電導(dǎo)率電導(dǎo)池常數(shù)

1、電導(dǎo)率中文名稱(chēng)：電導(dǎo)率英文名稱(chēng)：conductivity;electricconductivity定義1：在介質(zhì)中該量與電場(chǎng)強(qiáng)度之積等于傳導(dǎo)電流密度。對(duì)于各向同性介質(zhì)，電導(dǎo)率是標(biāo)量；對(duì)于各向異性介質(zhì)，電導(dǎo)率是張量。所屬學(xué)科：電力（一級(jí)學(xué)科）；通論（二級(jí)學(xué)科）定義2：邊長(zhǎng)為1cm的立方體內(nèi)所包含溶液的電導(dǎo)。所屬學(xué)科：機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科）；分析儀器（二級(jí)學(xué)科）；電化學(xué)式分析儀器電化學(xué)式分析儀器一般名詞（三級(jí)學(xué)科）定義3:以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力。單位以每米毫西門(mén)子（mS/m）表示。所屬學(xué)科：生態(tài)學(xué)（一級(jí)學(xué)科）；水域生態(tài)學(xué)（二級(jí)學(xué)科）百科名片電導(dǎo)率電導(dǎo)率，物理學(xué)概念，指在介質(zhì)中該量與電場(chǎng)強(qiáng)度之積

2、等于傳導(dǎo)電流密度。對(duì)于各向同性介質(zhì)，電導(dǎo)率是標(biāo)量；對(duì)于各向異性介質(zhì)，電導(dǎo)率是張量。生態(tài)學(xué)中，電導(dǎo)率是以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電流的能力。單位以每米毫西門(mén)子（mS/m）表示。目錄定義影響因素測(cè)量方法中國(guó)的電導(dǎo)率基準(zhǔn)定義影響因素測(cè)量方法中國(guó)的電導(dǎo)率基準(zhǔn)展開(kāi)編輯本段定義(1)英文：conductivity(orspecificconductance)(2)定義：電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率，(7=1/p。除非特別指明，電導(dǎo)率的測(cè)量溫度是標(biāo)準(zhǔn)溫度(25°C)。(3)單位：在國(guó)際單位制中，電導(dǎo)率的單位是西門(mén)子/米(S/m),其它單位有：s/cm,ns/cm。1S/m=1000ms/m=1000000ns/

3、m=10ms/cm=10000ss/cm。(4)說(shuō)明：電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強(qiáng)，反之越小。另外，不少人將電導(dǎo)跟電導(dǎo)率混淆：電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)。編輯本段影響因素(1)溫度：電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而增高。在一段溫度值域內(nèi)，電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率，必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性，時(shí)?？梢员磉_(dá)為，電導(dǎo)率對(duì)上溫度線(xiàn)圖的斜率。(2)摻雜程度：固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)造成高電導(dǎo)率。水溶液

4、的電導(dǎo)率高低相依于其內(nèi)含溶質(zhì)鹽的濃度，或其它會(huì)分解為電解質(zhì)的化學(xué)雜質(zhì)。水樣本的電導(dǎo)率是測(cè)量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質(zhì)成分等等的重要指標(biāo)。水越純凈，電導(dǎo)率越低(電阻率越高)。水的電導(dǎo)率時(shí)常以電導(dǎo)系數(shù)來(lái)紀(jì)錄；電導(dǎo)系數(shù)是水在25C溫度的電導(dǎo)率。(3)各向異性：有些物質(zhì)會(huì)有異向性(anisotropic)的電導(dǎo)率，必需用3X3矩陣來(lái)表達(dá)(使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，第二階張量，通常是對(duì)稱(chēng)的)。編輯本段測(cè)量方法電導(dǎo)率的測(cè)量通常是溶液的電導(dǎo)率測(cè)量。固體導(dǎo)體的電阻率可以通過(guò)歐姆定律和電阻定律測(cè)量。電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的測(cè)量一般采用交流信號(hào)作用于電導(dǎo)池的兩電極板，由測(cè)量到的電導(dǎo)池常數(shù)K和兩電極板之間的電導(dǎo)G而求得電導(dǎo)率(

