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电导率的定义与影响因素

发布时间:2020-11-10 阅读:46

电导率是物质传送电流的能力,是电阻率的倒数。在液体中常以电阻的倒数――电导来衡量其导电能力的大小。水的电导是衡量水质的一个很重要的指标。它能反映出水中存在的电解质的程度。根据水溶液中电解质的浓度不同,则溶液导电的程度也不同。通过测定溶液的导电度来分析电解质在溶解中的溶解度。这就是电导仪的基本分析方法。

溶液的电导率与离子的种类有关。同样浓度电解质,它们的电导率也不一样。通常是强酸的电导率zui大,强碱和它与强酸生成的盐类次之,而弱酸和弱碱的电导率zui小。因此,通过对水的电导的测定,对水质的概况就有了初步的了解。电导率 电阻率的倒数即称之为电导率L。在液体中常以电阻的倒数――电导来衡量其导电能力的大小。电导L的计算式如下式所示: L=l/R=S/l电导的单位用姆欧又称西门子。用S表示,由于S单位太大。常采用毫西门子,微西门子单位1S=103mS=106μS。

1.当量电导

液体的电导仅说明溶液的导电性能与几何尺寸间的关系,未体现出溶液浓度与电性能的关系。为了能区分各种介质组成溶液的导电性能,必须在电导率的要领 引入浓度的关系,这就提出了当量电导的概念。所谓的当量电导就是指把1g当量电解质的溶液全部置于相距为1cm的两板间的溶液的电导,符号“λ”。由于在电导率的基础上引入了浓度的概念。因此各种水溶液的导电来表示和比较了。在水质监测中,一般通过对溶液电导的测量可掌握水中所溶解的总无机盐类的浓度指标。

2.温度对电导的影响

溶液的电阻是随温度升高而减小,即溶液的浓度一定时,它的电导率随着温度的升高而增加,其增加的幅度约为2%℃-1。另外同一类的电解质,当浓度不同时,它的温度系数也不一样。在低浓度时,电导率的温度之间的关系用下式表示: L1=L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)2]由于第二项β(t-t0)2之值较小,可忽略不计。在低温时的电导率与温度的关系可用以下近似值L1=L0[1+α(t-t0)]表示,因此实际测量时必须加入温度补偿。

对于大多数离子,电导率的温度系数大约为+1.4%℃-1~3%℃-1对于H+和OH-离子,电导率温度系数分别为1.5%℃-1和 1.8%℃-1,这个数值相对于电导率测量的准确度要求,一般为1%或优于1%,是不容忽视的。
纯水的电导率
即使在纯水中也存在着H+和OH-两种离子,经常说,纯水是电的不良导体,但是严格地说水仍是一种很弱的电解质,它存在如下的电离平衡:
    H2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH-
   其平衡常数:
   KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14 
   式中KW称为水的离子积
    [H+]2=[OH-]2=10-14
    ∴[H+]2=[OH-]2=10-7
    lH2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2
    已知水的密度d25℃/H2O=0.9970781cm3
    故原有假设为1的水分离子浓度只能达到0.99707。实际上是仅0.99707份额的水离解成0.99707.10-7的[H+]和[OH-],那么离解后的[H+]和[OH-]电导率的总和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)
    由水的离子积为10-14可推算出理论上的高纯水的极限电导为0.0547μS.cm-1,电阻为18.3MΩ.cm(25℃)。
    水的电导率的温度系数在不同电导率范围有不同的温度系数。对于常用的1μS.cm-1的蒸馏水而言大约为+2.5%-1。



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