Phép đo Độ dẫn điện – Sổ tay hướng dẫn Lý thuyết

Độ dẫn điện đã được đo trên thực tế trong hơn 100 năm qua và nó vẫn là một thông số phân tích quan trọng và được sử dụng rộng rãi ngày nay. Độ tin cậy, độ nhạy cao, phản hồi nhanh, và chi phí thiết bị tương đối thấp giúp độ dẫn điện trở thành một công cụ đáng giá, dễ sử dụng để kiểm soát chất lượng. Độ dẫn điện là một thông số tổng hợp không cụ thể cho mọi loại ion hòa tan (muối, axit, bazơ, và một số chất hữu cơ) trong một dung dịch. Điều này nghĩa là kỹ thuật này không thể phân biệt các loại ion khác nhau. Số đo tỷ lệ với ảnh hưởng kết hợp của mọi ion trong mẫu. Do đó, nó là một công cụ quan trọng để giám sát và theo dõi các loại nước khác nhau (nước tinh khiết, nước uống, nước tự nhiên, nước xử lý, v.v) và các dung môi khác. Nó cũng được sử dụng để xác định nồng độ của các chất hóa học dẫn điện.

... xem thêm trong Sổ tay hướng dẫn Lý thuyết về Phép đo Độ dẫn điện ....

2.1 Độ dẫn điện – Thông tin Cơ bản

Độ dẫn điện là khả năng mang dòng điện của một chất. Thuật ngữ độ dẫn cũng có thể được sử dụng trong các ngữ cảnh khác (ví dụ, độ dẫn nhiệt). Để đơn giản, trong sổ tay hướng dẫn này thuật ngữ “độ dẫn” luôn được sử dụng với nghĩa độ dẫn điện.

Sự truyền tải điện qua vật chất luôn yêu cầu sự có mặt của các hạt mang điện. Chất dẫn điện có thể được phân loại thành hai nhóm chính trên cơ sở bản chất của hạt mang điện. Chất dẫn điện trong nhóm đầu tiên bao gồm một mạng lưới các nguyên tử với lớp vỏ electron bên ngoài. Các electron trong “đám mây electron” này có thể phân ly tự do khỏi nguyên tử và truyền điện qua mạng lưới và do đó cũng truyền qua
chất đó. Kim loại, graphite, và một số hợp chất hóa học khác nằm trong nhóm này.

Chất dẫn điện trong nhóm thứ hai được gọi là chất dẫn điện ion. Trái với chất dẫn điện trong nhóm thứ nhất, dòng điện không được tạo ra bởi các electron di chuyển tự do mà bởi các ion. Do đó sự vận chuyển điện tích trong chất điện phân luôn luôn gắn liền với sự vận chuyển vật chất. Chất dẫn điện trong nhóm thứ hai bao gồm các ion mang điện và có thể di chuyển và được gọi là chất điện phân.

2.2 Định nghĩa về độ dẫn điện


Theo định luật Ohm (1) hiệu điện thế (V) được đặt vào một dung dịch sẽ tỷ lệ với dòng diện chạy qua (I):

R = điện trở (ohm, Ω)

V = hiệu điện thế (vôn, V)

I = dòng điện (ampe, A)

Điện trở (R) là một hằng số của tỷ lệ và có thể được tính thông qua dòng điện đo được nếu đã biết hiệu điện thế được áp dụng:

.. xem thêm trong Sổ tay hướng dẫn Lý thuyết về Phép đo Độ dẫn điện ..

