一、电导率
电导率是以数字表示溶液传导电流的能力,纯水电导率很小,当水中含无机酸、碱或盐时,电导率增加。电导率常用于间接推测水中离子成分的总浓度。水溶液的电导率取决于离子的性质和浓度、溶液的温度和粘度等。
电导率的标准单位是S/m(西门子/米),一般实际使用单位为 μS/cm。新蒸馏水电导率为0.5～2 μS/cm,存放一段时间后,由于空气中的二氧化碳或氨的溶入,电导率可上升至2～4 μS/cm;饮用水电导率在5～1500 μS/cm之间;海水电导率大约为30000 μS/cm;清洁河水电导率约为100 μS/cm。电导率随温度变化而变化,温度每升高1℃,电导率增加约2%,通常规定25 ℃为测定电导率的标准温度。
电导率的测定方法是电导率仪法,电导率仪有实验室内使用的仪器和现场测试仪器两种。而现场测试仪器通常可同时测量pH、溶解氧、浊度、总盐度和电导率五个参数。
1.便携式电导率仪法
(1)方法原理
由于电导是电阻的倒数,因此,当两个电极插入溶液中,可以测出两电极间的电阻R,根据欧姆定律,温度一定时,这个电阻值与电极的间距L(cm)成正比,与电极的截面积A(cm2)成反比。即:R=ρL/A。
由于电极面积A和间距L都是固定不变的,故L/A是一常数,称电导池常数(以Q表示)。比例常数ρ称作电阻率。其倒数1/ρ称为电导率,以K表示。S表示电导度,反映导电能力的强弱,所以,电导率K=QS或K=Q/R。当已知电导池常数,并测出电阻后,即可求出电导率。
(2)干扰及消除
水样中含有粗大悬浮物质、油和脂等干扰测定,可先测水样,再测校准溶液,以了解干扰情况,若有干扰,应经过滤或萃取除去。
(3)仪器和试剂
①测量仪器为各种型号的便携式电导率仪;②纯水:将蒸馏水通过离子交换柱制得,电导率小于10 μS/cm;③仪器配套的校准溶液。
(4)水样测定
注意阅读使携式电导率仪的使用说明书。
(5)注意事项
①确保测量前仪器已经过校准(参考校准程序)。
②将电极插入水样中,注意电极上的小孔必须浸泡在水面以下。
③最好使用塑料容器盛装待测的水样。
④仪器必须保证每月校准一次,更换电极或电池时也需校准。
2.实验室电导率仪法(B)
(1)方法原理
同便携式电导率仪法。
(2)样品保存
水样采集后应尽快分析,如果不能在采样后及时进行分析,样品应贮存于聚乙烯瓶中,并满瓶封存,于4 ℃冷暗处保存,在24 h之内完成测定,测定前应加温至25 ℃。不得加保存剂。
(3)干扰及消除
样品中含有粗大悬浮物质、油和脂干扰测定。可先测水样,再测校准溶液,以了解干扰情况。若有干扰,应过滤或萃取除去。
(4)仪器
①电导率仪:误差不超过1%;②温度计:能读至0.1 ℃;③恒温水浴锅:25 ℃±0.2 ℃。
(5)试剂
①纯水:将蒸馏水通过离子交换柱,电导率小于1 μS/cm;②0.0100 mol/L标准氯化钾溶液。
(6)步骤
注意阅读各种型号的电导率仪使用说明书。
①电导池常数测定
用0.01 mol/L标准氯化钾溶液冲洗电导池三次;将此电导池注满标准溶液,放入恒温水浴中约15 min;测定溶液电阻RKCl,更换标准液后再进行测定重复数次,使电阻稳定在2%范围内,取其平均值;用公式Q=KRKCl计算。
②样品测定
用水冲洗数次电导池,再用水样冲洗后,装满水样,同上述步骤测定水样电阻R。由已知电导池常数Q,得出水样电导率K。同时记录测定温度。
(7)注意事项
①最好使用和水样电导率相近的氯化钾标准溶液测定电导池常数。
②如使用已知电导池常数的电导池,不需测定电导池常数,可调节好仪器直接测定,但要经常用标准氯化钾溶液校准仪器。
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