電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)率測量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(jù)歐姆定律,電導(dǎo)率(G)--電阻(R)的倒數(shù),由導(dǎo)體本身決定的。電導(dǎo)率的基本單位是西門子(S),原來被稱為歐姆。因為電導(dǎo)池的幾何形狀影響電導(dǎo)率值,標(biāo)準(zhǔn)的測量中用單位電導(dǎo)率S/cm來表示,以補償各種電極尺寸造成的差別。單位電導(dǎo)率(C)簡單的說是所測電導(dǎo)率(G)與電導(dǎo)池常數(shù)(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。水溶液的電導(dǎo)率直接和溶解固體量濃度成正比,而且固體量濃度越高,電導(dǎo)率越大。電導(dǎo)率和溶解固體量濃度的關(guān)系近似表示為:1.4μS/cm=1ppm或2μS/cm=1ppm(每百萬單位CaCO3)。利用電導(dǎo)率儀或總固體溶解量計可以間接得到水的總硬度值,如前述,為了近似換算方便,1μs/cm電導(dǎo)率=0.5ppm硬度。電導(dǎo)率是物質(zhì)傳送電流的能力,與電阻值相對,單位Siemens/cm(S/cm),該單位的10-6以μS/cm表示,10-3時以mS/cm表示。電導(dǎo)率儀是適用于精密測量各種液體介質(zhì)的儀器設(shè)備。濟(jì)南電廠電導(dǎo)率電極
純水的電導(dǎo)率即使在純水中也存在著H+和OH-兩種離子,經(jīng)常說,純水是電的不良導(dǎo)體,但是嚴(yán)格地說水仍是一種很弱的電解質(zhì),它存在如下的電離平衡:H2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH-其平衡常數(shù):KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14式中KW稱為水的離子積[H+]2=[OH-]2=10-14∴[H+]2=[OH-]2=10-7lH2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/已知水的密度d25℃/H2O=0.9970781cm3故原有假設(shè)為1的水分離子濃度只能達(dá)到0.99707。實際上是0.99707份額的水離解成0.99707.10-7的[H+]和[OH-],那么離解后的[H+]和[OH-]電導(dǎo)率的總和KH2O用下式求出:KH2O=CM/1000λH2O=(0.99707.10-7/1000).548.42=0.05468μS.cm-1≈0.054μS.cm-1∴ρH2O=1/KH2O=1/0.05468×10-9=18.29(MΩ.cm)≈18.3(MΩ.cm)由水的離子積為10-14可推算出理論上的高純水的極限電導(dǎo)為0.0547μS.cm-1,電阻為18.3MΩ.cm(25℃)。水的電導(dǎo)率的溫度系數(shù)在不同電導(dǎo)率范圍有不同的溫度系數(shù)。對于常用的1μS.cm-1的蒸餾水而言大約為+2.5%-1。濟(jì)南電廠電導(dǎo)率電極儀器測量后顯示的值已折算到25℃測量值,如不需補償拔去溫度電極儀器顯示25℃,測量的值就是溶液的電導(dǎo)值。
電導(dǎo)率受溫度的影響很大。當(dāng)樣品的溫度升高時,樣品的粘度會下降,從而導(dǎo)致離子的移動性提高。因此,即使離子濃度有可能保持恒定,但是檢測到的樣品電導(dǎo)率也會上升。在純水中,由于溫度會對水解離產(chǎn)生影響,因此離子濃度也會增加。這進(jìn)一步證明了電導(dǎo)率會隨著溫度發(fā)生變化。因此,必須對每一個電導(dǎo)率結(jié)果指定溫度或者進(jìn)行溫度補償,通常補償至行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)溫度(即:25°C)。例如,在20°C條件下,0.01摩爾氯化鉀的電導(dǎo)率為1278μS/cm,而在25°C時變?yōu)?413μS/cm。經(jīng)常會使用電導(dǎo)率測量化學(xué)物質(zhì)濃度,因此讀數(shù)會參考或者被補償至參比溫度,這樣可將不同溫度條件下的測量結(jié)果同標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較。由于不同樣品,尤其是純水受溫度影響的程度不同,因此已開發(fā)了不同方法應(yīng)對這些效應(yīng)。
你知道電導(dǎo)率可以用來推斷其他的測量值嗎?
