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电导率的概念及电导率仪测量原理


电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律,电导率(G)-电阻(R)的倒数,由导体本身决定的。电导率的基本单位是西门子(S),原来被称为欧姆。因为电导池的几何形状影响电导率值,标准的测量中用单位电导率S/cm来表示,以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率(C)简单的说是所测电导率(G)与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度,A为极板的面积。
 
 
        水溶液的电导率直接和溶解固体量浓度成正比,而且固体量浓度越高,电导率越大。电导率和溶解固体量浓度的关系近似表示为:1.4 μS/cm=1ppm或2 μS/cm=1 ppm(每百万单位CaCO3)。利用电导率仪或总固体溶解量计可以间接得到水的总硬度值,如前述,为了近似换算方便,1 μs/cm电导率 = 0.5 ppm硬度。电导率是物质传送电流的能力,与电阻值相对,单位Siemens/cm (S/cm),该单位的10-6以μS/cm表示,10-3时以mS/cm表示。但是需要注意:(1)以电导率间接测算水的硬度,其理论误差约20-30 ppm;(2)溶液的电导率大小决定分子的运动,温度影响分子的运动,为了比较测量结果,测试温度一般定为20℃或25℃;(3)采用试剂检测可以获取比较准确的水的硬度值。
 
        水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定关系。当它们的浓度较低时,电导率随浓度的增大而增加,因此,该指标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。不同类型的水有不同的电导率。新鲜蒸馏水的电导率为0.2-2 μS/cm,但放置一段时间后,因吸收了CO2,增加到2-4 μS/cm;超纯水的电导率小于0.10 /μS/cm;天然水的电导率多在50-500 μS/cm之间,矿化水可达500-1000 μS/cm;含酸、碱、盐的工业废水电导率往往超过10000 μS/cm;海水的电导率约为30000 μS/cm。
 
        电极常数常选用已知电导率的标准氯化钾溶液测定。不同浓度氯化钾溶液的电导率(25℃)列于下表。溶液的电导率与其温度、电极上的极化现象、电极分布电容等因素有关,仪器上一般都采用了补偿或消除措施。
 
浓度(mol/L)
电导率(μS/cm)
0.0001
14.94
0.0005
73.90
0.001
147.0
0.005
717.8
0.01
1413
0.02
2767
0.05
6668
0.1
12900
           
 
        水样采集后应尽快测定,如含有粗大悬浮物质、油和脂,干扰测定,应过滤或萃取除去。