "entstehen", die dann widerum giftig sind.

So, ich hoffe das war nun verständlich. :-)

Kommentar von zimyourdrexmz ,

So habe ich das bisher verstanden könntest du mit vielleicht sagen was ich daran ändern sollt???

Kann man sich mit Strom vergiften?

Unter Vergiftung versteht man die 

Aufnahme einer jeweiligen Mindestmenge von verschiedenen Substanzen(sogenannten Gefahrstoffen) die Schaden etc. verursacht.Da Strom als keine Substanz vorkommt kann man ihn deshalb auch nicht zu sich nehmen. Dadurch ist es eher nicht möglich sich mit Strom zu vergiften.

Jedoch könnte man unter einer Stromvergiftung verstehen, dass man beispielsweise eine Batterie (welche eigentlich eine Stromquelle ist) etc. gegessen hat welche zur einer Vergiftung führen kann.

Ein anderer Grund dafür ist, dass wenn man einen Stromschlag kriegt der Strom das Nervensystem elektrochemisch anspannt, indem er Ionen immer in dieselbe Richtung schiebt das nach einer langen Zeitspanne lebensbedrohlich ist. Nervenzellen besitzen so genannte Ionenpumpen die erforderlich sind, um das Membranpotential der Zellen gegenüber ihrer Umgebung aufrecht zu erhalten.Wenn noch zusätzlich ein elektrisches Feld durch eine elektrische Spannung hervorgerufen wird und diese Zellen angreift, dann müssen die Ionenpumpen notfalls mehr leisten was zur einer Vergiftung führen kann.

Ein Stromschlag kann aber auch z.B. folgende Schäden verursachen:

- Verbrennung

-Herzrhythmusstörungen

-Tod


Ein Membranpotentialist die elektrische Spannung über eine elektrochemische Doppelschicht.

Kommentar von zimyourdrexmz ,

Ja! Jeztz habe ich das verstanden! Danke :D

Kommentar von NoHumanBeing ,

Bitte! :-)

Kommentar von zimyourdrexmz ,

Du hast mir wirklich sehr geholfen, Dankeschön!!!!! :D

Kommentar von NoHumanBeing ,

..

Kommentar von NoHumanBeing ,

Streich das mit der Batterie und den Ionenpumpen. Ersteres ist nicht gemeint, letzteres führt zu weit (und ist in der Formulierung auch nicht ganz richtig).

Mmh, irgendwie landet der Kommentar nicht dort, wo ich ihn haben möchte. ;-)

Antwort
von Herb3472, 58

Ich denke, diese Stelle solltest Du noch einmal durchlesen. Und vielleicht setzt Du dazu eine Brille auf?!

Kommentar von zimyourdrexmz ,

Darüber hat sich auch unserer Physik Lehrer gewundert. Und nein danke brauche ich nicht meine Augen sind gut :)

Antwort
von Firas2, 78

Ich glaube du meinst eine Batterie beim verschlucken

Kommentar von zimyourdrexmz ,

Das habe ich mir auch dabei gedacht. Danke!

Kommentar von Firas2 ,

Ich hab das eigentlich als Schrez gemeint. Ich würde auf die nächste Antwort warten.

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