電導測量的原理
文摘:引起離子在被測(ce)溶液中運(yun)動(dong)的電場是由與溶液直接接觸的二(er)個(ge)電極產生的。
關鍵字:電(dian)極(ji) 電導 測(ce)量(liang)
一、電極
引起離(li)子在(zai)被測溶液(ye)中(zhong)運動的(de)(de)(de)電(dian)(dian)場(chang)是由(you)與溶液(ye)直接(jie)接(jie)觸的(de)(de)(de)二(er)個電(dian)(dian)極(ji)產生的(de)(de)(de)。此對(dui)測量電(dian)(dian)極(ji)必須由(you)抗化學腐蝕的(de)(de)(de)材(cai)料制成(cheng)。實際中(zhong)經(jing)常用到的(de)(de)(de)材(cai)料有鈦等。由(you)二(er)個電(dian)(dian)極(ji)組成(cheng)的(de)(de)(de)測量電(dian)(dian)極(ji)被稱為爾勞施(Kohlrausch)電極。
電(dian)導率的測(ce)量需(xu)要(yao)弄清(qing)兩方面。一(yi)個是(shi)溶液的電(dian)導,另一(yi)個是(shi)溶液中1/A的幾何(he)關(guan)系,電導可以(yi)通過(guo)電流、電壓的測量得(de)到(dao)。這一(yi)測量原(yuan)理在當(dang)今直(zhi)接顯示測量儀表中得(de)到(dao)應(ying)用。 而 K= L
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A
A――測量電極(ji)的有效(xiao)極(ji)板
L――兩極板的(de)距離
這一值則(ze)被稱為電極(ji)常數(shu)。在電極(ji)間存在均(jun)勻電場的情況下,電極常數(shu)可以通過幾何尺(chi)寸算出(chu)。當兩個(ge)面積為
一(yi)般情況下,電(dian)極常形成部分非均勻電(dian)場。此(ci)時,電(dian)極常數必須(xu)用(yong)(yong)標準溶(rong)液進行確(que)定。標準溶(rong)液一(yi)般都(dou)使用(yong)(yong)KCl溶(rong)液這是因為KCl的電導率的不同的溫度(du)和濃度(du)情況下非常穩定,準確。0.1 mol/l的KCl溶(rong)液在
所謂非均勻電(dian)場(也稱(cheng)作雜散場,漏(lou)泄場)沒有常數(shu),而是與(yu)離子的種類和濃度有關。因(yin)此,一個(ge)純雜散場電(dian)極(ji)是最糟糕的電(dian)極(ji),它通過一次校準不能(neng)滿足寬的測(ce)量范圍的需要。
二、電導率測量系統的組(zu)成
一(yi)個完整的電導(dao)率測量系統包(bao)含一(yi)支電感式(shi)或電導(dao)式(shi)測量電極,電纜和測量儀(yi)表。電導(dao)電極與(yu)pH電極不(bu)(bu)同,由(you)于它是機械(xie)性能穩定的材料制成(cheng)的,所(suo)以不(bu)(bu)需要(yao)特殊結構件(jian)進行(xing)保護。選(xuan)擇電導(dao)電極時需要(yao)注意如下事項:
1、電極(ji)的測(ce)量范圍
2、測量的(de)(de)形式(shi),電導式(shi)還是電感式(shi)。在使用電導式(shi)電極時,要選(xuan)擇合適(shi)的(de)(de)電極常數(shu)“K”
3、溫度(du)
4、結構(螺紋、法蘭(lan)、三夾頭連接等(deng))
所有測量電纜都必須屏(ping)蔽(bi)。特別對(dui)于(yu)電導式電極(ji)(ji)(此種(zhong)電極(ji)(ji)與被測溶液有直接(jie)接(jie)觸),在電導值高于(yu)100 mS時,要(yao)考慮電纜(lan)長度和(he)電纜(lan)橫(heng)截面面積的(de)影(ying)響(xiang),這是因為電纜(lan)的(de)電阻也處(chu)在測(ce)量回路(lu)中(zhong))。
例如:測量(liang)值是100mS,
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測量的(de)電(dian)極電(dian)阻10ohm要加上電纜電阻(zu)4.76 ohm。測量儀表最(zui)終顯示值(zhi)變成(cheng)67.75 mS。在此種情(qing)況下,應采用(yong)短(duan)一(yi)些的(de)或橫截面大一(yi)些的(de)測量電(dian)纜。對于電(dian)感式電(dian)極(ji),電(dian)纜的(de)電(dian)阻不影響測量值。
測量(liang)儀(yi)表則要將測出(chu)的電阻值換算(suan)成(cheng)西門子單位并且(qie)還(huan)要排除前(qian)面講(jiang)到(dao)的各種干擾(rao)因素(su),如(ru)溫(wen)度,α值等影響,從而給出(chu)正確的電導率值。

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