電導率是物質傳送電流的能力,是電阻率的倒數。在液體中常以電阻的倒數——電導來衡量其導電能力的大小。水的電導是衡量水質的一個很重要的指標。它能反映出水中存在的電解質的程度。根據水溶液中電解質的濃度不同,則溶液導電的程度也不同。通過測定溶液的導電度來分析電解質在溶解中的溶解度。這就是電導儀的基本分析方法。
溶液的電導率與離子的種類有關。同樣濃度電解質,它們的電導率也不一樣。通常是強酸的電導率**大,強堿和它與強酸生成的鹽類次之,而弱酸和弱堿的電導率**小。因此,通過對水的電導的測定,對水質的概況就有了初步的了解。
電導率
電阻率的倒數即稱之為電導率L。在液體中常以電阻的倒數——電導來衡量其導電能力的大小。電導L的計算式如下式所示:
L=l/R=S/l
電導的單位用姆歐又稱西門子。用S表示,由于S單位太大。常采用毫西門子,微西門子單位1S=103mS=106μS。
電導率含義詳解
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電導率是物體傳導電流的能力。電導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。根據歐姆定律 ,電導率(G)--電阻(R)的倒數,由導體本身決定的。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。
水溶液的電導率直接和溶解固體量濃度成正比,而且固體量濃度越高,電導率越大。電導率和溶解固體量濃度的關系近似表示為:1.4μS/cm=1ppm或2μS/cm=1ppm(每百萬單位CaCO3)。利用
電導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電導率=0.5ppm硬度。電導率是物質傳送電流的能力,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。但是需要注意:(1)以電導率間接測算水的硬度,其理論誤差約20-30ppm(2)溶液的電導率大小決定分子的運動,溫度影響分子的運動,為了比較測量結果,測試溫度一般定為20℃或25℃(3)采用試劑檢測可以獲取比較準確的水的硬度值。
水的電導率與其所含無機酸、堿、鹽的量有一定關系。當它們的濃度較低時,電導率隨濃度的增大而增加,因此,該指標常用于推測水中離子的總濃度或含鹽量。不同類型的水有不同的電導率。新鮮蒸餾水的電導率為0.2-2μS/cm,但放置一段時間后,因吸收了CO2,增加到2—4μS/cm;超純水的電導率小于0.10/μS/cm;天然水的電導率多在50—500μS/cm之間,礦化水可達500—1000μS/cm;含酸、堿、鹽的工業廢水電導率往往超過10000μS/cm;海水的電導率約為30000μS/cm。
電極常數常選用已知電導率的標準氯化鉀溶液測定。不同濃度氯化鉀溶液的電導率(25℃)列于下表。溶液的電導率與其溫度、
電極上的極化現象、電極分布電容等因素有關,儀器上一般都采用了補償或消除措施。
電導率儀的電極更換與清洗
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使用完
電導率儀后,用清水潤洗,并避免接觸有機溶劑,摔落或劇烈震蕩都可能導致儀器失靈或損壞。
A 操作溫度
溶液溫度超過1600F/710C時,不能進行測量,否則要損壞儀器.當環境溫度低于00C時,pH電極可能會損壞,千萬注意,不要超出規定溫度范圍.把儀器存放在熱源附近或在天氣炎熱的情況下,溫度很容易達到或超過1500F,這將導致儀器測量不準。
B 電池的更換
擦干儀器表面,擰開后面四顆螺絲,小心打開后蓋,移走后蓋,把電池取下,并換上新的9V堿性電池,蓋上后蓋,擰緊螺絲。
注:因為已安裝了不可擦除可讀存儲器,即使電源斷電或更換電池的過程中,存儲在記憶器中的記錄數據和校正更改設置并不會消失。
C pH/ORP電極更換
電極型號RPR,訂貨時請確認儀器型號和序列號,以確保選擇正確的電極型號,每臺儀器都配有相應的電極型號。
D 電極清洗
