Электропроводность веществ

Содержание

Введение и определения

Удельная электрическая проводимость (или удельная электропроводность)

является мерой способности вещества проводить электрический ток или перемещать электрические заряды в нем. Это отношение плотности тока к напряженности электрического поля. Если рассмотреть куб из проводящего материала со стороной 1 метр, то удельная проводимость будет равна электрической проводимости, измеренной между двумя противоположными сторонами этого куба.

Удельная проводимость связана с проводимостью следующей формулой:

G = σ(A/l)

где G

— электрическая проводимость,σ — удельная электрическая проводимость,А — поперечное сечение проводника, перпендикулярное направлению электрического тока иl — длина проводника. Эту формулу можно использовать с любым проводником в форме цилиндра или призмы. Отметим, что эту формулу можно использовать и для прямоугольного параллелепипеда, потому что он является частным случаем призмы, основанием которой является прямоугольник. Напомним, что удельная электрическая проводимость — величина, обратная удельному электрическому сопротивлению.

Людям, далеким от физики и техники, бывает сложно понять разницу между проводимостью проводника и удельной проводимостью вещества. Между тем, конечно, это разные физические величины. Проводимость — это свойство данного проводника или устройства (например, резистора или гальванической ванны), в то время как удельная проводимость — это неотъемлемое свойство материала, из которого изготовлены этот проводник или устройство. Например, удельная проводимость меди всегда одинаковая, независимо от того как изменяется форма и размеры предмета из меди. В то же время, проводимость медного провода зависит от его длины, диаметра, массы, формы и некоторых других факторов. Конечно, похожие объекты из материалов с более высокой удельной проводимостью имеют более высокую проводимость (хотя и не всегда).

Удельная проводимость меди — величина постоянная и не зависит от формы и размеров предметов, изготовленных из меди

В Международной системе единиц (СИ) единицей удельной электрической проводимости является сименс на метр (См/м)

. Входящая в нее единица проводимости названа в честь немецкого ученого, изобретателя, предпринимателя Вернера фон Сименса (1816–1892 гг.). Основанная им в 1847 г. компания Siemens AG (Сименс) является одной из самых больших компаний, выпускающих электротехническое, электронное, энергетическое, транспортное и медицинское оборудование.

Диапазон удельных электрических проводимостей очень широк: от материалов, обладающих высоким удельным сопротивлением, таких как стекло (которое, между прочим, хорошо проводит электрический ток, если его нагреть докрасна) или полиметилметакрилат (органическое стекло) до очень хороших проводников, таких как серебро, медь или золото. Удельная электрическая проводимость определяется количеством зарядов (электронов и ионов), скоростью их движения и количеством энергии, которое они могут переносить. Средними значениями удельной проводимости обладают водные растворы различных веществ, которые используются, например, в гальванических ваннах. Другим примером электролитов со средними значениями удельной проводимости является внутренняя среда организма (кровь, плазма, лимфа и другие жидкости).

Проводимость металлов, полупроводников и диэлектриков подробно обсуждается в следующих статьях Конвертера физических величин TranslatorsCafe.com: Подробнее об электрическом сопротивлении, Подробнее об удельном электрическом сопротивлении и Электрическая проводимость. В этой статье мы обсудим подробнее удельную проводимость электролитов, а также методы и простое оборудование для ее измерения.

Определения

Сопротивление R пропорционально расстоянию l между электродами и обратно пропорционально площади поперечного сечения образца A ( обозначено буквой S на рисунке выше). Записывая ρ (rho) для удельного сопротивления (или удельного сопротивления ),

рзнак равнолАρ.{\ displaystyle R = {\ frac {l} {A}} \ rho.}

На практике кондуктометрическая ячейка калибруется с использованием растворов с известным удельным сопротивлением ρ * , поэтому величины l и A не обязательно должны быть известны точно. Если сопротивление калибровочного раствора является R * , клетка-константа, С , происходит.

р*знак равноC×ρ*{\ Displaystyle R ^ {*} = C \ times \ rho ^ {*}}

Удельная проводимость (проводимость) κ (каппа) обратно пропорциональна удельному сопротивлению.

