第第頁(yè)電導(dǎo)率測(cè)量原理電導(dǎo)率測(cè)量原理1原理測(cè)量溶液的電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)），必需有兩片金屬插入水中。在兩金屬間施加肯定的電壓，在電場(chǎng)的作用下，溶液中的陰陽(yáng)離子便向與本身極性相反的金屬板方向移動(dòng)并傳遞電子，象金屬導(dǎo)體一樣，離子的移動(dòng)速度與所施加的電壓有線性關(guān)系，因此電解質(zhì)溶液也遵守歐姆定律。電解質(zhì)電阻的大小除了和電解質(zhì)的濃度有關(guān)外，還和電解質(zhì)的種類(lèi)與性質(zhì)—電解質(zhì)的電離度、離子的遷移率、粒子半徑和離子的電荷數(shù)以及溶劑的介電常數(shù)和粘度等有直接關(guān)系。～電導(dǎo)儀導(dǎo)線電極水溶液圖4—1電導(dǎo)測(cè)量示意圖比電阻和比電導(dǎo)（電導(dǎo)率）：設(shè)有截面積為acm2、相距1cm的兩片平行金屬電極置于電解質(zhì)溶液中。依據(jù)歐姆定律，在溫度肯定時(shí)，兩平行電極之間溶液的電阻R與距離l成正比、與電極的截面積a成反比．R=ρ（4—1）式中R—電阻，Ω；ρ—比電阻（電導(dǎo)率的倒數(shù)），Ω/cm。2電導(dǎo)電極和電極常數(shù)電導(dǎo)電極的構(gòu)造：電導(dǎo)電極或稱(chēng)電導(dǎo)池，是測(cè)量電導(dǎo)的傳感元件。常規(guī)用的電極一般是兩個(gè)金屬片（或圓筒）用絕緣體固定在支架上。電導(dǎo)電極的常數(shù)和溫度系數(shù)：當(dāng)電極制成后，對(duì)每支電極而言，兩個(gè)金屬片（或圓筒）的面積a和距離l是不變的。l/a可以看成是一個(gè)常數(shù)，這就是電極常數(shù)，用A表示，A=（4—2）A==кR（4—3）式中A——電極常數(shù)；R——溶液電阻；L——溶液的電導(dǎo)；К——溶液的電導(dǎo)率（比電導(dǎo)）。表4—1推舉選擇的電極常數(shù)測(cè)量范圍，μS/cm推舉選用電極的電極常數(shù)，cm—1К200.011К2000.110К20001100К20000101000К20000050假如要直接精準(zhǔn)測(cè)量電極的面積a和距離l是很困難的。所以電極常數(shù)利用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液間接地測(cè)量。在肯定溫度下，肯定濃度的氯化鉀溶液的電導(dǎo)率是固定的。只要將待測(cè)電極浸在已知濃度的氯化鉀溶液中，測(cè)出電阻Ｒ或電導(dǎo)L，代入上式便可求出電極常數(shù)A。表4—2氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與電導(dǎo)率的關(guān)系氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液的電導(dǎo)率（25℃），μS/cm0.0011470.0114100.112856標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：（1）0.1mol/L氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱(chēng)取在105℃干燥2h的優(yōu)級(jí)純氯化鉀（或基準(zhǔn)試劑）7.4365g,用新制備的Ⅱ級(jí)試劑水（20℃±2℃）溶解后移入1L容量瓶中，并稀釋至刻度，混勻。（2）0.01mol/L氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱(chēng)取在105℃干燥2h的優(yōu)級(jí)純氯化鉀（或基準(zhǔn)試劑）7.440g,用新制備的Ⅱ級(jí)試劑水（20℃±2℃）溶解后移入1L容量瓶中，并稀釋至刻度，混勻。