1)電導/TDS/電阻
電導池盡可能保持干凈,用足量干凈水沖洗電極池可防止雜物聚集在電極上,但是很贓的溶液尤其是含鱗狀顆粒的溶液,很容易在電池中沉淀形成薄膜,這降低了測試的精確度,一旦形成油膜或有臟物沉積在電極上,就用普通的無腐蝕清洗劑清洗,并用清水潤洗干凈,就可以準確測試了。
2)pH/ORP
中性的pH/ORP電極是用**材質做成的,通過多孔電極泡表面與試樣接觸,不能處于干燥狀態,如果電極池干了,立即用像WindexTM或FantastTM這樣的液體噴霧器,清洗電極池并潤洗,有時電極還可以恢復活性,不能擦洗或抹拭電極。#p#分頁標題#e#
也可使用以下方法:
a、 加入熱(600C)的鹽溶液,**好是熱的KCl溶液,或用飽和NaCl溶液,并冷卻**常溫,重新校正測量。
b、 加入DL水并浸泡時間不要超過4個小時,(時間太長,可能導致溶解率降低或破壞玻璃電極)并重新校正測試。
出現漂移現象可能是由于在pH電極上產生了一層薄膜,噴灑WindexTM或FantastTM清洗液,并潤洗。注意電極泡很脆弱,所以不能擦洗或抹拭pH/ORP電極。
當pH值(堿性)很高的溶液長時間放在pH電極池中也會損壞電極,測試完后立即傾倒出此溶液,并用MYRONL存儲液(KCl,pH=4的緩沖溶液或飽和鹽溶液,視用戶自身情況而定)潤洗再加滿電極池,蓋上保護蓋存儲。
含氯根,硫酸根和NH4-N的溶液也可能對pH電極造成損壞,如要測試此類溶液的pH值,建議在測試完后,迅速用清水潤洗,再用存儲液潤洗并保存,很多樣品所含的成份均對銀有還原作用,所以很多物質,尤其是氰化物很容易損壞電極。
電導儀及電導率儀的簡介
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純水的電導率
溶液的電導率與離子的種類有關。同樣濃度電解質,它們的電導率也不一樣。通常是強酸的電導率**大,強堿和它與強酸生成的鹽類次之,而弱酸和弱堿的電導率**小。因此,通過對水的電導的測定,對水質的概況就有了初步的了解。
液體的電導僅說明溶液的導電性能與幾何尺寸間的關系,未體現出溶液濃度與電性能的關系。為了能區分各種介質組成溶液的導電性能,必須在電導率的要* 引入濃度的關系,這就提出了當量電導的概念。所謂的當量電導就是指把1g當量電解質的溶液全部置于相距為1cm的兩板間的溶液的電導,符號“λ”。由于在電導率的基礎上引入了濃度的概念。因此各種水溶液的導電來表示和比較了。在水質監測中,一般通過對溶液電導的測量可掌握水中所溶解的總無機鹽類的濃度指標。
式中KW稱為水的離子積
電導率是物質傳送電流的能力,是電導率儀的倒數。在液體中常以電阻的倒數――電導來衡量其導電能力的大小。水的電導是衡量水質的一個很重要的指標。它能反映出水中存在的電解質的程度。根據水溶液中電解質的濃度不同,則溶液導電的程度也不同。通過測定溶液的導電度來分析電解質在溶解中的溶解度。這就是電導儀的基本分析方法。
在水質監測中,一般通過對溶液電導的測量可掌握水中所溶解的總無機鹽類的濃度指標。
即使在純水中也存在著H+和OH-兩種離子,經常說,純水是電的不良導體,但是嚴格地說水仍是一種很弱的電解質,它存在如下的電離平衡:
KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14
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為0.0547μS.cm-1,電阻為18.3MΩ.cm(25℃)。
當量電導
溫度對電導的影響
電導的溫度系數
=18.29(MΩ.cm)≈18.3(MΩ.cm)
所謂的當量電導就是指把1g當量電解質的溶液全部置于相距為1cm的兩板間的溶液的電導,符號"λ"。由于在電導率的基礎上引入了濃度的概念。因此各種水溶液的導電來表示和比較了。
電阻率的倒數即稱之為電導率L。在液體中常以電阻的倒數――電導來衡量其導電能力的大小。電導L的計算式如下式所示:L=l/R=S/l
H2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH-
