一、纯水电导率概念
我们知道水的导电性能,与水的电阻值大小有关,电阻值大,导电性能差,电阻值小,导电性能就良好。根据欧姆定律,在水温一定的情况下,水的电阻值 R大小与电极的垂直截面积 F成反比,与电极之间的距离 L成正比:
R = \rho \cdot L/F
式中 ρ为电阻率,或称比电阻。电阻的单位为欧姆(欧,代号 Ω),或用微欧(μΩ),1 Ω 等于 106μΩ。电阻率的国际制(SI)单位为欧·米(Ω·m)。
如果电极的截面积 F做成 1 cm²,那么电阻值就等于电阻率。
水的电阻率的大小,与水中含盐量的多少,水中离子浓度、离子的电荷数以及离子的运动速度有关。因此,纯水电阻率很大,超纯水电阻率就更大。也就是说水越纯,电阻率越大。
二、纯水电阻率概念
由于水中含有各种溶解盐类,并以离子的形态存在。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,阳离子移向阴极,使水溶液起导电作用。水的导电能力的强弱程度,就称为电导度 S(或称电导)。电导度反映了水中含盐量的多少,是水的纯净程度的一个重要指标。水越纯净,含盐量越少,电阻越大,电导度越小。超纯水几乎不能导电。电导的大小等于电阻的倒数,即:
S = 1/R
而电导率 κ是电阻率 ρ的倒数,即 κ=1/ρ,其标准单位是西门子每米(S/m),实际常用单位为微西门子每厘米(μS/cm)。
三、纯水的电导率是多少
即使在纯水中也存在着 H+和 OH−两种离子。经常说,纯水是电的不良导体,但是严格地说水仍是一种很弱的电解质,它存在如下的电离平衡:
\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{OH}^- 或2\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_3\text{O}^+ + \text{OH}^-其平衡常数:
K_w = [\text{H}^+][\text{OH}^-] / [\text{H}_2\text{O}] = 10^{-14}式中 Kw称为水的离子积:
[\text{H}^+] = [\text{OH}^-] = 10^{-7} \ \text{mol/L}已知
\lambda_{H^+,0} = 349.82 \, \text{S} \cdot \text{cm}^2/\text{mol}则
\Lambda_{H_2O,0} = \lambda_{H^+,0} + \lambda_{OH^-,0} = 548.42 \, \text{S} \cdot \text{cm}^2/\text{mol}已知水的密度 :
d_{25^\circ \text{C}} = 0.9970781 \, \text{g}/\text{cm}^3
故原有假设为1的水分离子浓度只能达到0.99707。实际上是仅0.99707份额的水离解成 0.99707×10−7的 [H+]和 [OH−],那么离解后的 [H+]和 [OH−]电导率的总和 KH2O用下式求出:
K_{\text{H}_2\text{O}} = (C_m / 1000) \Lambda_{\text{H}_2\text{O}} = (0.99707 \times 10^{-7} / 1000) \times 548.42 = 0.05468 \ \mu\text{S/cm}因此:
\rho_{\text{H}_2\text{O}} = 1 / K_{\text{H}_2\text{O}} = 1 / (0.05468 \times 10^{-9}) = 18.29 \ \text{M}\Omega\cdot\text{cm}四、纯水电导率检测方法
纯化水设备在线电导率与与温度、ph值都密切相关。所以在测量电导率的时候需要充分考虑到温度与ph值的情况。电导率的详细测量方法如下:
(1)使用在线或离线电导率仪,记录测定温度。在表1中,测定温度对应的电导率值即为限度值。如测定温度未在表1中列出,则应采用线性内插法计算得到限度值。如测定的电导率值不大于限度值,则判为符合规定;如测定的电导率值大于限度值,则判为不符合规定。
纯化水设备在线电导率与与温度、ph值都密切相关。所以在测量电导率的时候需要充分考虑到温度与ph值的情况。电导率的详细测量方法如下:
(1)使用在线或离线电导率仪,记录测定温度。在表1中,测定温度对应的电导率值即为限度值。如测定温度未在表1中列出,则应采用线性内插法计算得到限度值。如测定的电导率值不大于限度值,则判为符合规定;如测定的电导率值大于限度值,则判为不符合规定。
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