下列測量項目都是通過間接測量方法得到的,這是由您使用的電表通過轉(zhuǎn)換因子轉(zhuǎn)換電導(dǎo)率讀數(shù),從而獲得所需單位的測量值。
溶解性總固體 (TDS) 有一種測量項目TDS (溶解性總固體),此項目測量的是溶液中溶解物的量,包括有機(jī)的和無機(jī)的,結(jié)果為mg/L或g/L。TDS真正的測量方法是重量法測量。而溶液的電導(dǎo)率讀數(shù)和溶液中溶解的離子濃度直接相關(guān),每種水溶液都具有一個獨特的轉(zhuǎn)換系數(shù),該系數(shù)是由已知物質(zhì)的TDS值除以相同物質(zhì)的電導(dǎo)率測量值得到。TDS值常用的一個系數(shù)是2μS/cm=1 ppm(以CaCO3計)表示為1 mg/L TDS。
鹽度電導(dǎo)率的測量只能用于準(zhǔn)確測定海水等樣品的鹽度。所有鹽度標(biāo)度都是指海水的鹽度,有三種常用的的海水鹽度標(biāo)度分別為:1. Practical Salinity Scale (PSU): 由LHG教科文組織于1978年建立,以0 - 42為單位測量海水鹽度。這個刻度是一個電導(dǎo)率比值,沒有任何相關(guān)的單位。2. Percent Scale (%): 此刻度以0至400%為刻度,100%為海水鹽度。3. Natural Salinity Scale: LHG教科文組織在1966年定義了這個尺度,并以0-80ppt的尺度測量鹽度。 電導(dǎo)率電極包括電導(dǎo)率測量和溫度補償兩個測量部分,根據(jù)電導(dǎo)率電極類型的不同,電導(dǎo)池類型也有四種。
使用儀表和探頭的傳統(tǒng)電導(dǎo)率分析方法雖然符合要求,但會帶來可靠性和效率方面的問題。例如,儀表和探頭分析需要分析人員每次手動將一個樣品引入探頭中。這就會造成樣品不必要地暴露于大氣CO2中,導(dǎo)致結(jié)果超出第1階段的限定值??紤]到樣品處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化相關(guān)的問題,這種方法也缺乏自動化,并且無法獲得除電導(dǎo)率以外的數(shù)據(jù)。此外,實驗室手動檢測方法可能需要分析人員數(shù)小時時間。另一種檢測電導(dǎo)率的方法是使用帶有在線電導(dǎo)率池的分析儀。與其他實驗室方法相比,此分析方法可提高分析效率和樣品可靠性。
例如,一些分析儀可實現(xiàn)在一個樣品瓶中對TOC和電導(dǎo)率同時進(jìn)行檢測。一次生成兩個數(shù)據(jù)點的同時簡化了取樣資源。通過使用自動進(jìn)樣器和軟件,可以很大限度地提高效率,在任何給定的時間內(nèi)管理60多個樣品和標(biāo)準(zhǔn)品,完成自動分析、確保數(shù)據(jù)安全、實現(xiàn)審計追蹤和可配置的報告。通過自動同時進(jìn)行第1階段電導(dǎo)率和TOC檢測,實驗室在改進(jìn)樣品處理和數(shù)據(jù)管理的同時實現(xiàn)了極大的效率提升。 它能夠提供三個量程并具有量程自動選擇功能,能夠在檢測時自動選擇為合適的量程。梅特勒電導(dǎo)率電極保質(zhì)期
四電極電導(dǎo)率儀電極的優(yōu)點是可以避免電極極化帶來的測量誤差,在國外的實驗式和在線式電導(dǎo)率儀上較多使用。濟(jì)南電廠電導(dǎo)率電極
無論使用何種方法(手動儀表和探頭或在線分析儀),USP和其他藥典都要求進(jìn)行電導(dǎo)池常數(shù)確認(rèn)。沒有明確說明濃度或頻率,但必須以某種頻率進(jìn)行確認(rèn)。許多因素都會導(dǎo)致電導(dǎo)率不穩(wěn)定,原因之一就是大氣中的CO2。對于低濃度的標(biāo)準(zhǔn)品,由于大氣中CO2吸收和解吸等原因,標(biāo)準(zhǔn)品結(jié)果更有可能出現(xiàn)誤報,從而導(dǎo)致測量值出現(xiàn)意外偏差。雖然高濃度的標(biāo)準(zhǔn)品無法避免CO2溶解的影響,但當(dāng)使用具有更高電導(dǎo)率水平的標(biāo)準(zhǔn)品時,藥典驗收標(biāo)準(zhǔn)±2%更能說明儀器的實際性能。
濟(jì)南電廠電導(dǎo)率電極