（3）0.001mol/L氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液:于使用前精準(zhǔn)吸取0.01mol/L氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液100ml,移入1L容量瓶中，用新制備的Ⅰ級(jí)試劑水（20℃±2℃）稀釋至刻度，混勻。配制0.001mol/L氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液所用的Ⅰ級(jí)試劑水應(yīng)先煮沸排出二氧化碳，配制過(guò)程中削減與空氣接觸。該標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。以上氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)保存在硬質(zhì)玻璃瓶中，密封保存?？隙舛鹊穆然浫芤?，其電導(dǎo)率隨溫度上升而增大，溫度系數(shù)大約為2%/℃左右，在作精密測(cè)量時(shí)必需保持恒溫，也可在任意溫度下測(cè)量，其方法是將測(cè)量的電導(dǎo)率換算成某一標(biāo)準(zhǔn)溫度下的電導(dǎo)率，換算公式是：К（25oC）=Кt樣／［1+β（t—25）］（4—4）式中К（25oC）——換算成25℃時(shí)水樣的電導(dǎo)率，μS/cm；Кt樣——toC時(shí)測(cè)得水樣的電導(dǎo)率值,μS/cm；3電導(dǎo)電極的電容當(dāng)向電極施加直流電壓時(shí)，電極表面會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生極化電阻，從而對(duì)溶液電阻（電導(dǎo)的倒數(shù)）的測(cè)量產(chǎn)生誤差；為了除去極化電阻的影響，一般向電極施加交流電壓。電導(dǎo)電極浸入溶液后，電極表面會(huì)形成雙電層，因而電極表面有電容存在；電極的導(dǎo)線也存在分布電容。在交流電的作用下，測(cè)量的不僅是純電阻，而是電阻和容抗構(gòu)成的阻抗。其等效電路如下：RLRPRPCdCdCfVac圖4—2電導(dǎo)電極測(cè)量等效電路RL—溶液電阻；RP—極化電阻；Cd—微分電容；Cf—分布電容；在測(cè)量一般水時(shí)，由于分布電容Cf很小，其容抗1/（2πfCf）很大，可疏忽其影響，重要是除去表面極化電阻的影響，因此采納較高的測(cè)量頻率，微分電容Cd產(chǎn)生的容抗1/（2πfCd）很小，造成極化電阻短路，測(cè)量的阻抗等于溶液電阻RL。在測(cè)量高純度水的時(shí)候，由于溶液電阻RL很大，接近分布電容產(chǎn)生的容抗1/（2πfCf），測(cè)量的阻抗等于溶液電阻RL和分布電容產(chǎn)生的容抗1/（2πfCf）的并聯(lián)總阻抗，從而造成測(cè)量結(jié)果偏離真正需要測(cè)量的溶液電阻RL。為了除去分布電容的影響，一般測(cè)量高純度水的時(shí)候采納較低的測(cè)量頻率，使分布電容產(chǎn)生的容抗1/（2πfCf）大大加添，從而削減對(duì)測(cè)量溶液電阻RL的影響。另外，選擇電極常數(shù)小的電導(dǎo)電極，降低電極之間溶液的電阻，也可削減純水測(cè)量時(shí)分布電容的影響。4電導(dǎo)儀的測(cè)量原理和電路直讀式電導(dǎo)儀的電路原理圖見(jiàn)圖4—3、圖中Rx是電導(dǎo)池或電導(dǎo)電極（還表示電解質(zhì)溶液的電阻）。由運(yùn)算放大器A和反饋電阻Rf及Rx構(gòu)成一個(gè)比例放大器，若由音頻振蕩器輸出至放大器的電壓為Vi，則放大器輸出電壓為VoVo＝Vi＝（4—5）式中Vo為放大器輸出電壓；Vi放大器輸入電壓；Rf為反饋電阻；Rx為電導(dǎo)電極電阻；K為電極常數(shù)；L為欲測(cè)溶液的電導(dǎo)。當(dāng)Vi、K恒定時(shí)，輸出電壓僅與電導(dǎo)L成正比。這種電路由于運(yùn)算放