電導率是物質傳送電流的能力,是電阻率的倒數。在液體中常以電阻的倒數――電導來衡量其導電能力的大小。水的電導是衡量水質的一個很重要的指標。它能反映出水中存在的電解質的程度。根據水溶液中電解質的濃度不同,則溶液導電的程度也不同。通過測定溶液的導電度來分析電解質在溶解中的溶解度。這就是電導儀的基本分析方法。
電導率的定義
已知水的密度d25℃/H2O=0.9970781cm3
水的電導率的溫度系數在不同電導率范圍有不同的溫度系數。對于常用的1μS.cm-1的蒸餾水而言大約為+2.5%-1。
3.電導率的定義
溶液的電導率與離子的種類有關。同樣濃度電解質,它們的電導率也不一樣。通常是強酸的電導率**大,強堿和它與強酸生成的鹽類次之,而弱酸和弱堿的電導率**小。因此,通過對水的電導的測定,對水質的概況就有了初步的了解。電導率 電阻率的倒數即稱之為電導率L。在液體中常以電阻的倒數――電導來衡量其導電能力的大小。電導L的計算式如下式所示: L=l/R=S/l電導的單位用姆歐又稱西門子。用S表示,由于S單位太大。常采用毫西門子,微西門子單位1S=103mS=106μS。#p#分頁標題#e#
對于大多數離子,電導率的溫度系數大約為+1.4%℃-1~3%℃-1對于H+和OH-離子,電導率溫度系數分別為1.5%℃-1和 1.8%℃-1,這個數值相對于電導率測量的準確度要求,一般為1%或優于1%,是不容忽視的。
1.當量電導
[H+]2=[OH-]2=10-14
溶液的電阻是隨溫度升高而減小,即溶液的濃度一定時,它的電導率隨著溫度的升高而增加,其增加的幅度約為2%℃-1。另外同一類的電解質,當濃度不同時,它的溫度系數也不一樣。在低濃度時,電導率的溫度之間的關系用下式表示:L1=L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)2]由于第二項β(t-t0)2之值較小,可忽略不計。在低溫時的電導率與溫度的關系可用以下近似值L1=L0[1+α(t-t0)]表示,因此實際測量時必須加入溫度補償。
電導率
=0.05468μS.cm-1≈0.054μS.cm-1
溶液的電阻是隨溫度升高而減小,即溶液的濃度一定時,它的電導率隨著溫度的升高而增加,其增加的幅度約為2%℃-1。另外同一類的電解質,當濃度不同時,它的溫度系數也不一樣。在低濃度時,電導率的溫度之間的關系用下式表示: L1=L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)2]由于第二項β(t-t0)2之值較小,可忽略不計。在低溫時的電導率與溫度的關系可用以下近似值L1=L0[1+α(t-t0)]表示,因此實際測量時必須加入溫度補償。
其平衡常數:
∴[H+]2=[OH-]2=10-7
=(0.99707.10-7/1000).548.42
電導的單位用姆歐又稱西門子。用S表示,由于S單位太大。常采用毫西門子,微西門子單位1S=103mS=106μS。
∴ρH2O=1/KH2O=1/0.05468×10-9
lH2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2
液體的電導僅說明溶液的導電性能與幾何尺寸間的關系,未體現出溶液濃度與電性能的關系。為了能區分各種介質組成溶液的導電性能,必須在電導率的要* 引入濃度的關系,這就提出了當量電導的概念。
KH2O=CM/1000λH2O
故原有假設為1的水分離子濃度只能達到0.99707。實際上是僅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-]電導率的總和KH2O用下式求出:
2.溫度對電導的影響
電導率儀標準操作規程
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1 開機
1.1 電源線插入儀器電源插座,電導率儀器必須有良好接地!
1.2 按電源開關,接通電源,預熱30分鐘 后,進行校準。
2 校準
儀器使用前必須進行校準!
