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[转帖]电导率的测量与相关参数

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[转帖]电导率的测量与相关参数

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。

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。
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               0.055us/cm   18.2MΩ
电厂锅炉水            1.0us/cm    1MΩ
城市用水             50us/cm     0.02Ω
海水               53mS/cm     20Ω
31.0% HNO3 31.0% 硝酸     865mS/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{1 + α(t-tcal)}
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
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。


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