電導(dǎo)率的定義與影響因素

電導(dǎo)率是物質(zhì)傳送電流的能力，是電阻率的倒數(shù)。在液體中常以電阻的倒數(shù)――電導(dǎo)來衡量其導(dǎo)電能力的大小。水的電導(dǎo)是衡量水質(zhì)的一個(gè)很重要的指標(biāo)。它能反映出水中存在的電解質(zhì)的程度。根據(jù)水溶液中電解質(zhì)的濃度不同，則溶液導(dǎo)電的程度也不同。通過測(cè)定溶液的導(dǎo)電度來分析電解質(zhì)在溶解中的溶解度。這就是電導(dǎo)儀的基本分析方法。

溶液的電導(dǎo)率與離子的種類有關(guān)。同樣濃度電解質(zhì)，它們的電導(dǎo)率也不一樣。通常是強(qiáng)酸的電導(dǎo)率zui大，強(qiáng)堿和它與強(qiáng)酸生成的鹽類次之，而弱酸和弱堿的電導(dǎo)率zui小。因此，通過對(duì)水的電導(dǎo)的測(cè)定，對(duì)水質(zhì)的概況就有了初步的了解。電導(dǎo)率 電阻率的倒數(shù)即稱之為電導(dǎo)率L。在液體中常以電阻的倒數(shù)――電導(dǎo)來衡量其導(dǎo)電能力的大小。電導(dǎo)L的計(jì)算式如下式所示： L=l/R=S/l電導(dǎo)的單位用姆歐又稱西門子。用S表示，由于S單位太大。常采用毫西門子，微西門子單位1S=103mS=106μS。

1.當(dāng)量電導(dǎo)

液體的電導(dǎo)僅說明溶液的導(dǎo)電性能與幾何尺寸間的關(guān)系，未體現(xiàn)出溶液濃度與電性能的關(guān)系。為了能區(qū)分各種介質(zhì)組成溶液的導(dǎo)電性能，必須在電導(dǎo)率的要領(lǐng) 引入濃度的關(guān)系，這就提出了當(dāng)量電導(dǎo)的概念。所謂的當(dāng)量電導(dǎo)就是指把1g當(dāng)量電解質(zhì)的溶液全部置于相距為1cm的兩板間的溶液的電導(dǎo)，符號(hào)“λ”。由于在電導(dǎo)率的基礎(chǔ)上引入了濃度的概念。因此各種水溶液的導(dǎo)電來表示和比較了。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，一般通過對(duì)溶液電導(dǎo)的測(cè)量可掌握水中所溶解的總無機(jī)鹽類的濃度指標(biāo)。

2.溫度對(duì)電導(dǎo)的影響

溶液的電阻是隨溫度升高而減小，即溶液的濃度一定時(shí)，它的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而增加，其增加的幅度約為2%℃-1。另外同一類的電解質(zhì)，當(dāng)濃度不同時(shí)，它的溫度系數(shù)也不一樣。在低濃度時(shí)，電導(dǎo)率的溫度之間的關(guān)系用下式表示： L1=L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)2]由于第二項(xiàng)β(t-t0)2之值較小，可忽略不計(jì)。在低溫時(shí)的電導(dǎo)率與溫度的關(guān)系可用以下近似值L1=L0[1+α(t-t0)]表示，因此實(shí)際測(cè)量時(shí)必須加入溫度補(bǔ)償。

對(duì)于大多數(shù)離子，電導(dǎo)率的溫度系數(shù)大約為+1.4%℃-1～3%℃-1對(duì)于H+和OH-離子，電導(dǎo)率溫度系數(shù)分別為1.5%℃-1和 1.8%℃-1，這個(gè)數(shù)值相對(duì)于電導(dǎo)率測(cè)量的準(zhǔn)確度要求，一般為1%或優(yōu)于1%，是不容忽視的。
純水的電導(dǎo)率
即使在純水中也存在著H+和OH-兩種離子，經(jīng)常說，純水是電的不良導(dǎo)體，但是嚴(yán)格地說水仍是一種很弱的電解質(zhì)，它存在如下的電離平衡：
    H2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH-
   其平衡常數(shù)：
   KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14 
   式中KW稱為水的離子積
    [H+]2=[OH-]2=10-14
    ∴[H+]2=[OH-]2=10-7
    lH2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2
    已知水的密度d25℃/H2O=0.9970781cm3
    故原有假設(shè)為1的水分離子濃度只能達(dá)到0.99707。實(shí)際上是僅0.99707份額的水離解成0.99707.10-7的[H+]和[OH-]，那么離解后的[H+]和[OH-]電導(dǎo)率的總和KH2O用下式求出：
    KH2O=CM/1000λH2O 
    =(0.99707.10-7/1000).548.42
    =0.05468μS.cm-1≈0.054μS.cm-1
    ∴ρH2O=1/KH2O=1/0.05468×10-9
    =18.29(MΩ.cm)≈18.3(MΩ.cm)
    由水的離子積為10-14可推算出理論上的高純水的極限電導(dǎo)為0.0547μS.cm-1，電阻為18.3MΩ.cm(25℃)。
    水的電導(dǎo)率的溫度系數(shù)在不同電導(dǎo)率范圍有不同的溫度系數(shù)。對(duì)于常用的1μS.cm-1的蒸餾水而言大約為+2.5%-1。