5、To電導(dǎo)率測(cè)量中最早采用的是交流電橋法，它直接測(cè)量到的是電導(dǎo)值。最常用的儀器設(shè)置有常數(shù)調(diào)節(jié)器、溫度系數(shù)調(diào)節(jié)器和自動(dòng)溫度補(bǔ)償器，在一次儀表部分由電導(dǎo)池和溫度傳感器組成，可以直接測(cè)量電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率。電導(dǎo)率的測(cè)量原理電導(dǎo)率的測(cè)量原理是將相互平行且距離是固定值L的兩塊極板（或圓柱電極），放到被測(cè)溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢(shì)（為了避免溶液電解，通常為正弦波電壓，頻率13kHz）。然后通過(guò)電導(dǎo)儀測(cè)量極板問(wèn)電導(dǎo)。電導(dǎo)率的測(cè)量需要兩方面信息。一個(gè)是溶液的電導(dǎo)G,另一個(gè)是溶液的幾何參數(shù)Ko電導(dǎo)可以通過(guò)電流、電壓的測(cè)量得到。根據(jù)關(guān)系式S=GG可以等到電導(dǎo)率的數(shù)值。這一測(cè)量原pH/Cond3400i型手持式

6、PH/電導(dǎo)率測(cè)試儀理在直接顯示測(cè)量?jī)x表中得到廣泛應(yīng)用。而K=L/AA測(cè)量電極的有效極板；L兩極板的距離；這一值則被稱(chēng)為電極常數(shù)。在電極間存在均勻電場(chǎng)的情況下，電極常數(shù)可以通過(guò)幾何尺寸算出。當(dāng)兩個(gè)面積為1cm的方形極板，之間相隔1cm組成電極時(shí)，此電極的常數(shù)K=1cmo如果用此對(duì)電極測(cè)得電導(dǎo)值G=1000ns,則被測(cè)溶液的電導(dǎo)率K=1000ss/cm。一般情況下，電極常形成部分非均勻電場(chǎng)。此時(shí)，電極常數(shù)必須用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行確定。標(biāo)準(zhǔn)溶液一般都使用KCl溶液這是因?yàn)镵Cl的電導(dǎo)率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定，準(zhǔn)確。0.1mol/l的KCl溶液在25c時(shí)電導(dǎo)率為12.88ms/cm。所謂非均勻電場(chǎng)

7、（也稱(chēng)作雜散場(chǎng)，漏泄場(chǎng)）沒(méi)有常數(shù)，而是與離子的種類(lèi)和濃度有關(guān)。因此，一個(gè)純雜散場(chǎng)電極是最復(fù)雜的電極，它通過(guò)一次校準(zhǔn)不能滿(mǎn)足寬的測(cè)量范圍的需要。電導(dǎo)電極的種類(lèi)電導(dǎo)申，極一般分為二電極式和多電極式兩種類(lèi)型二電極式電導(dǎo)電極是目前國(guó)內(nèi)使用最多的電導(dǎo)電極類(lèi)型，實(shí)驗(yàn)式二電極式電導(dǎo)電極的結(jié)構(gòu)是將二片鋁片燒結(jié)在二平行玻璃片上，或圓形玻璃管的內(nèi)壁上，調(diào)節(jié)鋁片的面積和距離，就可以制成不同常數(shù)值的電導(dǎo)電極。通常有k=1、K=5、K=10等類(lèi)型。而在線(xiàn)電導(dǎo)率儀上使用的二電極式電導(dǎo)電極常制成圓柱形對(duì)稱(chēng)的電極。當(dāng)K=1時(shí)，常采用石墨，當(dāng)K=0.1、0.01時(shí)，材料可以是不銹鋼或鈦合金。多電極式電導(dǎo)電極，一般在支持體上有幾

8、個(gè)環(huán)狀的電極，通過(guò)環(huán)狀電極的串聯(lián)和并聯(lián)的不同組合，可以制成不同常數(shù)的電導(dǎo)電極。環(huán)狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鈦合金和柏金。電導(dǎo)電極還有四電極類(lèi)型和電磁式類(lèi)型。四電極電導(dǎo)電極的優(yōu)點(diǎn)是可以避免電極極化帶來(lái)的測(cè)量誤差，在國(guó)外的實(shí)驗(yàn)式和在線(xiàn)式電導(dǎo)率儀上較多使用。電磁式電導(dǎo)電極的特點(diǎn)是適宜于測(cè)量高電導(dǎo)率的溶液，一般用于工業(yè)電導(dǎo)率儀中，或利用其測(cè)量原理制成單組分的濃度計(jì)，如鹽酸濃度計(jì)、硝酸濃度計(jì)等。電導(dǎo)電極常數(shù)根據(jù)公式K=S/G,電極常數(shù)K可以通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)電極在一定濃度的KCL溶液中的電導(dǎo)G來(lái)求得，止匕時(shí)KCL溶液的電導(dǎo)率S是已知的。由于測(cè)量溶液的濃度和溫度不同，以及測(cè)量?jī)x器的精度和頻率也不同，電導(dǎo)電

