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電導率測量

來源:上海麗唐環(huán)??萍加邢薰?   2010年07月13日 13:57  

 

電導率測量

 

 

 

   
1.電導率的定義

電導率是物體傳導電流的能力。儀的測量原理是將兩塊平行的極板,放到被測溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(通常為正弦波電壓),然后測量極板間流過的電流。根據歐姆定律,電導率(G)--電阻(R)的倒數,是由電壓和電流決定的。
  1  I (amps) 
G =── =───── 
  R  E (volts) 

因為溶液中離子的電荷會加速電流的導通,所以溶液的電導率與溶液中的離子濃度成比例。

但是,某些溶液的電導率與離子濃度沒有直接的關系。右圖的曲線圖說明了兩種普通溶液電導率和離子濃度的關系。注意圖表中的線性關系是對于氯化鈉溶液來說而不是高濃度的硫酸。一些高濃度溶液離子的相互作用會改變這種線性關系。

2.測量單位

電導率的基本單位是西門子(S),原來被稱為歐姆。因為電導池的幾何形狀影響電導率值,標準的測量中用單位電導率S/cm來表示,以補償各種電極尺寸造成的差別。單位電導率(C)簡單的說是所測電導率(G)與電導池常數(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長度,A為極板的面積。(見右圖)

C = G x (L/A)

如果電導池常數為1 cm-1 ,單位電導率與所測溶液的電導率相同。盡管電極的形狀各異,每一個電極都可以用相應的理論電導池表示。

盡管因為空間的限制我們把電導率具體為:μS或 mS,這一系列的單位應被理解為相應的單位電導率單位:μS/cm 或 mS/cm。

1μS/cm = 0.001 mS/cm = 0.000001 S/cm = 1μmho/cm

下表列出了三種不同電導池常數的*電導率范圍:

電導池常數  *電導率(us/cm) 
0.1     0.5 to 400 
1.0     10 to 2000 
10.0     1000 to 200,000

3. 電導儀的校正和電導池的維護 
電導儀和電導池在使用前用標準溶液校對。選擇一種zui接近所測溶液電導率的標準溶液。已經極化的和弄臟的電極應重新鍍鉑或清洗,以恢復電導池的活性表面。大多數情況下,熱水加一些溫和的液體清潔劑是一種非常有效的清潔劑。大多數有機物可以很容易的用丙酮清潔,亞氯酸溶液可以去除藻類、細菌或霉菌。不要用研磨劑清理電極。

下表列出了一些常用溶液的電導率。

溶液               電導率     us/cm (電阻率) 
純水               0.055 us/cm   18.2MΩ 
電廠鍋爐水            1.0 us/cm    1 MΩ 
城市用水             50us/cm     0.02 Ω 
海水               53 mS/cm     20Ω
31.0% HNO3 31.0% 硝酸        865 mS/cm     1Ω

4. 電導率的溫度補償 
是與溫度相關的。溫度對電導率的影響程度依溶液的不同而不同,可以用下面的公式求得。

Gt = Gtcal

其中:

Gt = 某一溫度(°C)下的電導率

Gtcal = 標準溫度(°C)下的電導率

α = 標準溫度(°C)下溶液的溫度系數

下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值,只要測量某個溫度范圍內的電導率,并以溫度為縱軸繪出相應的電導率的變化曲線,與標準溫度相對應的曲線點為該溶液的α值。

溶液(25°C)     濃度     Alpha (α) 
鹽酸         10 wt%     1.56 
氯化鉀溶液       10 wt%     1.88 
硫酸          50 wt%     1.93 
氯化鈉溶液       10 wt%     2.14 
氫氟酸         1.5 wt%     7.20 
硝酸          31 wt%     31.0

目前市場上所銷售的所有電導儀都可以參照標準溫度(通常為25°C)進行調節(jié)的或自動溫度補償。大多數固定溫度補償的電導儀的α調節(jié)為2%/°C(近似25°C時氯化鈉溶液的α)??烧{節(jié)溫度補償的電導儀可以把α調節(jié)到更加接近所測溶液的α。

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