κзнак равно1ρзнак равноCр{\ displaystyle \ kappa = {\ frac {1} {\ rho}} = {\ frac {C} {R}}}

Электропроводность также зависит от температуры . Иногда отношение l и A называется константой ячейки, обозначается как G * , а проводимость обозначается как G. Тогда удельную проводимость κ (каппа) удобнее записать как

κзнак равнограмм*×грамм{\ Displaystyle \ каппа = G ^ {*} \ раз G}

Измерение

Принцип измерения

Электропроводность раствора в электролите измеряется путем определения сопротивления раствора между двумя плоскими или цилиндрическими электродами , разделенных на фиксированное расстояние. Переменное напряжение используется во избежание электролиза . Сопротивление измеряется кондуктометром . Типичные используемые частоты находятся в диапазоне 1–3 кГц . Зависимость от частоты обычно невелика, но может стать заметной на очень высоких частотах — эффект, известный как эффект Дебая – Фалькенхагена .

На рынке имеется широкий выбор приборов. Чаще всего используются два типа электродных датчиков: электродные датчики и индукционные датчики. Электродные датчики со статической конструкцией подходят для низкой и средней проводимости и существуют в различных типах, с 2 или 4 электродами, где электроды могут быть расположены напротив друг друга, плоские или в цилиндре. Электродные ячейки с гибкой конструкцией, в которой расстояние между двумя противоположно расположенными электродами может варьироваться, обеспечивают высокую точность и также могут использоваться для измерения высокопроводящих сред. Индуктивные датчики подходят для жестких химических условий, но требуют большего объема пробы, чем электродные датчики. Датчики проводимости обычно калибруются растворами KCl известной проводимости. Электролитическая проводимость сильно зависит от температуры, но многие коммерческие системы предлагают автоматическую температурную коррекцию. Таблицы эталонных проводимостей доступны для многих распространенных решений.

Удельная электропроводность некоторых веществ (таблица)[править | править код]

Удельная проводимость приведена при температуре +20 °C:

Вещество	См/м	Вещество	См/м	Вещество	См/м	Вещество	См/м	Вещество	См/м
серебро	62 500 000	молибден	18 500 000	олово	8 330 000	ртуть	1 040 000	мрамор	10−8
медь	59 500 000	вольфрам	18 200 000	сталь литая	7 690 000	нихром	893 000	стекло	10−11
золото	45 500 000	цинк	16 900 000	свинец	4 810 000	графит	125 000	фарфор	10−14
алюминий	38 000 000	никель	11 500 000	нейзильбер	3 030 000	вода морская	3	кварцевое стекло	10−16
магний	22 700 000	железо чистое	10 000 000	константан	2 000 000	земля влажная	10−2	янтарь	10−18
иридий	21 100 000	платина	9 350 000	манганин	2 330 000	вода дистилл.	10−4

Основные свойства проводников

Классическая электронная теория металлов представляет твердый проводник в виде системы состоящей из узлов кристаллической ионной решетки внутри которой находится электронный газ из свободных электронов. От каждого атома металла в свободное состояние переходит 1-2 электрона. При столкновении электронов с узлами кристаллической решетки энергия, накопленная при ускорении электронов в электрическом поле, передается металлической основе проводника. Вследствие чего он нагревается. Электронная теория металлов дает возможность аналитически описать и объяснить основные законы электропроводности и потерь электрической энергии в металлах.

Опыты подтвердили гипотезу о электронном газе в металлах, а именно:1)При длительном пропускании электрического тока через цепь, состоящую из одних металлических проводников не наблюдается проникновение атомов одного металла в другой.2)При нагреве металлов до высоких температур скорость теплового движения свободных электронов увеличивается и наиболее быстрые из них могут вылетать из металла преодолевая силы поверхностного потенциального барьера.3)В момент неожиданной остановки быстро двигавшегося проводника происходит смещение электронного газа по закону инерции в направлении движения. Смещение электронов приводит к появлению разности потенциалов на концах заторможенного проводника и стрелка подключенного к ним измерительного прибора отклоняется по шкале4)Исследуя поведение металлических проводников в магнитном поле установили, что вследствие искривления траектории электронов в металлической пластине, помещенной в поперечное магнитное поле, появляется ЭДС и изменяется электрическое сопротивление проводника.

