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电导率测量——理论指南

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此电导率指南的主要目的是宣传有关该分析技术的知识并帮助理解,以便获得更准确、可靠的结果。
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《电导率测量指南》——实验室环境中电导率应用的理论和实践



该指南提供了熟练掌握电导率测量所必需的所有重要的基础知识。 此外还探讨了影响测量和可能的误差源的所有重要因素。 本手册内容不仅讲解理论知识, 而且还包含大量实用性阐述,例如有关可靠校准和测量的逐步指导与指南以及特定应用的描述,还有一节提供了常见问题解答。

目录:

  • 电导率简介
  • 理论, 基本信息和定义
  • 较佳实践准则
  • 常见问题
  • 术语
  • 附录 (温度校正系数)

 

下载免费的《电导率测量理论指南》,了解准确无误的电导率测量的基础知识。 从我们的电化学专家处获取在实验室环境中日常工作的快捷技巧和提示。

预览《电导率测量理论指南》:

1. 电导率简介

电导率测量已有100多年历史,如今仍然是一个广为使用的重要分析参数。 由于具有可靠、灵敏、快速且设备成本相对低的特点,电导率成为有价值且易于使用的质量控制工具。 导电性是溶液中对所有溶解离子种类(盐、酸、碱和某些有机物)的非特定性总和参数。 这意味着该技术无法区别各种离子。 测量值与样品中所有离子的组合效应成正比。 因此,电导率测量是广泛适用于监控不同类型水(纯水、饮用水、天然水、工艺水等)及其他溶剂的重要工具。 它还用于测定具有导电性化学物质的浓度。

 

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2. 理论, 基本信息和定义

2.1 电导率 – 基本信息

导电性是衡量物质携带电流的能力。 传导性一词也可在其他场合中使用(例如:导热性)。 为简单起见,在此指南中,术语“电导率”始终从导电性意义上使用。

为了使电流通过物质,就需要有带电荷的粒子存在。 根据带电荷粒子的特性,可将导体分为两个主要组别。 第一组导体由一个带外电子层的原子晶格组成。 此“电子云”中的电子可自由地与其原子分离,并可通过晶格
或材料输电。 金属、石墨和一些化合物属于这一组。

第二组导体称作离子导体。 与第一组导体对比,电流由离子而非由自由移动的电子形成。 因此,电解液中的电荷转移始终与物质的传输相关。 第二组导体由带电和可移动的离子组成,称作电解液。 出现电离

2.2 电导率的定义


根据欧姆定律(1),溶液中的电压(V)与电流(I)成正比:

 

 

R = 电阻(欧姆,Ω)

V = 电压(伏特,V)

I = 电流(安培,A)

 

电阻(R)为比例常数,如果应用已知的电压,可通过测量电流的方式计算得到:

 

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2.1 电导率 – 基本信息

2.2 电导率定义

2.3  溶液的电导率

2.3.1 溶解离子

2.3.2 水的自电离

2.4 测量原理

2.5 电导率传感器

2.5.1  2环电导率电极

2.5.2 4环电导率电极

2.5.3 材料

2.5.4 选择合适的电极

2.6  温度效应

2.6.1 线性温度校正

2.6.2 非线性校正

2.6.3 纯水

2.6.4 无

2.7 电导率测量的干扰

2.7.1 气态物质溶解

2.7.2 气泡

2.7.3 电极表面涂层

2.7.4 几何形状相关错误 – 场效应

 

3. 较佳实践准则

在各种不同的应用中测量电导率。 该指南的第二部分提供大量的应用专门知识。 首先阐述用于校准、验证和电导率测量(其中包括低电导率测量的特殊场合)的一般操作模式。 此外,探讨了电导率电极的维护与存储。 在接下来的章节中,详细介绍较重要的应用。

所有的梅特勒托利多电导率仪都提供电导率测量及其他更多的测量模式。 表7提供电导率仪支持的测量模式概览。 章节3.6详细介绍TDS、盐度、电导灰分和生物乙醇测量。

 

电导率应用CHart
电导率应用CHart

 

 

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3.1 校准与检定

3.2 标准液使用技巧

3.3 测量

3.4 低电导率测量

3.5 维护与存储

3.6 特定应用

3.6.1 TDS

3.6.2 浓度测量

3.6.3 盐度

3.6.4 超纯水

3.6.5 电阻率

3.6.6 电导灰分

3.6.7 生物乙醇

4. 常见问题

如何选择合适的电极?


检查以下三个标准将有助于您选择合适的电极。


1. 化学稳定性:

  • 电极材料和样品之间绝不能出现化学反应。

2. 结构类型:

  • 2环电极: 低电导率测量的较佳选择
  • 4环电极: 中到高电导率测量的较佳选择


3. 电极常数:

  • 使用电极常数低(0.01–0.1 cm-1)的电极进行低电导率测量,
    使用电极常数更高(0.5–1.0 cm-1)的电极进行中至高电导率测量。

 

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在我们的电极产品指南中找到适合的电导率电极



5. 术语

交流电(AC):  定期改变方向的电荷流。

阴离子:                               带负电荷的离子:

校准:                       通过测量标准液进行电极常数的经验法测定。

阳离子:                              带正电荷的离子:

电极常数K [cm-1]:    理论上: K = l / A; 电极(l)之间的距离与电极(A)之间电解液
                                        有效截面积的比率。
                                        电极常数用于将电导转换为电导率,并通过校准确定。
                                        理论与实际电极常数之间的区别由场力线导致。

电导G [S]:        材料导电的性能。

 

 

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6. 附录(温度校正系数)

 

 

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6.1 用于非线性校正的温度校正系数f25

6.2 梅特勒托利多电导率标准液的温度系数(α值)

6.3 电导率转为TDS的转换系数

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