Conductivity Measurement Theory Guide - the definition of conductivity and the understanding of conductivity measurement in laboratory environment
Wiedza fachowa
Przewodniki

Pomiar przewodności — poradnik teoretyczny

Wiedza fachowa
Przewodniki
Głównym celem przewodnika jest przekazanie wiedzy i pomoc w zrozumieniu tej techniki analitycznej, co pozwoli uzyskać bardziej wiarygodne i dokładne wyniki pomiarów.
Głównym celem przewodnika jest przekazanie wiedzy i pomoc w zrozumieniu tej techniki analitycznej, co pozwoli uzyskać bardziej wiarygodne i dokładne wyniki pomiarów.

Podręcznik do pomiaru przewodności — teoria i praktyka zastosowań obejmujących pomiar przewodności w laboratorium



Przewodnik zawiera wszelkie ważne podstawy niezbędne do zrozumienia pomiaru przewodności. Ponadto omówiono w nim wszystkie istotne czynniki wpływające na pomiar i możliwe źródła błędów. Broszura nie ogranicza się wyłącznie do aspektów teoretycznych. Zawiera także obszerną część praktyczną z poradnikami krok po kroku oraz wskazówkami pomagającymi wykonać niezawodną kalibrację i pomiary, opisy konkretnych zastosowań oraz rozdział przedstawiający odpowiedzi na często zadawane pytania.

Spis treści:

  • Wprowadzenie do przewodności
  • Teoria, podstawowe informacje i definicja
  • Kodeks najlepszej praktyki
  • Często zadawane pytania
  • Glosariusz
  • Załącznik (Współczynniki korekcji temperaturowej)

 

Pobierz bezpłatny Przewodnik po teorii pomiaru przewodności i poznaj podstawy prawidłowego i dokładnego pomiaru przewodności. Uzyskaj porady i wskazówki od naszych specjalistów z dziedziny elektrochemii i wykorzystaj je w codziennej pracy w laboratorium i w terenie.

Podgląd Przewodnika po teorii pomiaru przewodności

1. Wprowadzenie do przewodności

Przewodność elektryczną mierzy się w praktyce do ponad 100 lat i do dziś pozostaje ważnym i powszechnie stosowanym parametrem analitycznym. Wysoka niezawodność, czułość, szybkie działanie i względnie niskie koszty urządzeń sprawiają, że przewodność jest cennym i łatwym w użyciu narzędziem kontroli jakości. Przewodność elektryczna jest nieswoistym parametrem sumarycznym opisującym wszystkie rozpuszczone związki jonowe (sole, kwasy i niektóre substancje organiczne) w roztworze. Oznacza to, że technikę tę można zastosować do różnicowania wielu różnych rodzajów jonów. Odczyt jest proporcjonalny to połączonego skutku wywołanego przez wszystkie jony w próbce. Dlatego parametr ten jest ważnym narzędziem monitorowania i nadzoru wielu różnych rodzajów wody (wody czystej, wody pitnej, wody naturalnej, wody technologicznej) i innych rozpuszczalników. Jest także stosowany do oznaczania stężeń związków chemicznych, które przewodzą prąd.

 

... dowiedz się więcej z Przewodnika po teorii przewodności ....

 

 

2. Teoria, podstawowe informacje i definicja

2.1 Przewodność elektryczna — podstawowe informacje

Przewodność elektryczna oznacza zdolność danego materiału do przewodzenia prądu elektrycznego. Terminu przewodność można także używać w innych kontekstach (np. w kontekście przewodności cieplnej). Dla uproszczenia w tym przewodniku termin „przewodniość” jest zawsze używany w znaczeniu przewodności elektrycznej.

Transport prądu elektrycznego przez materię zawsze wymaga obecności naładowanych cząsteczek. Przewodniki dzielą się na dwie główne grupy w zależności od charakteru naładowanej cząsteczki. Przewodniki z pierwszej grupy składają sie z siatki atomów otoczonych zewnętrzną powłoką elektronów. Elektrony znajdujące się w tej elektronowej chmurze odrywają się swobodnie od swojego atomu i transportują energię elektryczną poprzez sieć, a zatem poprzez
materiał. Do tej grupy należą metale, grafit i kilka innych związków chemicznych.

Przewodniki z drugiej grupy to tzw. przewodniki jonowe. W przeciwieństwie do przewodników z pierwszej grupy przepływ prądu nie jest wywołany swobodnym ruchem elektronów, lecz przez jony. W związku z tym przepływ ładunku w elektrolitach jest zawsze związany z transportem materii. Przewodniki z drugiej grupy składają się z elektrycznie naładowanych i ruchomych jonów i są określane jako elektrolity. Zachodzi jonizacja

2.2 Definicja przewodności


Zgodnie z prawem Ohma (1) napięcie (V) powstałe w roztworze jest proporcjonalne do przepływającego prądu (I):

 

 

R = rezystancja (ohm, Ω)

V = napięcie (volt, V)

I = natężenie (amper, A)

 

Rezystancja (R) to stała proporcjonalności, którą można obliczyć poprzez pomiar natężenia prądu, o ile znana jest wartość zastosowanego napięcia:

 

.. dowiedz się więcej z Przewodnika po teorii przewodności ....