9、極常數(shù)K有時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，使用一段時(shí)間后，電極常數(shù)也可能會(huì)有變化，因此，新購(gòu)的電導(dǎo)電極，以及使用一段時(shí)間后的電導(dǎo)電極，電極常數(shù)應(yīng)重新測(cè)量標(biāo)定，電導(dǎo)電極常數(shù)測(cè)量時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1 .測(cè)量時(shí)應(yīng)采用配套使用的電導(dǎo)率儀，不要采用其它型號(hào)的電導(dǎo)率儀。2 .測(cè)量電極常數(shù)的KCL溶液的溫度，以接近實(shí)際被測(cè)溶液的溫度為好。3 .測(cè)量電極常數(shù)的KCL溶液的濃度，以接近實(shí)際被測(cè)溶液的濃度為電導(dǎo)率的溫度補(bǔ)償電導(dǎo)率測(cè)量是與溫度相關(guān)的。溫度對(duì)電導(dǎo)率的影響程度依溶液的不同而不同，可以用下面的公式求得：Gt=Gtcal1+a(T-Tcal)其中：Gt=某一溫度(°C)下的電導(dǎo)率；Gtcal=標(biāo)準(zhǔn)溫度(

10、76;C)下的電導(dǎo)率；Tcal=溫度修正值；a=標(biāo)準(zhǔn)溫度(。C)下溶液的溫度系數(shù)。下表列出了常用溶液的a值。要得到其他溶液的a值，只要測(cè)量某個(gè)溫度范圍內(nèi)的電導(dǎo)率，并以溫度為縱軸繪出相應(yīng)的電導(dǎo)率的變化曲線(xiàn)，與標(biāo)準(zhǔn)溫度相對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)點(diǎn)為該溶液的a值。溶液(25°C)濃度Alpha(a)鹽酸10wt%1.56氯化鉀溶液10wt%1.88硫酸50wt%1.93氯化鈉溶液10wt%2.14氫氟酸1.5wt%7.20硝酸31wt%31.0市場(chǎng)上所銷(xiāo)售的所有電導(dǎo)儀都可以參照標(biāo)準(zhǔn)溫度（通常為25C）進(jìn)行調(diào)節(jié)的或自動(dòng)溫度補(bǔ)償。大多數(shù)固定溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀的a調(diào)節(jié)為2%，C（近似25°C時(shí)氯化鈉溶

11、液的a）?？烧{(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀可以把a(bǔ)調(diào)節(jié)到更加接近所測(cè)溶液的a。編輯本段中國(guó)的電導(dǎo)率基準(zhǔn)中國(guó)和不少?lài)?guó)家的電導(dǎo)率基準(zhǔn)是以相對(duì)測(cè)量法建立的，是一種國(guó)家副基準(zhǔn)。將一種純度優(yōu)于99.99%的高純度氯化鉀作為符合國(guó)際推薦的電導(dǎo)率基準(zhǔn)物質(zhì)，由它所配制的基準(zhǔn)溶液應(yīng)具有國(guó)際推薦電導(dǎo)率值。以25c的溶液電導(dǎo)率為超始點(diǎn)，相應(yīng)地測(cè)出各個(gè)電導(dǎo)率常數(shù)，然后按下式求出其他溫度的電導(dǎo)率常數(shù)KK=K0（1-at）式中，K0為0c下電導(dǎo)池常數(shù)；a為制作電導(dǎo)池所用玻璃線(xiàn)性膨脹系數(shù)；t為溶液溫度，單位C。上式為近似推導(dǎo)結(jié)果，與考慮復(fù)雜情況時(shí)最多不會(huì)超過(guò)正負(fù)1xl0«-5）的差別。再根據(jù)不同溫度下各溶液在相應(yīng)電導(dǎo)池上所實(shí)測(cè)到的電阻值，相應(yīng)地計(jì)算出各溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率。因?yàn)殡妼?dǎo)池常數(shù)相對(duì)變化的溫度系數(shù)為-8.49x10A(-6)C-1,而KCl溶液電導(dǎo)率的溫度系數(shù)大約為+2x10A(-2)C-10因止匕，假如