Представляя металл как систему, в которой положительные ионы скрепляются посредствам свободно движущихся электронов, легко понять природу всех основных свойств металлов: пластичность, ковкость, теплопроводность, электропроводность.К важнейшим параметрам, характеризующим свойства проводниковых материалов относятся: удельная проводимость γ или обратная ей величина — удельное сопротивление ρ, температурный коэффициент удельного сопротивления , коэффициент теплопроводности, контактная разность потенциалов и термоэлектродвижущая сила (термо ЭДС) ε, предел прочности при растяжении и относительное удлинение перед разрывом .Удельная проводимость металлических проводников согласно классической теории металлов может быть выражена:

гдее — заряд электрона;_n0 — число свободных электронов в единице объема металла;λ — средняя длина свободного пробега электрона между двумя соударениями с узлами решетки;m — масса электрона;υ_T— средняя скорость теплового движения свободного электрона в металле.

Удельная электропроводность

СЛ. 10 (0) величина 1/r, обратная удельному сопротивлению, называемая удельной электропроводностью.Обозначается она буквой c(греч. «каппа»), С учетом этого обозначения уравнение (***) примет вид:

(1) Если S = 1 см2, аl — 1см, тоL, =c. Удельная электропроводность электролита c представляет собой величину, обратную сопротивлению столба раствора длиной в 1 см и площадью сечения в 1см2. Измеряется удельная электропроводность в. Поскольку в растворах электролитов при прохождении электричества ионы перемещаются между электродами и отдают свой заряд только на их поверхности, то в приведенной формуле S обозначает площадь, l — расстояние между электродами.

(2) Например, удельное сопротивление образца воды при 18°С равно r=2*106ом•см.

Удельная электропроводность этого образца воды будет равна:

Если мы опустим в эту воду два электрода площадью в 1 см2,

то при расстоянии между электродами в 1см и разности потенциалов в 1в сила тока будет равна 5 • 10-7а (при 18° С). Электропроводность растворов электролитов зависит от общего числа их ионов в единице объема раствора. Вследствие этого удельная электропроводность электролитов зависит от концентрации раствора. По мере увеличения концентрации электролита удельная электропроводность сначала растет, а затем уменьшается, так как вместе с ростом числа ионов уменьшается скорость их перемещения, а также степень диссоциации вещества. Первый фактор действует в растворах сильных электролитов, второй – в растворах слабых электролитов. При достижении определенной концентрации раствора влияние перечисленных факторов становится настолько значительным, что дальнейшее увеличение концентрации приводит к уменьшению электропроводности (рис. 2СЛ. 11). Удельная электропроводность растворов электролитов зависит также от индивидуальных свойств ионов. Дело в том, что количество переносимого ионами электрического тока в растворе электролита зависит не только от числа ионов в единице объема, но и от скорости их движения.

Известно, что различные ионы движутся в электрическом поле с неодинаковой скоростью. В табл. 1 СЛ. 12 приведены значения скорости движения некоторых ионов, отнесенные к падению потенциала в 1 в/см

(абсолютные скорости движения ионов).

Таблица 1

Абсолютные скорости ионов (см*сек) в воде при 18°С и разности потенциалов 1 в/см

Катионы	Скорость 10-4	Анионы	Скорость 10-1
H+	32,7	OH-	18,70
Li+	3,50	Cl-	6,85
Na+	4,60	NO3-	6,40
K+	6,75	I-	6,95
NH4+	6,70	MnO4-	5,60

Как видно из табл. 1 скорости движения ионов при прохождении электрического тока в общем очень малы по сравнению со скоростями движения молекул в газах. Так, ион водорода в водной среде движется приблизительно в сто миллионов раз медленнее, чем молекула Н2 в газообразной среде. Объясняется это тем, что ионы в воде гидратированы и при движении испытывают огромное сопротивление со стороны среды (растворителя). Из данных табл. 1 видно, что ионы Н+ и ОН- обладают по сравнению со всеми другими ионами наибольшими абсолютными скоростями, что нельзя объяснить только малым радиусом ионов Н+ и ОН-. Радиус ОН- -иона (1,40А°) соизмерим с радиусами других ионов, ион Н+ в водных растворах существует лишь в виде иона гидроксония Н3О+, радиус которого также сравним с радиусами многих ионов.

