DOC《电导率测量》

电导率测量 1.

电导率的定义 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,是由电压和电流决定的.

1 I (amps) G = = R E (volts) 因为溶液中离子的电荷会加速电流的导通,所以溶液的电导率与溶液中的离子浓度成比例. 但是,某些溶液的电导率与离子浓度没有直接的关系.右图的曲线图说明了两种普通溶液电导率和离子浓度的关系.注意

图表中的线性关系是对于氯化钠溶液来说而不是高浓度的硫酸.一些高浓度溶液离子的相互作用会改变这种线性关系. 2.测量单位 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.(见右图) C = G x (L/A) 如果电导池常数为1 cm-1 ,单位电导率与所测溶液的电导率相同.尽管电极的形状各异,每一个电极都可以用相应的理论电导池表示. 尽管因为空间的限制我们把电导率具体为:μS或mS,这一系列的单位应被理解为相应的单位电导率单位:μS/cm 或mS/cm. 1μS/cm = 0.001 mS/cm = 0.000001 S/cm = 1μmho/cm 下表列出了三种不同电导池常数的最佳电导率范围: 电导池常数 最佳电导率(us/cm) 0.1 0.5 to

400 1.0

10 to

2000 10.0

1000 to 200,000 3. 电导仪的校正和电导池的维护 电导仪和电导池在使用前用标准溶液校对.选择一种最接近所测溶液电导率的标准溶液.已经极化的和弄脏的电极应重新镀铂或清洗,以恢复电导池的活性表面.大多数情况下,热水加一些温和的液体清洁剂是一种非常有效的清洁剂.大多数有机物可以很容易的用丙酮清洁,亚氯酸溶液可以去除藻类、细菌或霉菌.不要用研磨剂清理电极. 下表列出了一些常用溶液的电导率. 溶液 电导率 us/cm (电阻率) 纯水 0.055 us/cm 18.2MΩ 电厂锅炉水 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. 电导率的温度补偿 电导率测量是与温度相关的.温度对电导率的影响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 = 某一温度(°C)下的电导率 Gtcal = 标准温度(°C)下的电导率 α = 标准温度(°C)下溶液的温度系数 下表列出了常用溶液的α值.要得到其他溶液的α值,只要测量某个温度范围内的电导率,并以温度为纵轴绘出相应的电导率的变化曲线,与标准温度相对应的曲线点为该溶液的α值. 溶液(25°C) 浓度 Alpha (α) 盐酸

10 wt% 1.56 氯化钾溶液

10 wt% 1.88 硫酸

50 wt% 1.93 氯化钠溶液

10 wt% 2.14 氢氟酸 1.5 wt% 7.20 硝酸

31 wt% 31.0 目前市场上所销售的所有电导仪都可以参照标准温度(通常为25°C)进行调节的或自动温度补偿.大多数固定温度补偿的电导仪的α调节为2%/°C(近似25°C时氯化钠溶液的α).可调节温度补偿的电导仪可以把α调节到更加接近所测溶液的α.