2.1 Przewodność elektryczna — podstawowe informacje

2.2 Definicja przewodności

2.3  Przewodność roztworów

2.3.1 Rozpuszczone jony

2.3.2 Samojonizacja wody

2.4 Zasada pomiaru

2.5 Czujnik przewodności

2.5.1  2-biegunowa cela konduktometryczna

2.5.2 4-biegunowa cela konduktometryczna

2.5.3 Materiał

2.5.4 Wybór odpowiedniego czujnika

2.6  Wpływ temperatury

2.6.1 Liniowa korekcja temperatury

2.6.2 Korekcja nieliniowa

2.6.3 Woda czysta

2.6.4 Brak

2.7 Zakłócenia pomiaru przewodności

2.7.1 Rozpuszczenie substancji gazowych

2.7.2 Pęcherzyki powietrza

2.7.3 Powlekanie powierzchni elektrody

2.7.4 Błędy związane z geometrią — efekty pól magnetycznych

 

3. Kodeks najlepszej praktyki

Przewodność jest mierzona w bardzo wielu różnych zastosowaniach. Druga część tego przewodnika zawiera wiele praktycznych informacji o zastosowaniach. Po pierwsze, przedstawiono w niej ogólną instrukcję kalibracji, weryfikacji i pomiarów przewodności, w tym szczególny przypadek pomiaru niskiej przewodności. Ponadto omówiono sposoby konserwacji i przechowywania czujników przewodności. W kolejnych rozdziałach znajdziemy szczegółowy opis ważnych zastosowań.

Wszystkie czujniki przewodności METTLER TOLEDO zapewniają dodatkowe tryby pomiaru oprócz pomiarów przewodności. Tabela 7 zawiera opis trybów pomiaru, które są obsługiwane przez miernik. W pkt 3.6 opisano szczegółowo pomiary substancji rozpuszczonych, zasolenia, popiołu konduktometrycznego i bioetanolu.

 

Schemat przewodności
Schemat przewodności

 

 

.. dowiedz się więcej z Przewodnika po teorii przewodności ....

 

3.1 Kalibracja i weryfikacja

3.2 Porady dotyczące stosowania standardowych roztworów

3.3 Pomiar

3.4 Pomiar niskiej przewodności

3.5 Konserwacja i przechowywanie

3.6 Specyficzne zastosowania

3.6.1 Substancje rozpuszczone

3.6.2 Pomiary stężenia

3.6.3 Zasolenie

3.6.4 Woda ultraczysta

3.6.5 Rezystancja

3.6.6 Konduktometryczny pomiar zawartości popiołu

3.6.7 Bioetanol

4. Często zadawane pytania

Jak wybrać właściwy czujnik?


W wyborze właściwego czujnika może pomóc sprawdzenie trzech poniższych kryteriów.


1. Stabilność chemiczna:

  • Między materiałem czujnika a próbką nie mogą zachodzić żadne reakcje chemiczne.

2. Typ konstrukcji:

  • Czujnik 2-biegunowy: najlepsze wyniki przy pomiarach niskiej przewodności
  • Czujnik 4-biegunowy: najlepszy do pomiarów średniej i wysokiej przewodności


3. Stała celi:

  • Używaj czujnika z niską stałą celi (0,01–0,1 cm-1) do pomiarów niskiej przewodności
    i czujnika z wysoką stałą celi (0,5–1,0 cm-1) do pomiarów średniej i wysokiej przewodności.

 

... dowiedz się więcej z Przewodnika po teorii przewodności ....

 

Znajdź właściwy czujnik przewodności w naszym katalogu czujników



5. Glosariusz

Prąd zmienny (AC):  Przepływ ładunku elektrycznego, który okresowo zmienia kierunek na przeciwny.

Anion:                               Jon o ładunku ujemnym.

Kalibracja:                       Empiryczne określenie stałej celi poprzez pomiar wzorca przewodności.

Kation:                              Jon o ładunku dodatnim.

Stała celi K [cm-1]:    Teoretyczna: K = l / A; Stosunek odległości między elektrodami (l) do efektywnej powierzchni
                                         przekroju elektrolitu między biegunami (A).
                                        Stała celi jest stosowana do przekształcania konduktancji w przewodność i jest ustalana w drodze kalibracji.
                                        Różnica między teoretyczną a rzeczywistą stałą celi jest spowodowana liniami pola.

Konduktancja G [S]:        Zdolność materiału do przewodzenia prądu.

 

 

... dowiedz się więcej z Przewodnika po teorii przewodności ....

 

 

6. Załącznik (Współczynniki korekcji temperaturowej)

 

 

... dowiedz się więcej z Przewodnika po teorii przewodności ....

 

6.1 Współczynniki korekcji temperaturowej f25 dla nieliniowej korekcji przewodności

6.2 Współczynniki temperaturowe (wartości α) dla wzorców przewodności METTLER TOLEDO

6.3 Współczynniki przeliczania przewodności na zawartość substancji rozpuszczonych (TDS)

Thank you for visiting www.mt.com. We have tried to optimize your experience while on the site, but we noticed that you are using an older version of a web browser. We would like to let you know that some features on the site may not be available or may not work as nicely as they would on a newer browser version. If you would like to take full advantage of the site, please update your web browser to help improve your experience while browsing www.mt.com.