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电导率测量的基础知识

电导率测量介绍

术语电导是指材料携带电流的准备。携带电流的液体通常称为电解导体。通过电解导体的电流流动通过电荷(正极和负离子)在电场的影响下而完成。欧宝体育黑人么液体的电导可以通过其电性能定义 - 电流与液体内的任何两个点之间的电压的比率。欧宝体育黑人么随着两个点在一起移动或进一步移动,此值更改。为了对分析目的具有有用的意义,需要对测量进行尺寸;即,测量的物理参数。


通过定义测量的物理参数,创建标准度量。该标准度量被称为特定的电导或电导率。
它定义为欧姆的电阻的倒数,在特定温度下在1cm的液体的相对面之间测量。
用于定义电导的单位是:
1 / ohm = 1 mho = 1000 ms = 1,000,000 US。
S.I.可以使用单位代替MHOS;
1 MHO = 1个西门人。
电导率单位表示为
μs/ cm(1.0ds / m =1.0μs/ cm)或ms / cm。

什么是电导率?

什么是导电性


电导率是材料传导电流的能力。仪器测量导电性的原理是简单的 - 将两块板放置在样品中,施加电位在平板上(通常是正弦波电压),并测量电流。电导率(g),电阻率(R)的倒数根据欧姆的法律从电压和电流值确定。

g = I / R = I(AMPS)/ E(伏)


测量原理:
电导率测量原理


电解质溶液含有正离子,每个正离子具有正电荷和负离子,每个电荷具有负电荷。欧宝体育黑人么如图1中所示。(a),连接在电解质溶液的对立侧的一对金属板,连接电池。正离子朝向连接到电池负极端子的板,并且负离子朝向连接到电池的正极端子的板,因此电流流过溶液。当施加电压时,离子直线向相应的相对带电的金属板移动,如图2所示。(b)。由于电导率与电阻成反比,因此如果根据欧姆定律测量电阻,则可以知道电导率。

电池的电压(e)是恒定的,导电性(k)和电流(i)是比例的;因此,如果测量电流,可以获得电导率。

所以
电导率k = 1 /电阻(R)*长度(L)/区域

根据欧姆的定律阻力(R)=电压(e)/电流(i)
替换R.

我们得到了
电导率k =电流(i)/电压(e)*长度​​(l)/区域

电导率测量:

电导率测量溶液在两个电极之间进行电流的能力。在溶液中,电流通过离子传输流动。因此,随着液体中存在的增加量,液体将具有更高的导电性。如果液体中的离子数量非常小,则溶液将是“电阻”的电流。AC电流用于防止完全离子迁移到两个电极。

溶液设施中离子的电荷电流的电流,溶液的电导率与其离子浓度成比例。欧宝体育黑人么然而,在某些情况下,电导率可能不会直接与浓度相关联。上面的图表说明了两种常见解决方案的电导率和离子浓度之间的关系。请注意,图表是氯化钠溶液的线性,但不适用于高浓度的硫酸。离子相互作用可以在一些高度浓缩的溶液中改变电导率和浓度之间的线性关系。

电导细胞:

电导率测量电池由两个1cm间隔开的两个1cm方形表面形成。不同物理配置的细胞的特征在于它们的电池常数,K。当液体在电场的影响下时,通过导体的电流流动通过电荷(正极和负离子)的移动来实现。欧宝体育黑人么

该单元常数(k)是电极区域的函数,电极之间的电极与电极之间的电场图案之间的函数。欧宝体育黑人么

通常,对于与样本量或空间有关的考虑,小区的物理配置是不同的。常数为1.0cm-1或更大的细胞通常具有小,广泛间隔的电极。具有k = 0.1或更小的常数常数的细胞通常具有大的紧密间隔电极。由于K(电池常数)是反射特定小区物理配置的“因子”,因此必须乘以观察到的电导以获得实际导电读数。

例如,对于使用具有k = 0.1的电池的观察到200μs的电导读数,电导率值为200×0.1 =20μs/ cm。

电池常数被定义为电极,D之间的距离与电极面积的比率。然而,这种忽略了边缘场效应的存在,这将电极面积通过Ar的量而影响。因此k = d /(a + ar)。因为通常不可能测量条纹场效应和AR的量来计算细胞常数K,所以特定细胞的实际k通过对已知电解导率的标准溶液的比较测量来确定。
用于校准最常用的标准解决方案是0.01米KCL。该溶液在25℃下的电导率为1412μs/ cm

温度的影响

具有特定电解质浓度的溶液的电导率随温度的变化而变化。溶液的温度补偿电导率是该溶液在参考温度下表现出的电导率。选择该温度为25oC或20℃。因此,在参考温度下进行的测量不需要补偿。通常用于大多数水性样品,每度CELCIUS的系数在温度补偿中使用2.1%的表观值为25oC的每次C为2.1%,或者相反,每个温度的表观值为2.1%的测量值为25oC。一种有用的温度校正算法是:

CT = C25 [1 + 0.021(T - 25)]

其中Ct =样品温度下溶液的测量电导率;C25 =溶液在25oC和T =样品温度(OC)的电导率。
如果电导率探针包括热敏电阻,则许多电导率仪会自动补偿温度。但是,如稍后将解释的那样,如果热敏电阻不准确或仪器校准,则这可以是分析中的主要误差来源。
注意以下两个示例以解释边缘场效应和温度的效果和补偿。

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