电导率是溶液导电的能力。仪表测电导的原理很简单,在样品溶液内放入两个盘片(电导片),在两个盘片上加一个电压就能测出电流。一般来说,电压是正弦波形式的。电导率是由欧姆公式根据电压和电流值确定的:
由于溶液内离子的电荷有助于导电,因此溶液的电导率和其离子浓度成正比。
注:有些溶液的电导率可能同浓度没有直接关联;离子间的相互作用可改变电导率和浓度之间的线性关系,在一些如硫酸之类的高浓度溶液内尤其如此。
电导测量的基本单位是SIEMENS(S)。由于电导片的几何形状会影响到电导值,所以标准化的测量是用特定的电导单位(S/cm)来补偿电极尺寸的不同。对多数溶液来说,这一测量单位太大,因此一般用μS或mS。对应于具体电阻系数(R=1/C)的单位是ohm-cm,Khm-cm和Mohm-cm。一般情况下,超纯水用户倾向于使用Mohm-cm或Khm-cm,因为这一级别的单位可以将测量尺度拉伸到他们感兴趣的测量范围内。在这些测量场合下,电导率和杂质几乎成直接的关系,低浓度下尤其如此,因此电导读数上升表明溶液内杂质也在上升。电导率测量的弱点是因为不是特定离子浓度的测量,无法将各种不同的离子区分开,而读数是和被测溶液内所有离子的总和成正比的。
多数的电导电极只有2个盘片,通常由铂金或碳(石墨)做成。4盘片(牛眼式)设计可使测纯水时精度更高。
用途
由于电导率在多数情况下和溶液内离子的浓度成正比,因此通过测电导很容易确定溶液内总的溶解固体的浓度及溶液的盐度。常见的应用场合为:
锅炉排污
脱盐作用
逆渗透
盐度测量
水/废水处理
电导片
每一支电导电极的电导片都有具体的电导常量(K),用来确定电导率(C)。
C=电导率读数×电导常量(K)
电导常量(K)是电极间距除以电极面积后的数值,因此,一立方厘米液体的电导常量为:
温度补偿
所有的电导测量都受温度影响,影响的程度各溶液不尽相同,可以通过电极内的热敏电阻和温补仪表进行补偿。
电导仪表的校正和电导池的保养
电导仪表和电导池应在标准电导溶液内校正。选择标准溶液很重要,必须选择和待测溶液电导率类似的标准液,为了确保正确操作,最好再选另一标准液来准确标定。
一些常见溶液的电导率如下:
已极化或弄脏的电极必须进行清洗恢复其电导池的活性表面,加温的洗涤剂水可有效清洗,丙酮可轻易清除多数的有机物,次氯酸溶液可清除藻类、细菌或霉菌。为防止电导池受损,不可用磨损性或尖锐物体清洗电极,棉花球也可用于清洗。