Conductivity Measurement Theory Guide - the definition of conductivity and the understanding of conductivity measurement in laboratory environment
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Medição de Condutividade - Guia Teórico

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O principal objetivo deste guia de condutividade é disseminar o conhecimento e a compreensão desta técnica analítica, o que levará a resultados mais precisos e confiáveis.
O principal objetivo deste guia de condutividade é disseminar o conhecimento e a compreensão desta técnica analítica, o que levará a resultados mais precisos e confiáveis.

Um guia para medição de condutividade - Teoria e prática de aplicações de condutividade no ambiente laboratorial



Este guia apresenta todos os importantes fundamentos necessários para uma boa compreensão da medição de condutividade. Além disso, são discutidos todos os fatores importantes que influenciam a medição e possíveis fontes de erros. Este catálogo não se limita a aspectos teóricos. Nele estão incluídos também uma parte prática substancial com tutoriais e orientações passo a passo para calibração e medições, descrições de aplicações específicas, e uma seção com respostas a perguntas frequentes.

Índice:

  • Introdução à condutividade
  • Teoria, informações básicas e definição
  • Código de melhores práticas
  • Perguntas Frequentes
  • Glossário
  • Apêndice (Fatores de correção de temperatura)

 

Faça o download gratuito do Guia teórico de medição de condutividade e conheça os fundamentos para uma medição correta e precisa de condutividade. Obtenha dicas e sugestões inteligentes de nossos especialistas eletroquímicos para seu trabalho diário no ambiente laboratorial.

Visão preliminar do Guia teórico de medição de condutividade:

1. Introdução à condutividade

A condutividade elétrica tem sido medida na prática por mais de 100 anos e ainda é um importante parâmetro analítico muito utilizado hoje em dia. A alta confiabilidade, sensibilidade, rapidez de resposta e o custo relativamente baixo do equipamento, fazem da condutividade uma ferramenta valiosa de fácil utilização para o controle de qualidade. A condutividade elétrica é um parâmetro de soma não específico de todas as espécies iônicas dissolvidas (sais, ácidos, bases e algumas substâncias orgânicas) em uma solução. Isso significa que esta técnica não é capaz de diferenciar entre diversos tipos de íons. A leitura é proporcional ao efeito combinado de todos os íons na amostra. Portanto, é uma ferramenta importante para o monitoramento e vigilância de uma vasta gama de diferentes tipos de água (água pura, água potável, água natural, água de processo, etc.) e outros solventes. Também é utilizada para determinar as concentrações de produtos químicos condutores.

 

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2. Teoria, informações básicas e definição

2.1 Condutividade elétrica – Informações básicas

A condutividade elétrica é a capacidade de um material de conduzir uma corrente elétrica. O termo condutividade também pode ser usado em outros contextos (por exemplo, condutividade térmica). Para simplificar, neste guia, o termo “condutividade” é sempre usado no sentido de condutividade elétrica.

O transporte de eletricidade através da matéria sempre requer a presença de partículas carregadas. Os condutores podem ser classificados em dois grupos principais, com base na natureza das partículas carregadas. Os condutores no primeiro grupo consistem em uma malha de átomos com uma camada externa de elétrons. Os elétrons nessa "nuvem de elétrons" podem dissociar-se livremente de seus átomos e transportar eletricidade através da malha molecular e, portanto, também através
do material. Metais, grafite e alguns outros compostos químicos pertencem a esse grupo.

Os condutores no segundo grupo são chamados condutores iônicos. Em contraste com os condutores do primeiro grupo, o fluxo de corrente não é causado por elétrons se movimentando livremente, mas por íons. Assim, a transferência de carga nos eletrólitos está sempre vinculada ao transporte de matéria. Os condutores no segundo grupo consistem de íons eletricamente carregados e móveis, e são chamados eletrólitos. A ionização ocorre

2.2 Definição de condutividade


De acordo com a lei de Ohm, (1) a tensão (V) definida em uma solução é proporcional à corrente de fluxo (I):

 

 

R = resistência (ohm, Ω)

V = tensão (volt, V)

I = corrente (ampere, A)