將“選擇”開關量程選擇開關旋鈕指向“檢查”,“常數”補償調節旋鈕指向“1”刻度線,“溫度”補償調節旋鈕指向“25”度線,調節“校準”調節旋鈕,使儀器顯示100.0μS/cm,**此校準完畢。
3 測量
3.1 在電導率測量過程中,正確選擇電導電極常數,對獲得較高的測量精度是非常重要的。可配用的常數為0.01、0.1、1.0、10四種不同類型的電導電極。用戶應根據測量范圍參照表1選擇相應常數的電導電極。
表1
測量范圍(μS/cm) 推薦使用電導常數的電極
0~2 0.01,0.1
2~200 0.1,1.0
200~2000 1.0
2000~20000 1.0,10
20000~200000 10
注:對常數為1.0、10類型的電導電極有“光亮”和“鉑黑”二種形式,鍍鉑電極習慣稱作鉑黑電極,對光亮電極其測量范圍為(0~300)μS/cm為宜。
3.2 電極常數的設置方法如下:
目前電導電極的電極常數為0.01、0.1、1.0、10四種不同類型,但每種類型電**體的電極常數值,制造廠均粘貼在每支電導電極上,根據電極上所標的電極常數值調節儀器面板“常數”補償調節旋鈕到相應的位置。
3.2.1 將量程選擇開關旋鈕指向“檢查”,“溫度”補償調節旋鈕指向“25”度線,調節“校準”調節旋鈕,使儀器顯示100.0μS/cm。
3.2.2 調節“常數”補償調節旋鈕使儀器顯示值與電極上所標數值一致。
3.2.2.1 電極常數為0.01025cm-1,則調節常數補償調節旋鈕使儀器顯示值為102.5。(測量值=讀數值×0.01)。
3.2.2.2 電極常數為0.01025cm-1,則調節常數補償調節旋鈕,使儀器顯示為102.5。(測量值讀數值×0.1)。
3.2.2.3 電極常數為1.025cm-1,則調節常數補償調節旋鈕,使儀器顯示為102.5。(測量值=讀數值×1)。
3.2.2.4 電極常數為10.25cm-1,則調節常數補償調節旋鈕,使儀器顯示為102.5。(測量值=讀數值×10)。
3.3 溫度補償的設置
3.3.1 調節儀器面板上“溫度”補償調節旋鈕,使其指向待測溶液的實際溫度值,此時,測量得到的將是待測溶液經過溫度補償后折算為25℃下的電導率值;
3.3.2 如果將“溫度”補償調節旋鈕指向“25”刻度線,那么測量的將是待測溶液在該溫度下未經補償的原始電導率值。#p#分頁標題#e#
3.4 常數、溫度補償設置完畢,應將量程選擇開關旋鈕,按表2置合適位置。當測量過程中,顯示值熄滅時,說明測量值超出量程范圍,此時,應切換量程選擇開關旋鈕**上一檔量程。
表2
序號 選擇開關位置 量程范圍(μS/cm) 被測電導率(μS/cm)
1 Ⅰ 0~20.0 顯示讀數×C
2 Ⅱ 20.0~200.0 顯示讀數×C
3 Ⅲ 200.0~2000 顯示讀數×C
4 Ⅳ 2000~20000 顯示讀數×C
注:C為電導電極常數值
例:當電極常數為0.01時,C=0.01;
當電極常數為0.1時,C=0.1;
當電極常數為1.0時,C=1.0;
當電極常數為10時,C=10;
4 注意事項
4.1 在測量高純水時應避免污染,**好采用密封、流動的測量方式。
4.2 因溫度補償系采用固定的2%的溫度系數補償的,故對高純水測量盡量采用不補償方式進行測量后查表。
4.3 為確保測量精度,電極使用前應用于小0.5μS/cm的蒸餾水(或去離子水)沖洗二次,然后用被測試樣沖洗三次方可測量。
4.4 電極插頭座**防止受潮,以造成不必要的測量誤差。
4.5 電極應定期進行常數標定。
電導電極的種類及用途
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電導電極一般分為二電極式和多電極式兩種類型。
二電極式電導電極是目前G內使用**多的電導電極類型,實驗式二電極式電導電極的結構是將二片鉑片燒結在二平行玻璃片上,或圓形玻璃管的內壁上,調節鉑片的面積和距離,就可以制成不同常數值的電導電極。通常有K=1、K=5、K=10等類型。而在線電導率儀上使用的二電極式電導電極常制成圓柱形對稱的電極。當K=1時,常采用石墨,當K=0.1、0.01時,材料可以是不銹鋼或鈦合金。多電極式電導電極,一般在支持體上有幾個環狀的電極,通過環狀電極的串聯和并聯的不同組合,可以制成不同常數的電導電極。環狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鈦合金和鉑金。
電導電極還有四電極類型和電磁式類型。四電極電導電極的優點是可以避免電極極化帶來的測量誤差,在G外的實驗式和在線式電導率儀上較多使用。電磁式電導電極的特點是適宜于測量高電導率的溶液,一般用于工業電導率儀中,或利用其測量原理制成單組分的濃度計,如鹽酸濃度計、硝酸濃度計等。