水的电导率

水的电导率

由于水中含有各种溶解盐类，并以离子的形式存在。当水中插入一对电极时，通电之后，在电场的作用下，带电的离子就产生一定方向的移动。水中阴离子移向阳极，使水溶液起导电作用，水的导电能力的强弱程度，就称为电导率。电导率是电阻率的倒数，反映了水中含盐量的多少，是衡量水质的一个很重要的指标。它能反映出水中存在的电解质的程度。根据水溶液中电解质的浓度不同，则溶液导电的程度也不同。通过测定溶液的导电度来分析电解质在溶解中的溶解度。这就是电导率仪的基本分析方法。在国际单位制中，电导率的单位称为西门子/米（S/m），其它单位有ms/cm，μs/cm等。

当它用来测量如海水等含盐量高的溶液时，常称为盐量计。当它用来测量酸、碱等溶液的浓度时，又称为酸碱浓度计。

电导率分析仪按其结构可分为电极式和电磁感应式两大类。

电极式电导率仪的电极与溶液直接接触，因而容易发生腐蚀、污染、极化等问题，测量范围受到一定限制。它适用于低电导率（一般为us/cm级，上限至10ms/cm）洁净介质的测量，常用于工业水处理装置的水质分析等场合。

电磁感应式电导率仪又称为电磁浓度计，其感应线圈用耐腐蚀的材料与溶液隔开，为非接触式仪表，所以不会发生腐蚀、污染等问题。由于没有电极，也不存在电极极化问题。但电磁感应对溶液的电导率有一定要求，不能太低。它适用于高电导率（一般为mS/cm级）、强腐蚀性、脏污介质的测量，常用于强酸强碱等浓度分析和污水、造纸、医药、食品等行业。

电极式电导率的测量原理其实就是按欧姆定律测定平行电极间溶液部分的电导。但是，当电流通过电极时，会发生氧化还原反应，从而改变电极附近溶液的组成，产生“极化”现象，从而引起电导测量的严重误差。为此，采用高频交流电测定法，可以减轻或消除上述极化现象，因为在电极表面的氧化和还原迅速交替进行，其结果可以认为没有氧化或还原发生。

此外，电导率测量还受温度的影响。一定浓度的溶液，如温度升高，溶液的电离度变大，离子的活泼性增强，则离子移动速度加快，导电能力增强；反之，则减弱。温度变化对电导测量的影响很大，为此必须采取相应的温度补偿措施。在作精密测量时应该保持恒温，也可在任意温度下测量，然后通过仪器的温度补偿系统，换算成25℃标准温度时的电导率，这样测量数值就可以比较。但是，被测溶液的温度系数很复杂，不同溶液之间和同一种溶液不同浓度之间的温度系数都不一样，所以，从根本意义上来说，一般是无法做到完全进行温度补偿的。

电极式电导率仪由电导电极和转换器组成。转换器采用了适当频率的交流信号的方法，将信号放大处理后换算成电导率。转换器中还可能装有与传感器相匹配的温度测量系统，能补偿到标准温度电导率的温度补偿系统，温度系数调节系统以及电导池常数调节系统，以及自动换档功能等。

电极常数又称为电导池常数或池常数。电极常数K=L/A，是两电极间离子运动路径的平均长度L与电极面积A之比，它由电极的几何尺寸和结构形式所决定。

由于测量溶液的浓度和温度不同，以及测量仪器的精度和频率也不相同，电导电极的常数有时会出现较大的误差，使用一段时间后，电极常数也可能会有变化。因此，新购的电导电极，以及使用一段时间后的电导电极，电极常数应重新测量校验。电导电极常数测量时应注意以下几点：

1．测量时应采用配套使用的电导率仪，不要采用其它型号的电导率仪。

2．测量电极常数的KCL溶液的温度，以接近实际被测溶液的温度为好。

3．测量电极常数的KCL溶液的浓度，以接近实际被测溶液的浓度为好。

对转换器的校准也称为干校，用电阻箱对电子单元(转换器)进行测试。其方法是：按仪表电导率的分度值计算出对应的等效电阻值，然后用一标准交流电阻箱代替电导池中的测量电极接入转换器中，另外用一阻值与基准温度下Rt值相符的无感线绕电阻代替温度补偿电阻Rt，也接入转换器中，根据计算值，对仪表进行校验。