電導儀是指以電化學測量方法測定電解質(zhì)溶液的電導的儀器掌握電導率儀的測定方法可以使我們更好的實驗。
溶解于水的酸、堿、鹽電解質(zhì),在溶液中解離成正、負離子,使電解質(zhì)溶液具有導電能力,其導電能力大小可用電導率表示。了解電導率儀的測定原理,熟悉電導率的含義,掌握電導率儀的測定方法,測定過程中嚴格遵守操作規(guī)范并做好數(shù)據(jù)記錄。
首先,什么是電導率?
電導率-物理學概念,也稱為導電率。在介質(zhì)中,電導率與電場強度E之積等于傳導電流密度J。對于各向同性介質(zhì),電導率是標量;對于各向異性介質(zhì),電導率是張量。生態(tài)學中,電導率是以數(shù)字表示的溶液傳導電流的能力。單位以西門子每米(S/m)表示。
電導率(conductivity)是用來描述物質(zhì)中電荷流動難易程度的參數(shù)。在公式中,電導率用希臘字母κ來表示。電導率σ的標準單位是西門子/米(簡寫做S/m),為電阻率ρ的倒數(shù),即σ=1/ρ。
當1安培(1 A)電流通過物體的橫截面并存在1伏特(1 V)電壓時,物體的電導就是1 S。西門子實際上等效于1安培/伏特。如果σ是電導(單位西門子),I是電流(單位安培),E是電壓(單位伏特),則:σ = I/E
通常,當電壓保持不變時,這種直流電電路中的電流與電導成比例關系。如果電導加倍,則電流也加倍;如果電導減少到它初始值的1/10,電流也會變?yōu)樵瓉淼?span>1/10。這個規(guī)則也適用于許多低頻率的交流電系統(tǒng),如家庭電路。在一些交流電電路中,尤其是在高頻電路中,情況就變得非常復雜,因為這些系統(tǒng)中的組件會存儲和釋放能量。
電導和電阻也有關系,如果R是一個組件和設備的電阻(單位歐姆Ω),電導為G(單位西門子S),則:G = 1/R
物質(zhì)的電導率因其結(jié)構(gòu)和電導機制的不同,可以相差達幾十個數(shù)量級(見表),故物質(zhì)之為導體或非導體只是相對的概念。
體積電導率:性質(zhì):又稱比體積電阻。邊長為1cm的立方體的體積電阻,以表示。表征絕緣介質(zhì)電性能的主要指標。它與材料結(jié)構(gòu)、組成、雜質(zhì)含量、環(huán)境溫度和濕度等有關。對陶瓷介質(zhì)材料希望其數(shù)值越高越好。表達式為體積電阻率ρν=RV·(S/L)(式中,RV為測得的試樣電阻值;S為電極面積;L為試樣厚度),單位為Ω·cm。電導率是物體傳導電流的能力。
電導率的測量通常是溶液的電導率測量。固體導體的電阻率可以通過歐姆定律和電阻定律測量。電解質(zhì)溶液電導率的測量一般采用交流信號作用于電導池的兩電極板,由測量到的電導池常數(shù)K和兩電極板之間的電導G而求得電導率σ。電導率測量中最早采用的是交流電橋法,它直接測量到的是電導值儀器設置有常數(shù)調(diào)節(jié)器、溫度系數(shù)調(diào)節(jié)器和自動溫度補償器,在一次儀表部分由電導池和溫度傳感器組成,可以直接測量電解質(zhì)溶液電導率。
電導率儀的測定原理
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)一電阻(R)的倒數(shù)
電導率儀的操作
1.電導池常數(shù)的測定
水樣的電導率大小不同,應使用電導池常數(shù)不同的電極。不同電導率的水樣可參照表2 選用不同電導池常數(shù)的電極。
結(jié)果計算
使用溫度傳感器時,顯示器的度數(shù)即為待測溶液25℃時的電導率。
未使用溫度傳感器時,水樣在非25℃時的電導率測定值應該按下式換算為25℃時的電導率值。
Ks=Kt/1+a(t-25)
式中Ks—25℃電導率,us/cm;
Kt—測定時t溫度下電導率;
a—溫度矯正系數(shù),取0.022;
t—測定時溫度,℃。
電導率儀使用時的注意事項
1.在測量純水或超純水時為了避免測量值的漂移現(xiàn)象,建議采用密封槽進行在密封狀態(tài)下的流動測量,如采用燒杯取樣測量則會產(chǎn)生較大的誤差。
2.電極插頭座應絕對防止受潮,儀表應安置于干燥環(huán)境,避免因為水滴濺射或受潮引起儀表的漏電或測量誤差。
3.電極應該定期進行常數(shù)標定。
4.因溫度補償系采用固定的2%的溫度系數(shù)補償?shù)?,所以對高純水的測量盡量采用不補償方式進行測量后查表。
6.為確保測量的精度,電極使用前應用小于0.5uS/cm的蒸餾水(或去離子水)沖洗二次(鉑黑電極干放一段時間后在使用前必須在蒸餾水中浸泡一會兒),然后用被測試樣沖洗三次后方可測量。