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電導(dǎo)率儀的測量原理及使用方法

更新時間:2022-12-15瀏覽:1755次
  電導(dǎo)率(conductivity),也稱為導(dǎo)電率:是用來描述物質(zhì)中電荷流動難、易程度的參數(shù),水的導(dǎo)電性即水的電阻的倒數(shù),通常用它來表示水的純凈度。電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力。
  一、電導(dǎo)率儀的單位
  電導(dǎo)的基本單位是西門子(S),原來被稱為姆歐,取電阻單位歐姆倒數(shù)之意。因為電導(dǎo)池的幾何形狀影響電導(dǎo)率值,所以標(biāo)準(zhǔn)的測量中用單位S/cm來表示電導(dǎo)率,以補償各種電極尺寸造成的差別。
  單位電導(dǎo)率(C)簡單的說,是所測電導(dǎo)(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度,A為極板的面積。=ρl=l/σ
  1、定義:電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率。σ=1/ρ
  2、單位:在國際單位制中,電導(dǎo)率的單位是西門子/米,其它單位有:s/cm,us/cm。1S/m=0.01s/cm=10000us/cm;
  3、電導(dǎo)率的物理意義:是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強,反之越小。
  二、電導(dǎo)率的測量原理
  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(dǎo)率(G)--電阻(R)的倒數(shù),是由電壓和電流決定的。
  引起離子在被測溶液中運動的電場,是由與溶液直接接觸的二個電極產(chǎn)生的。此對測量電極必須由抗化學(xué)腐蝕的材料制成。實際中經(jīng)常用到的材料有鈦等。由二個電極組成的測量電極被稱為科爾勞施(Kohlrausch)電極。
  電導(dǎo)率的測量需兩個參數(shù):一個是溶液的電導(dǎo),另一個是溶液中L/A的幾何關(guān)系,電導(dǎo)可以通過電流、電壓的測量得到。
  電導(dǎo)率常數(shù)K=L/A
  其中:A-測量電極的有效極板,L-兩極板的距離。
  這一值則被稱為電極常數(shù)。在電極間存在均勻電場的情況下,電極常數(shù)可以通過幾何尺寸算出。當(dāng)兩個面積為1cm2的方形極板,之間相隔1cm組成電極時,此電極的常數(shù)K=1cm-1。如果用此對電極測得電導(dǎo)值G=1000μS,則被測溶液的電導(dǎo)率K=1000μS/cm。
  一般情況下,電極常形成部分非均勻電場。此時,電極常數(shù)必須用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行確定。標(biāo)準(zhǔn)溶液一般都使用KCl溶液,這是因為KCl的電導(dǎo)率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定,準(zhǔn)確。0.1 mol/l的KCl溶液在25℃時電導(dǎo)率為12.88mS/CM。
  所謂不均勻電場(也稱作雜散場,漏泄場)沒有常數(shù),而是與離子的種類和濃度有關(guān)。因此,一個純雜散場電極是最復(fù)雜的電極,它通過一次校準(zhǔn),不能滿足寬的測量范圍的需要。(不均勻電場:是電場區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向,隨空間坐標(biāo)而變的電場。反之,電場強度的大小和方向與坐標(biāo)無關(guān)的電場,被稱為均勻電場。)
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