Электропроводность растворов зависит также и от заряда ионов: чем он выше, тем большее количество электричества переносит ион с одного электрода на другой. Так, каждый двухзарядный анион отдает аноду два электрона, а однозарядный – только один.

Удельная электропроводность растворов зависит также от температуры. Эта зависимость довольно сложная. При повышении температуры скорость движения ионов возрастает в связи с уменьшением вязкости среды. Кроме того, изменение температуры влияет на степень электролитической диссоциации электролита и тем самым на электропроводность раствора. Повышение температуры на 1°С ведет к ускорению движения ионов, а следовательно, к возрастанию электропроводности раствора на 1,5—2,7%.

Поскольку удельная электропроводность зависит от многих факторов, на основе ее изучения не представляется возможным- сделать каких-либо выводов общего характера. Поэтому для удобства учета влияния на электропроводность растворов электролитов их концентрации и взаимодействия между ионами Ленцем было введено понятие об эквивалентной электропроводности.

Удельная электрическая проводимость

Удельная электрическая проводимость раствора электролита ( ) — это проводимость объема раствора, заключенного между двумя параллельными электродами, имеющими площадь по одному квадратному метру и расположенными на расстоянии 1 м друг от друга.

Удельная электрическая проводимость является величиной обратной удельному сопротивлению (ρ

). Тогда из (9) получаем: . (10) , где φ — постоянная сосуда.

Следовательно, размерность величины удельной электрической проводи- мости =См/м, где См (Сименс) — это обозначение единицы измерения электропроводности.

В электрохимии часто пользуются традиционным определением удельной электрической проводимости: это проводимость объема, раствора, располо- женного между параллельными электродами, расстояние между которыми составляет 1 м, а площадь каждого из них равна 1 см2. При этом размерность .

Удельная электрическая проводимость электролитов определяется количеством и зарядом ионов, переносящих электричество, а также скоростью их движения в электрическом поле.

График зависимости от концентрации раствора для сильных электролитов представ- ляет собой кривую с четко выраженным максимумом, а для слабых — этот максимум в значительной степени размыт и практически не проявляется (рис. 1). В области малых концентраций растворов сильных и слабых электролитов рост электрической проводимости обусловлен увеличением количества ионов — переносчиков электричества.

При увеличении концентрации растет плотность раствора, что снижает скорость движения ионов, при этом у слабых электролитов заметно снижается степень диссоциации, поэтому для слабых электролитов начинает уменьшаться в области значительно более разбавленных растворов и роста электропро- водности практически не наблюдается, а максимум на кривой получается очень пологим.

Повышение температуры на 1 Кувеличивает удельную электропро- водность на 2 — 2,5% за счет понижения вязкости раствора и уплотнения гидратированных ионов, а для растворов слабых электролитов — за счет увеличения степени диссоциации в случае эндотермической реакции растворения электролита.

На величину удельной электрической проводимости, кроме перечисленных факторов, влияет валентность (заряд) иона, так как чем больше заряд иона, тем большее количество электричества он переносит. Так, двухвалентный анион отдает аноду два электрона, в то время как одновалентный — только один. Давление не оказывает заметного влияния на удельную электрическую проводимость. Таким образом, удельная электрическая проводимость зависит от многих факторов, но, как это следует из определения, она не относится к

Рис. 1. Зависимость удельной электрической проводимости сильных и слабых электролитов от концентрации раствора

определенному количеству вещества (концентрация раствора между электродами, находящимися на расстоя-

нии 1 м не оговорена и может быть любой). В связи с этим в электрохимии введено понятие молярной электрической проводимости раствора электролита. В более ранних изданиях учебной литературы этот тип электрической проводимости называется эквивалентной.

Какой металл является наилучшим проводником?

