電導率測量

1．電導率的定義
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(jù)歐姆定律，電導率（G）--電阻（R）的倒數(shù)，是由電壓和電流決定的。
　　1　　I （amps） 
G =── =───── 
　　R　　E （volts） 
因為溶液中離子的電荷會加速電流的導通，所以溶液的電導率與溶液中的離子濃度成比例。
但是，某些溶液的電導率與離子濃度沒有直接的關系。右圖的曲線圖說明了兩種普通溶液電導率和離子濃度的關系。注意圖表中的線性關系是對于氯化鈉溶液來說而不是高濃度的硫酸。一些高濃度溶液離子的相互作用會改變這種線性關系。
2．測量單位
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(shù)（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。（見右圖）
C = G x （L/A）
如果電導池常數(shù)為1 cm-1 ，單位電導率與所測溶液的電導率相同。盡管電極的形狀各異，每一個電極都可以用相應的理論電導池表示。
盡管因為空間的限制我們把電導率具體為：μS或 mS，這一系列的單位應被理解為相應的單位電導率單位：μS/cm 或 mS/cm。
1μS/cm = 0.001 mS/cm = 0.000001 S/cm = 1μmho/cm
下表列出了三種不同電導池常數(shù)的*電導率范圍：
電導池常數(shù)　　*電導率（us/cm） 
0.1　　　　　0.5 to 400 
1.0　　　　　10 to 2000 
10.0　　　　 1000 to 200,000
 3. 電導儀的校正和電導池的維護 
電導儀和電導池在使用前用標準溶液校對。選擇一種zui接近所測溶液電導率的標準溶液。已經(jīng)極化的和弄臟的電極應重新鍍鉑或清洗，以恢復電導池的活性表面。大多數(shù)情況下，熱水加一些溫和的液體清潔劑是一種非常有效的清潔劑。大多數(shù)有機物可以很容易的用丙酮清潔，亞氯酸溶液可以去除藻類、細菌或霉菌。不要用研磨劑清理電極。
下表列出了一些常用溶液的電導率。
溶液　　　　 　　　　　　　　　　電導率　　　　 us/cm （電阻率） 
純水　　　　 　　　　　　　　　　0.055 us/cm　　 18.2MΩ 
電廠鍋爐水　 　　　　　　　　　　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. 電導率的溫度補償 
電導率測量是與溫度相關的。溫度對電導率的影響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 = 某一溫度（°C）下的電導率
Gtcal = 標準溫度（°C）下的電導率
α = 標準溫度（°C）下溶液的溫度系數(shù)
下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值，只要測量某個溫度范圍內(nèi)的電導率，并以溫度為縱軸繪出相應的電導率的變化曲線，與標準溫度相對應的曲線點為該溶液的α值。
溶液（25°C）　　　　 濃度　　　　 Alpha （α） 
鹽酸　　　　 　　　　10 wt%　　　　 1.56 
氯化鉀溶液　　　　 　　10 wt%　　　　 1.88 
硫酸　　　　 　　　　　50 wt%　　　　 1.93 
氯化鈉溶液　　　　 　　10 wt%　　　　 2.14 
氫氟酸　　　　 　　　　1.5 wt%　　　　 7.20 
硝酸　　　　 　　　　　31 wt%　　　　 31.0
目前市場上所銷售的所有電導儀都可以參照標準溫度（通常為25°C）進行調(diào)節(jié)的或自動溫度補償。大多數(shù)固定溫度補償?shù)碾妼x的α調(diào)節(jié)為2%/°C（近似25°C時氯化鈉溶液的α）。可調(diào)節(jié)溫度補償?shù)碾妼x可以把α調(diào)節(jié)到更加接近所測溶液的α。