电导率的测量

1．电导率的定义
电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（通常为正弦波电压），然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律，电导率(G)--电阻(R)的倒数，是由电压和电流决定的。
　　1　　I(amps)
G=──=─────
　　R　　E(volts)
因为溶液中离子的电荷会加速电流的导通，所以溶液的电导率与溶液中的离子浓度成比例。
但是，某些溶液的电导率与离子浓度没有直接的关系。右图的曲线图说明了两种普通溶液电导率和离子浓度的关系。注意图表中的线性关系是对于氯化钠溶液来说而不是高浓度的硫酸。一些高浓度溶液离子的相互作用会改变这种线性关系。
2．测量单位
电导率的基本单位是西门子（S），原来被称为欧姆。因为电导池的几何形状影响电导率值，标准的测量中用单位电导率S/cm来表示，以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率（C）简单的说是所测电导率（G）与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度，A为极板的面积。（见右图）
C=Gx(L/A)
如果电导池常数为1cm-1，单位电导率与所测溶液的电导率相同。尽管电极的形状各异，每一个电极都可以用相应的理论电导池表示。
尽管因为空间的限制我们把电导率具体为：μS或mS，这一系列的单位应被理解为相应的单位电导率单位：μS/cm或mS/cm。
1μS/cm=0.001mS/cm=0.000001S/cm=1μmho/cm
下表列出了三种不同电导池常数的最佳电导率范围：
电导池常数　　最佳电导率(us/cm)
0.1　　　　　0.5to400
1.0　　　　　10to2000
10.0　　　　1000to200,000
3.电导仪的校正和电导池的维护
电导仪和电导池在使用前用标准溶液校对。选择一种最接近所测溶液电导率的标准溶液。已经极化的和弄脏的电极应重新镀铂或清洗，以恢复电导池的活性表面。大多数情况下，热水加一些温和的液体清洁剂是一种非常有效的清洁剂。大多数有机物可以很容易的用丙酮清洁，亚氯酸溶液可以去除藻类、细菌或霉菌。不要用研磨剂清理电极。
下表列出了一些常用溶液的电导率。
溶液　　　　　　　　　　　　　　电导率　　　　us/cm（电阻率）
纯水　　　　　　　　　　　　　　0.055us/cm　　18.2MΩ
电厂锅炉水　　　　　　　　　　　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.电导率的温度补偿
电导率测量是与温度相关的。温度对电导率的影响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=某一温度（°C）下的电导率
Gtcal=标准温度（°C）下的电导率
α=标准温度（°C）下溶液的温度系数
下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值，只要测量某个温度范围内的电导率，并以温度为纵轴绘出相应的电导率的变化曲线，与标准温度相对应的曲线点为该溶液的α值。
溶液（25°C）　　　　浓度　　　　Alpha(α)
盐酸　　　　　　　　10wt%　　　　1.56
氯化钾溶液　　　　　　10wt%　　　　1.88
硫酸　　　　　　　　　50wt%　　　　1.93
氯化钠溶液　　　　　　10wt%　　　　2.14
氢氟酸　　　　　　　　1.5wt%　　　　7.20
硝酸　　　　　　　　　31wt%　　　　31.0
目前市场上所销售的所有电导仪都可以参照标准温度（通常为25°C）进行调节的或自动温度补偿。大多数固定温度补偿的电导仪的α调节为2%/°C（近似25°C时氯化钠溶液的α）。可调节温度补偿的电导仪可以把α调节到更加接近所测溶液的α。