Самый лучший проводник тепла и электричества является также и самым отражающим из всех химических элементов. Главный недостаток серебра в том, что оно слишком дорогое. Единственная причина, почему в нашем электрооборудовании мы используем не серебряные, а медные провода, заключается в том, что медь – второй по проводимости элемент – намного дешевле.

Помимо украшений, серебро главным образом используется в фотопромышленности, батарейках с длительным сроком эксплуатации и солнечных панелях.

Серебро обладает любопытнейшей способностью стерилизовать воду. Причем требуется буквально крошечное количество – десять частей на миллиард. Сей удивительный факт был известен еще с древнейших времен: так, в V веке до н. э. Геродот писал о персидском царе Кире, который постоянно возил с собой личный запас воды, взятой из особого источника, вскипяченной и запечатанной в серебряные сосуды.

Примечания

— статья из Большой советской энциклопедии
Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 105. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
В случае совпадения двух из трех собственных чисел σi{\displaystyle \sigma _{i}}, есть произвол в выборе такой системы координат (собственных осей тензора σ{\displaystyle \sigma }), а именно довольно очевидно, что можно произвольно повернуть её относительно оси с отличающимся собственным числом, и выражение не изменится. Однако это не слишком меняет картину. В случае же совпадения всех трех собственных чисел мы имеем дело с изотропной проводимостью, и, как легко видеть, умножение на такой тензор сводится к умножению на скаляр.
Для многих сред линейное приближение является достаточно хорошим или даже очень хорошим для достаточно широкого диапазона величин электрического поля, однако существуют среды, для которых это совсем не так уже при весьма малых E.
Впрочем, если речь идет об однородном веществе, как правило, если что-то подобное имеет место, проще описать коллективное возмущение как квазичастицу.
Здесь мы для простоты не рассматриваем анизотропных кристаллов с тензорной подвижностью, считая μ скаляром; впрочем, при желании можно считать его тензором, понимая произведение μE→{\displaystyle \mu {\vec {E}}} в матричном смысле.
Кухлинг Х. Справочник по физике. Пер. с нем., М.: Мир, 1982, стр. 475 (табл. 39); значения удельной проводимости вычислены из удельного сопротивления и округлены до 3 значащих цифр.
↑ Герасимов В. Г., Грудинский П. Г., Жуков Л. А. Электротехнический справочник. В 3-х томах. Т.1 Общие вопросы. Электротехнические материалы / Под общей редакцией профессоров МЭИ. — 6-е изд.. — Москва: Энергия, 1980. — С. 353. — 520 с. — ISBN ББК 31.2.

Общая минерализация

Устройства для измерения удельной электрической проводимости часто используют для определения общей минерализации или содержания твёрдых веществ

(англ. total dissolved solids, TDS). Это мера общего количества органических и неорганических веществ, содержащихся в жидкости в различных формах: ионизированной, молекулярной (растворенной), коллоидной и в виде суспензии (нерастворенной). К растворенным веществам относятся любые неорганические соли. Главным образом, это хлориды, бикарбонаты и сульфаты кальция, калия, магния, натрия, а также некоторые органические вещества, растворенные в воде. Чтобы относиться к общей минерализации, вещества должны быть или растворенными, или в форме очень мелких частиц, которые проходят сквозь фильтры с диаметром пор менее 2 микрометров. Вещества, которые постоянно находятся в растворе во взвешенном состоянии, но не могут пройти сквозь такой фильтр, называетсявзвешенными твердыми веществами (англ. total suspended solids, TSS). Общее количество взвешенных веществ обычно измеряется для определения качества воды.

Галерея фильтрации воды на водоочистных сооружениях им. Р. К. Харриса в Торонто, Онтарио, Канада

Существует два метода измерения содержания твердых веществ: гравиметрический анализ

, являющийся наиболее точным методом, иизмерение удельной проводимости . Первый метод — самый точный, но требует больших затрат времени и наличия лабораторного оборудования, так как воду нужно выпарить до получения сухого остатка. Обычно это производится при температуре 180°C в лабораторных условиях. После полного испарения остаток взвешивается на точных весах.

