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电导检测器单位:mV还是μS?

  • wangcunjin20078
    2022/09/26
    睿谱原创队
  • 私聊

离子色谱(IC)

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  • 电导检测器是离子色谱使用频率最高的检测器,这源于电导的通用性。电导的单位是μS(微西门子),但是不同厂家的电导检测器却采用了不同的单位,有的采用μS,有的采用μS/cm(微西门子每厘米),还有的使用mV(毫伏),这种区别令不少用户感到困惑不解。本文将对这种区别进行浅析,希望对大家有所帮助。

    将两个平行的电极置于电解质溶液中并施加电场,溶液将导电,溶液电导的计算采用以下公式[1]:




    式中G为电导,是电阻的倒数,单位是μSA为电极截面积,L为两个电极之间的距离,Ci为离子的浓度,单位mol/Lli为离子的极限摩尔电导,单位cm2/(Ω·mol)。对于一个给定的电导池,电极截面积和电极间距离是固定的,L/A也被称为电导池常数,当电导池常数为1时的电导称为电导率,单位 为μS/cm

    根据电导检测的原理,通过电导池溶液的电导信号被检测到,经过放大和处理后以电压的形式输出,连续采集电压信号将得到一张色谱图,纵坐标的单位是mV,这并不是电导的单位而是电压的单位,是一个相对量。尽管如此,在一定范围内,待测物的浓度与产生的电压成正比,此类检测器仍然可以使用外标法定量。

    使用mV为单位的电导检测器的不便之处却是显而易见的,使用1mmol/LKCl溶液校准电导池,电导应当是147μS(电导池常数为1时),使用mV为单位的电导检测器用户需要根据mV与μS之间的转化系数计算,而且不同厂家的转化系数是不同的。此外,使用mV为单位的电导检测器,采集的峰面积峰高无法与使用μS为单位的电导检测器进行同等条件下的比较,给实验室间的横向对比带来麻烦。离子色谱与大型仪器联用时需要对流动相除盐,使用μS为单位的电导检测器可以评价除盐效果而使用mV为单位的电导检测器仍然需要对单位进行转化。使用纯水机制取的超纯水电阻率为18.24MΩ·cm,电导率是0.055μS/cm,我们却无法得知对应的电压是多少毫伏。

    为了解决以上不便之处,一种新型的检测方法是同时测定电压和电流。电导是电阻的倒数,根据欧姆定律R=U/I,所以G=1/R=I/U,这种电导检测器得到的是电导信号,单位是μS。考虑到电导池常数对电导的影响,某些厂家直接将电导池常数设定为1,得到的是电导率的信号,单位为μS/cm

    从文中可知,电导检测器最初检测的信号确实是电压,是一个相对量,在实际应用中存在一些不便之处,使用μS或者μS/cm为单位的电导检测器很好的解决了这些问题。基于以上知识,我们不仅要懂得几种单位的区别,还要学会鉴别一些厂家的宣传资料,不能被信号单位为μSμS/cm迷惑。例如某些厂家的色谱图(检测器为电导检测器),基线起点是0.02μS/cm(电导率比超纯水还低),有时甚至出现负值!虽然电导检测器的基线可以归零,但起点也应该完全从0开始,不应该是0.02或负值。

    基线起点为负值的电导检测器色谱图

    基线起点为0.02μS/cm的电导检测器色谱图



    结语

    秦始皇在两千多年前统一了度量衡,使社会生产有了统一的计量标准,笔者希望将来离子色谱电导检测器的单位也能统一,造福广大用户。

    参考文献

    [1]牟世芬,朱岩,刘克纳.离子色谱方法及应用》(第三版)化学工业出版社??
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  • Whening

    第1楼2022/09/26

    不错,学习了新知识,开阔了视野。

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  • 我是最棒涛哥

    第2楼2022/09/26

    好,也解开了我一直以来的疑惑。

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  • 离子色谱

    第3楼2022/09/26

    电导为负值,电阻也就是负的了,这也能测出来,厉害

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  • 色谱质谱老油条

    第4楼2022/09/27

    还是相对的问题吧,就是基线零点的定位问题。如果电导是100的时候你归零,那后面不就是都负值了么。我记得戴安的软件上有两个电导值:信号值和总电导值。

    离子色谱(dwbsemail) 发表:电导为负值,电阻也就是负的了,这也能测出来,厉害

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  • 离子色谱

    第5楼2022/09/27

    是的楼主说的是起点位置,即零分钟时应该在零,开始采集后基线可正可负了

    色谱质谱老油条(wzl-x) 发表: 还是相对的问题吧,就是基线零点的定位问题。如果电导是100的时候你归零,那后面不就是都负值了么。我记得戴安的软件上有两个电导值:信号值和总电导值。

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  • 123

    第6楼2022/09/28

    应助达人

    谢谢分享!

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  • 离子色谱

    第7楼2022/09/28

    我们以电子体温计为例来通俗介绍一下

    电子体温表直接测得的数值会以电压的形式输出,单位用mV,如果直接告诉我们您的体温是125mV(数值仅为举例说明,没有实际意义),显然我们无法理解这个数值代表什么,因此需要通过校准将mV转换为℃,以℃表示的温度我们就可以读懂了。

    继续延伸一下,不同厂家生产的体温计可能采用不同的传感器,有的使用热电阻,有的使用热敏电阻,这样同一温度使用不同传感器测得的电压值也不一样,比如125mV、500mV、385mV等(数值仅为举例说明,没有实际意义),我们很难比较温度的高低,只有校准后的以℃表示的温度才是统一的单位,才有可比性。

    将电导检测器比做体温计,电导池比做温度传感器,电导池直接测得的信号是mV,我们很难通过mV来评估实际的电导是多少。从实际采集信号(电压mV)到实际显示信号(电导uS)的转变,需要校准。

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  • Ins_17e9c34b

    第8楼2022/09/29

    说明得很详细,学习了,

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  • wangcunjin2007

    第9楼2022/09/30

    引用《芈月传》中的一个情节:芈月的姐姐芈妹在去秦国的途中生病,芈月拿着医生开的药方去药店买药,由于秦国和楚国的计量单位不同,药店拒绝配药。这就是计量单位不统一引发的问题。

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