2.1 Độ dẫn điện – Thông tin Cơ bản

2.2 Định nghĩa về Độ dẫn điện

2.3  Độ dẫn điện của Dung dịch

2.3.1 Các Ion Hòa tan

2.3.2 Sự tự ion hóa của Nước

2.4 Nguyên tắc Đo lường

2.5 Cảm biến Độ dẫn điện

2.5.1  Cảm biến Độ dẫn điện 2 cực

2.5.2 Cảm biến Độ dẫn điện 4 cực

2.5.3 Chất liệu

2.5.4 Lựa chọn Cảm biến Phù hợp

2.6  Ảnh hưởng của Nhiệt độ

2.6.1 Điều chỉnh Nhiệt độ Tuyến tính

2.6.2 Điều chỉnh Phi tuyến tính

2.6.3 Nước Tinh khiết

2.6.4 Không

2.7 Trở ngại đối với Phép đo Độ dẫn điện

2.7.1 Sự hòa tan của các Chất Khí

2.7.2 Bong bóng Khí

2.7.3 Lớp phủ trên Bề mặt Điện cực

2.7.4 Lỗi Liên quan đến Hình học – Hiệu ứng Trường

Độ dẫn điện được đo trong nhiều ứng dụng khác nhau. Phần thứ hai của sổ tay hướng dẫn này cung cấp nhiều kiến thức về ứng dụng. Đầu tiên, một chế độ hoạt động chung cho việc hiệu chuẩn, kiểm định, và phép đo độ dẫn điện bao gồm trường hợp đặc biệt đo độ dẫn điện thấp sẽ được mô tả. Ngoài ra, việc bảo trì và bảo quản cảm biến độ dẫn điện cũng được thảo luận. Trong các chương sau, những ứng dụng quan trọng nhất sẽ được mô tả chi tiết.

Mọi máy đo độ dẫn điện của METTLER TOLEDO đều cung cấp thêm các chế độ đo bên cạnh phép đo độ dẫn điện. Bảng 7 cung cấp thông tin tổng quan về các chế độ đo được hỗ trợ bởi máy đo. Các phép đo TDS, độ mặn, tro dẫn điện và bioethanol được mô tả chi tiết trong mục 3.6.

.. xem thêm trongSổ tay hướng dẫn Lý thuyết về Phép đo Độ dẫn điện ..

3.1 Hiệu chuẩn và Kiểm định

3.2 Các Mẹo Sử dụng Dung dịch Chuẩn

3.3 Phép đo

3.4 Phép đo Độ dẫn điện Thấp

3.5 Bảo trì và Bảo quản

3.6 Các Ứng dụng Cụ thể

3.6.1 TDS

3.6.2 Phép đo Nồng độ

3.6.3 Độ mặn

3.6.4 Nước Siêu tinh khiết

3.6.5 Điện trở suất

3.6.6 Tro Dẫn điện

3.6.7 Bioethanol

Làm thế nào để lựa chọn cảm biến phù hợp?

Kiểm tra ba tiêu chí sau sẽ giúp bạn chọn cảm biến phù hợp.

1. Độ bền hóa học:

• Phải không có phản ứng hóa học giữa chất liệu cảm biến và mẫu.

2. Loại kết cấu:

• Cảm biến 2 cực: Tốt nhất cho các phép đo độ dẫn điện thấp
• Cảm biến 4 cực: Tốt nhất cho các phép đo độ dẫn điện trung bình đến cao

3. Hằng số pin:

• Sử dụng cảm biến có hằng số pin thấp (0,01–0,1 cm-1) cho các phép đo độ dẫn điện thấp
  và cảm biến có hằng số pin cao hơn (0,5–1,0 cm-1) cho các phép đo độ dẫn điện trung bình đến cao.

... xem thêm trong Sổ tay hướng dẫn Lý thuyết về Phép đo Độ dẫn điện ....

Tìm ra cảm biến độ dẫn điện phù hợp trên sổ tay hướng dẫn sản phẩm cảm biến của chúng tôi

Dòng điện xoay chiều (AC):  Dòng điện đổi chiều theo chu kỳ.

Anion:                               Ion mang điện tích âm.

Hiệu chuẩn:                       Xác định hằng số pin bằng cách đo một dung dịch chuẩn.

Cation:                              Ion mang điện tích dương.

Hằng số pin K [cm-1]:    Lý thuyết: K = l / A; Tỷ lệ khoảng cách giữa các điện cực (l) đến tiết diện mặt ngang hiệu quả
                                         của chất điện phân giữa các cực (A).
                                        Hằng số pin được sử dụng để biến khả năng dẫn điện thành độ dẫn điện và được xác định bởi hiệu chuẩn.
                                        Sự khác biệt giữa hằng số pin lý thuyết và thực tế là do các đường sức trường.

Độ dẫn điện G [S]:        Khả năng dẫn điện của chất liệu.

... xem thêm trong Sổ tay hướng dẫn Lý thuyết về Phép đo Độ dẫn điện ....

 

... xem thêm trong Sổ tay hướng dẫn Lý thuyết về Phép đo Độ dẫn điện ....

6.1 Các Hệ số Điều chỉnh Nhiệt độ f₂₅ để Điều chỉnh Phi tuyến tính

6.2 Hệ số Nhiệt độ (α-values) cho các Tiêu chuẩn Độ dẫn điện của METTLER TOLEDO

6.3 Hệ số Chuyển đổi Độ dẫn điện thành TDS