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【转帖】溶液电导率的概念

物性测试综合讨论

  • 1.电导的定义

    电导(conductance)是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律,电导(G)--电阻(R)的倒数,是由电压和电流表征的。
      1  I (amps)
    G =── =─────
      R  E (volts)

    因为溶液中离子的电荷会加速电流的导通,所以溶液的电导与溶液中的离子浓度成比例。

    但是,某些溶液的电导与离子浓度没有直接的关系。一些高浓度溶液离子的相互作用会改变这种线性关系。

    2.测量单位

    电导的基本单位是西门子(S),原来被称为欧姆-1次方。因为电导池的几何形状影响电导值,标准的测量中用单位电导即电导率conductivity(S/cm)来表示,以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率(s)简单的说是所测电导率(G)与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度,A为极板的面积。(见右图)

    C = G x (L/A)

    如果电导池常数为1 cm-1 ,单位电导率与所测溶液的电导相同。尽管电极的形状各异,每一个电极都可以用相应的理论电导池表示。

    尽管因为空间的限制我们把电导率具体为:μS或 mS,这一系列的单位应被理解为相应的单位电导率单位:μS/cm 或 mS/cm。

    1μS/cm = 0.001 mS/cm = 0.000001 S/cm = 1μmho/cm

    下表列出了三种不同电导池常数的最佳电导率范围:

    电导池常数  最佳电导率(us/cm)
    0.1     0.5 to 400
    1.0     10 to 2000
    10.0     1000 to 200,000

    3. 电导仪的校正和电导池的维护
    电导仪和电导池在使用前用标准溶液校对。选择一种最接近所测溶液电导率的标准溶液。已经极化的和弄脏的电极应重新镀铂或清洗,以恢复电导池的活性表面。大多数情况下,热水加一些温和的液体清洁剂是一种非常有效的清洁剂。大多数有机物可以很容易的用丙酮清洁,亚氯酸溶液可以去除藻类、细菌或霉菌。不要用研磨剂清理电极。

    下表列出了一些常用溶液的电导率。

    溶液               电导率    (电阻率)
    纯水               0.055 us/cm   18.2MΩ.cm
    电厂锅炉水            1.0 us/cm    1 MΩ.cm
    城市用水             50us/cm     0.02 Ω.cm
    海水               53 mS/cm     20Ω.cm
    31.0% HNO3 31.0% 硝酸     865 mS/cm     1Ω.cm

    4. 电导率的温度补偿
    电导率测量是与温度相关的。温度对电导率的影响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 = 某一温度(°C)下的电导率

    Gtcal = 标准温度(°C)下的电导率

    α = 标准温度(°C)下溶液的温度系数

    下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值,只要测量某个温度范围内的电导率,并以温度为纵轴绘出相应的电导率的变化曲线,与标准温度相对应的曲线点为该溶液的α值。

    溶液(25°C)     浓度     Alpha (α)
    盐酸         10 wt%     1.56
    氯化钾溶液       10 wt%     1.88
    硫酸          50 wt%     1.93
    氯化钠溶液       10 wt%     2.14
    氢氟酸         1.5 wt%     7.20
    硝酸          31 wt%     31.0

    目前市场上所销售的所有电导仪都可以参照标准温度(通常为25°C)进行调节的或自动温度补偿。大多数固定温度补偿的电导仪的α调节为2%/°C(近似25°C时氯化钠溶液的α)。可调节温度补偿的电导仪可以把α调节到更加接近所测溶液的α。

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  • jay-mvp

    第12楼2008/02/09

    不知粉体材料的导电性能如何测试呢?

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  • 大陆

    第18楼2008/07/14

    通篇叙述相当混乱,我想不得不指出来:请合理使用物理量名词和单位。
    主楼中的表述已经被我纠正,这里引用的是原来表述,供作参考。


    zyj8313 发表:电导率测量


    1.电导率的定义

    电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律,电导率(G)--电阻(R)的倒数,是由电压和电流决定的。
      1  I (amps)
    G =── =─────
      R  E (volts)

    因为溶液中离子的电荷会加速电流的导通,所以溶液的电导率与溶液中的离子浓度成比例。

    但是,某些溶液的电导率与离子浓度没有直接的关系。右图的曲线图说明了两种普通溶液电导率和离子浓度的关系。注意图表中的线性关系是对于氯化钠溶液来说而不是高浓度的硫酸。一些高浓度溶液离子的相互作用会改变这种线性关系。

    2.测量单位

    电导率的基本单位是西门子(S),原来被称为欧姆。因为电导池的几何形状影响电导率值,标准的测量中用单位电导率S/cm来表示,以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率(C)简单的说是所测电导率(G)与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度,A为极板的面积。(见右图)

    C = G x (L/A)

    如果电导池常数为1 cm-1 ,单位电导率与所测溶液的电导率相同。尽管电极的形状各异,每一个电极都可以用相应的理论电导池表示。

    尽管因为空间的限制我们把电导率具体为:μS或 mS,这一系列的单位应被理解为相应的单位电导率单位:μS/cm 或 mS/cm。

    1μS/cm = 0.001 mS/cm = 0.000001 S/cm = 1μmho/cm

    下表列出了三种不同电导池常数的最佳电导率范围:

    电导池常数  最佳电导率(us/cm)
    0.1     0.5 to 400
    1.0     10 to 2000
    10.0     1000 to 200,000

    3. 电导仪的校正和电导池的维护
    电导仪和电导池在使用前用标准溶液校对。选择一种最接近所测溶液电导率的标准溶液。已经极化的和弄脏的电极应重新镀铂或清洗,以恢复电导池的活性表面。大多数情况下,热水加一些温和的液体清洁剂是一种非常有效的清洁剂。大多数有机物可以很容易的用丙酮清洁,亚氯酸溶液可以去除藻类、细菌或霉菌。不要用研磨剂清理电极。

    下表列出了一些常用溶液的电导率。

    溶液               电导率     us/cm (电阻率)
    纯水               0.055 us/cm   18.2MΩ
    电厂锅炉水            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. 电导率的温度补偿
    电导率测量是与温度相关的。温度对电导率的影响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 = 某一温度(°C)下的电导率

    Gtcal = 标准温度(°C)下的电导率

    α = 标准温度(°C)下溶液的温度系数

    下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值,只要测量某个温度范围内的电导率,并以温度为纵轴绘出相应的电导率的变化曲线,与标准温度相对应的曲线点为该溶液的α值。

    溶液(25°C)     浓度     Alpha (α)
    盐酸         10 wt%     1.56
    氯化钾溶液       10 wt%     1.88
    硫酸          50 wt%     1.93
    氯化钠溶液       10 wt%     2.14
    氢氟酸         1.5 wt%     7.20
    硝酸          31 wt%     31.0

    目前市场上所销售的所有电导仪都可以参照标准温度(通常为25°C)进行调节的或自动温度补偿。大多数固定温度补偿的电导仪的α调节为2%/°C(近似25°C时氯化钠溶液的α)。可调节温度补偿的电导仪可以把α调节到更加接近所测溶液的α。

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  • liu999999

    第19楼2008/07/14

    认真阅读了,也学习了。

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