Руководство по измерению электропроводности

Электропроводность измерили впервые более 100 лет назад, и до сих пор это свойство играет важную роль. Его широко используют в качестве аналитического параметра. Высокая надежность, малое время отклика и доступная цена оборудования — неоспоримые преимущества электропроводности как параметра контроля качества. Электропроводность — это неспецифическое свойство всех растворенных веществ (солей, кислот, оснований и некоторых органических веществ). Поэтому измерение электропроводности не может определить ионы различного типа. Считываемый сигнал пропорционален суммарному эффекту всех ионов в образце. Данный параметр важен для наблюдения за различными типами воды (чистая, питьевая, природная, техническая и т. д.) и других растворителей. Его также используют для определения концентраций проводящих химических соединений.

... узнайте больше в руководстве по теории измерения электропроводности ....

2.1. Электропроводность — основные сведения

Электропроводность — это способность вещества проводить электрический ток. Термин «проводимость» используется и в других областях (например, теплопроводимость). Для простоты в данном руководстве термин «проводимость» всегда используется для описания электропроводности.

Для переноса электричества в веществе необходимы заряженные частицы. Проводники можно разделить на две основные группы в зависимости от характера заряженных частиц. Проводники первой группы состоят из решетки атомов с внешней оболочкой электронов. Электроны в таком «электронном облаке» могут свободно отделяться от атома и переносить электричество через решетку, а значит, и через
вещество. К этой группе относятся металлы и графит, а также некоторые другие химические соединения.

Проводники второй группы называются ионными. В отличие от первой группы, движение тока здесь вызвано не свободно движущимися электронами, а ионами. Таким образом, перенос заряда в электролитах всегда связан с переносом вещества. Проводники второй группы состоят из электрически заряженных и подвижных ионов и называются электролитами. Возникновение ионизации

2.2. Определение электропроводности


Согласно закону Ома (1), напряжение (V) в растворе пропорционально протекающему току (I):

R — сопротивление (Ом);

V — напряжение (вольт, В);

I — ток (ампер, A).

Сопротивление (R) является коэффициентом пропорциональности и может быть вычислено с помощью измерения электрического тока, если известно напряжение:

.. узнайте больше в руководстве по теории измерения электропроводности ....

2.1. Электропроводность — основные сведения

2.2. Определение электропроводности

2.3.  Электропроводность растворов

2.3.1. Растворенные ионы

2.3.2. Самоионизация воды

2.4. Принцип измерения

2.5. Датчик электропроводности

2.5.1.  Кондуктометрическая ячейка с двумя электродами

2.5.2. Кондуктометрическая ячейка с четырьмя электродами

2.5.3. Материал

2.5.4. Выбор датчика

2.6.  Влияние температуры

2.6.1. Линейная температурная коррекция

2.6.2. Нелинейная коррекция

2.6.3. Чистая вода

2.6.4. Нет

2.7. Помехи при измерении электропроводности

2.7.1. Растворение газообразных веществ

2.7.2. Пузырьки воздуха

2.7.3. Покрытие поверхности электрода

2.7.4. Ошибки, связанные с формой: эффекты поля

Электропроводность измеряется в самых различных областях. Во второй части настоящего руководства рассказывается о множестве новых областей применения. Сначала описаны общие указания по проведению калибровки, проверки и измерений электропроводности, включая частный случай измерения низкой электропроводности. Также обсуждаются вопросы обслуживания и хранения датчиков электропроводности. В следующих разделах подробно описаны наиболее важные области применения измерений.

Все кондуктометры МЕТТЛЕР ТОЛЕДО помимо электропроводности могут проводить дополнительные измерения. В таблице 7 собраны режимы измерений, которые поддерживают приборы. Измерения общего содержания растворенных веществ, солености, зольности и содержания биоэтанола подробно описаны в разделе 3.6.

.. узнайте больше в руководстве по теории измерения электропроводности ....

3.1. Калибровка и проверка

3.2. Рекомендации по применению стандартных растворов

3.3. Измерение

3.4. Измерение низкой электропроводности

3.5. Техническое обслуживание и хранение

3.6. Применение в конкретных областях

3.6.1. Общее содержание растворенных веществ

3.6.2. Измерение концентрации

3.6.3. Соленость

3.6.4. Сверхчистая вода

3.6.5. Удельное сопротивление

3.6.6. Кондуктометрический метод определения зольности

3.6.7. Биоэтанол

Как правильно выбрать датчик?

Следующие критерии помогут подобрать нужный датчик:

1. Химическая устойчивость.

• Материал датчика и образец не должны вступать в химическую реакцию.

2. Тип конструкции.

• Двухконтактный датчик: подходит для измерений низкой электропроводности.
• Четырехконтактный датчик: подходит для измерений средней или высокой электропроводности.

3. Константа ячейки.

• Для низкой электропроводности подходит датчик с низкой константой ячейки (0,01–0,1 см-1)
  , для средней или высокой электропроводности нужен датчик с более высокой константой ячейки (0,5–1,0 см-1).

... узнайте больше в руководстве по теории измерения электропроводности ....

Выберите подходящий датчик электропроводности с помощью руководства по выбору датчиков МЕТТЛЕР ТОЛЕДО.

Переменный ток (AC) —  поток электрически заряженных частиц, который периодически меняет направление.

Анион —                               отрицательно заряженный ион.

Калибровка —                       эмпирическое определение константы ячейки путем измерения с помощью стандартного раствора.

Катион —                              положительно заряженный ион.

Константа ячейки K [см-1] —    теоретическая: K = l / A. Отношение расстояния между электродами (L) к эффективной площади
                                         поперечного сечения электролита между полюсами (А).
                                        Константа ячейки используется для пересчета значения электропроводности в удельную электропроводность и определяется путем калибровки.
                                        Разность между теоретическим и фактическим значением константы ячейки вызвана линиями поля.

Электропроводность G [S] —        способность вещества проводить электрический ток.

... узнайте больше в руководстве по теории измерения электропроводности ....

 

... узнайте больше в руководстве по теории измерения электропроводности ....

6.1. Коэффициенты температурной коррекции f₂₅ для нелинейной коррекции электропроводности

6.2. Температурные коэффициенты (α-значения) для стандартов удельной электропроводности МЕТТЛЕР ТОЛЕДО.

6.3. Коэффициенты преобразования электропроводности в общее содержание растворенных веществ