電導(dǎo)率的測(cè)量

1．電導(dǎo)率的定義
電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理是將兩塊平行的極板，放到被測(cè)溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢(shì)（通常為正弦波電壓），然后測(cè)量極板間流過(guò)的電流。根據(jù)歐姆定律，電導(dǎo)率(G)--電阻(R)的倒數(shù)，是由電壓和電流決定的。
　　1　　I(amps)
G=──=─────
　　R　　E(volts)
因?yàn)槿芤褐须x子的電荷會(huì)加速電流的導(dǎo)通，所以溶液的電導(dǎo)率與溶液中的離子濃度成比例。
但是，某些溶液的電導(dǎo)率與離子濃度沒(méi)有直接的關(guān)系。右圖的曲線圖說(shuō)明了兩種普通溶液電導(dǎo)率和離子濃度的關(guān)系。注意圖表中的線性關(guān)系是對(duì)于氯化鈉溶液來(lái)說(shuō)而不是高濃度的硫酸。一些高濃度溶液離子的相互作用會(huì)改變這種線性關(guān)系。
2．測(cè)量單位
電導(dǎo)率的基本單位是西門(mén)子（S），原來(lái)被稱為歐姆。因?yàn)殡妼?dǎo)池的幾何形狀影響電導(dǎo)率值，標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量中用單位電導(dǎo)率S/cm來(lái)表示，以補(bǔ)償各種電極尺寸造成的差別。單位電導(dǎo)率（C）簡(jiǎn)單的說(shuō)是所測(cè)電導(dǎo)率（G）與電導(dǎo)池常數(shù)(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長(zhǎng)度，A為極板的面積。（見(jiàn)右圖）
C=Gx(L/A)
如果電導(dǎo)池常數(shù)為1cm-1，單位電導(dǎo)率與所測(cè)溶液的電導(dǎo)率相同。盡管電極的形狀各異，每一個(gè)電極都可以用相應(yīng)的理論電導(dǎo)池表示。
盡管因?yàn)榭臻g的限制我們把電導(dǎo)率具體為：μS或mS，這一系列的單位應(yīng)被理解為相應(yīng)的單位電導(dǎo)率單位：μS/cm或mS/cm。
1μS/cm=0.001mS/cm=0.000001S/cm=1μmho/cm
下表列出了三種不同電導(dǎo)池常數(shù)的最佳電導(dǎo)率范圍：
電導(dǎo)池常數(shù)　　最佳電導(dǎo)率(us/cm)
0.1　　　　　0.5to400
1.0　　　　　10to2000
10.0　　　　1000to200,000
3.電導(dǎo)儀的校正和電導(dǎo)池的維護(hù)
電導(dǎo)儀和電導(dǎo)池在使用前用標(biāo)準(zhǔn)溶液校對(duì)。選擇一種最接近所測(cè)溶液電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)溶液。已經(jīng)極化的和弄臟的電極應(yīng)重新鍍鉑或清洗，以恢復(fù)電導(dǎo)池的活性表面。大多數(shù)情況下，熱水加一些溫和的液體清潔劑是一種非常有效的清潔劑。大多數(shù)有機(jī)物可以很容易的用丙酮清潔，亞氯酸溶液可以去除藻類(lèi)、細(xì)菌或霉菌。不要用研磨劑清理電極。
下表列出了一些常用溶液的電導(dǎo)率。
溶液　　　　　　　　　　　　　　電導(dǎo)率　　　　us/cm（電阻率）
純水　　　　　　　　　　　　　　0.055us/cm　　18.2MΩ
電廠鍋爐水　　　　　　　　　　　1.0us/cm　　　1MΩ
城市用水　　　　　　　　　　　　50us/cm　　　　0.02Ω
海水　　　　　　　　　　　　　　53mS/cm　　　　20Ω
31.0%HNO331.0%硝酸　　　　865mS/cm　　　　1Ω
4.電導(dǎo)率的溫度補(bǔ)償
電導(dǎo)率測(cè)量是與溫度相關(guān)的。溫度對(duì)電導(dǎo)率的影響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=某一溫度（°C）下的電導(dǎo)率
Gtcal=標(biāo)準(zhǔn)溫度（°C）下的電導(dǎo)率
α=標(biāo)準(zhǔn)溫度（°C）下溶液的溫度系數(shù)
下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值，只要測(cè)量某個(gè)溫度范圍內(nèi)的電導(dǎo)率，并以溫度為縱軸繪出相應(yīng)的電導(dǎo)率的變化曲線，與標(biāo)準(zhǔn)溫度相對(duì)應(yīng)的曲線點(diǎn)為該溶液的α值。
溶液（25°C）　　　　濃度　　　　Alpha(α)
鹽酸　　　　　　　　10wt%　　　　1.56
氯化鉀溶液　　　　　　10wt%　　　　1.88
硫酸　　　　　　　　　50wt%　　　　1.93
氯化鈉溶液　　　　　　10wt%　　　　2.14
氫氟酸　　　　　　　　1.5wt%　　　　7.20
硝酸　　　　　　　　　31wt%　　　　31.0
目前市場(chǎng)上所銷(xiāo)售的所有電導(dǎo)儀都可以參照標(biāo)準(zhǔn)溫度（通常為25°C）進(jìn)行調(diào)節(jié)的或自動(dòng)溫度補(bǔ)償。大多數(shù)固定溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀的α調(diào)節(jié)為2%/°C（近似25°C時(shí)氯化鈉溶液的α）?？烧{(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀可以把α調(diào)節(jié)到更加接近所測(cè)溶液的α。