 

A resistência (R) é uma constante de proporcionalidade e pode ser calculada pelo fluxo medido da corrente se uma tensão conhecida for aplicada:

 

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2.1 Condutividade elétrica – Informações básicas

2.2 Definição de condutividade

2.3  Condutividade de soluções

2.3.1 Íons dissolvidos

2.3.2 Autoionização da água

2.4 Princípio de medição

2.5 Sensor de condutividade

2.5.1  Célula de condutividade 2 polos

2.5.2 Célula de condutividade 4 polos

2.5.3 Material

2.5.4 Seleção do sensor correto

2.6  Efeitos da temperatura

2.6.1 Correção de temperatura linear

2.6.2 Correção não linear

2.6.3 Água pura

2.6.4 Nenhum

2.7 Interface da medição de condutividade

2.7.1 Dissolução de substâncias gasosas

2.7.2 Bolhas de ar

2.7.3 Revestimento da superfície do eletrodo

2.7.4 Erros relacionados à geometria – Efeitos de campo

 

3. Código de melhores práticas

A condutividade é medida em uma ampla faixa de aplicações diferentes. A segunda parte deste guia fornece grande quantidade de conhecimento específico sobre aplicações. Primeiramente, é descrito um modo de operação geral para calibração, verificação e medições de condutividade, incluindo o caso especial de baixa medição de condutividade. Além disso, são discutidas a manutenção e armazenamento de sensores de condutividade. Nos capítulos a seguir, as aplicações mais importantes são descritas em detalhes.

Todos os medidores de condutividade METTLER TOLEDO fornecem outros modos de medição além das medições de condutividade. A tabela 7 apresenta uma visão geral dos modos de medição suportados por um medidor. TDS, salinidade, cinzas condutimétricas e medições de bioetanol são descritas em detalhes na seção 3.6.

 

Quadro de aplicação de condutividade
Quadro de aplicação de condutividade

 

 

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3.1 Calibração e verificação

3.2 Dicas de uso de soluções padrão

3.3 Medição

3.4 Medições de condutividade baixa

3.5 Manutenção e armazenamento

3.6 Aplicações específicas

3.6.1 TDS

3.6.2 Medições de concentração

3.6.3 Salinidade

3.6.4 Água ultrapura

3.6.5 Resistividade

3.6.6 Cinzas condutimétricas

3.6.7 Bioetanol

4. Perguntas Frequentes

Como escolher o sensor correto?


Verificar os três critérios a seguir ajudará você a escolher o sensor correto.


1. Estabilidade química:

  • Não pode haver nenhuma reação química entre o material do sensor e a amostra.

2. Tipo de construção:

  • Sensor de 2 polos: Ideal para medições de baixa condutividade
  • Sensor de 4 polos: Ideal para medição de média a alta condutividade


3. Constante de célula:

  • Utilize um sensor com uma baixa constante de célula (0,01 a 0,1 cm-1) para medições de baixa condutividade
    e um sensor com uma constante de célula mais alta (0,5 a 1,0 cm-1) para medições de média a alta condutividade.

 

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5. Glossário

Corrente alternada (CA):  Fluxo de carga elétrica que periodicamente inverte a direção.

Ânion:                               Um íon de carga negativa.

Calibração:                       Determinação empírica da constante de célula pela medição de uma solução padrão.

Cátion:                              Um íon de carga positiva.

Constante de célula K [cm-1]:    Teórico: K = l / A; A relação da distância entre os eletrodos (I) e a área
                                         efetiva da seção transversal do eletrólito entre os polos (A).
                                        A constante de célula é utilizada para transformar a condutância em condutividade e é determinada por calibração.
                                        A diferença entre a constante de célula teórica e real é causada por linhas de campo.

Condutância G [S]:        A capacidade do material conduzir eletricidade.

 

 

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6. Apêndice (Fatores de correção de temperatura)

 

 

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6.1 Fatores de correção de temperatura f25 para correção não-linear

6.2 Coeficientes de temperatura (valores α) para os padrões de condutividade da METTLER TOLEDO

6.3 Condutividade em fatores de conversão TDS

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