Второй метод не такой точный, как гравиметрический анализ. Однако он очень удобен, широко распространен и является наиболее быстрым методом, так как представляет собой простое измерение проводимости и температуры, выполняемое за несколько секунд недорогим измерительным прибором. Метод измерения удельной электропроводности можно использовать в связи с тем, что удельная проводимость воды прямо зависит от количества растворенных в ней ионизированных веществ. Данный метод особенно удобен для контроля качества питьевой воды или оценки общего количества ионов в растворе.

Измеренная проводимость зависит от температуры раствора. То есть, чем выше температура, тем выше проводимость, так как ионы в растворе при повышении температуры движутся быстрее. Для получения измерений, независимых от температуры, используется концепция стандартной (опорной) температуры, к которой приводятся результаты измерения. Опорная температура позволяет сравнить результаты, полученные при разных температурах. Таким образом, измеритель удельной проводимости может измерять реальную проводимость, а затем использовать корректирующую функцию, которая автоматически приведет результат к опорной температуре 20 или 25°C. Если необходима очень высокая точность, образец можно поместить в термостат, затем откалибровать измерительный прибор при той же температуре, которая будет использоваться при измерениях.

Большинство современных измерителей удельной проводимости снабжены встроенным датчиком температуры, который используется как для температурной коррекции, так и для измерения температуры. Самые совершенные приборы способны измерять и отображать измеренные значения в единицах удельной проводимости, удельного сопротивления, солености, общей минерализации и концентрации. Однако еще раз отметим, что все эти приборы измеряют только проводимость (сопротивление) и температуру. Все физические величины, которые показывает дисплей, рассчитываются прибором с учетом измеренной температуры, которая используется для автоматической температурной компенсации и приведения измеренных значений к стандартной температуре.

Электропроводность воды (ЕС)

Чтобы ваше хобби приносило вам только удовольствие и не доставляло проблем и хлопот ознакомьтесь с данной статьей и правильно подберите нобходимое оборудование. В данной статье мы расскажем вам о электропроводности воды.

Электропроводность — это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от степени минерализации и температуры.

Минерализация — показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ (неорганические соли, органические вещества).

TDS (Total Dissolved Solids) — это суммарный количественный показатель концентрации растворенных в воде веществ (солей) или — общее солесодержание.

Существует несколько важных факторов в управлении питанием и поливом растений – электропроводность, уровень pH и температура раствора. Для измерения данных характеристик существуют специальные приборы. С помощью солеметра вы без труда сможете измерить уровень содержания солей в воде (ppm).

Проводимость раствора – значение, которое отражает то, насколько раствор способен проводить электрический ток. Например дистиллированная или де-ионизированная вода в целом вообще не проводит электрический ток, поэтому значение ЕС для такой воды равно нулю.

Особенно в гидропонике очень важно следить и контролировать уровень pH и ЕС, так как это значительно влияет на рост и развитие растений. Если раствор обладает подходящим для растения значением ЕС, всасывание питательных веществ и транспортировка их ко всем клеткам растения будут обеспечены на должном уровне

Благодаря измерениям — легко понять получают ли ваши растения правильное питание, или же страдают от нехватки питательных вещест. Тем более, важно учитывать, что для разных растений требуется различный уровень ЕС/TDS и своя программа питания на каждый период жизни растения — вегетативный рост, цветение, плодоношение.

При измерении EC важно помнить о том, что температура питательного раствора должна быть оптимальной, а также уровень рН должен находиться в допустимых пределах. Потребление питательных веществ растениями зависит от температуры — когда темперетура выше нормы, из растения воды испаряется больше, что провоцирует его на более активное поглощение воды

В итоге воды поглащается больше чем соли. При нормальной температуре поглощение влаги и солей примерно одинаково.

Популярные статьи Паяльник 12 вольт

Увеличение уровня ЕС говорит о том, что нужно добавить в раствор воды, так как слишком высока концентрация солей. Понижение этого же показателя более чем на 30% указывает на то, что каких-то элементов в растворе не хватает. Поскольку неизвестно, каких именно питательных элементов растению не хватает, то обычно гроверу проще заменить питательный раствор.Единицы измерения Электропроводность может измеряться с помощью ряда единиц измерения, но международным стандартом является ЕС с единицей измерения миллисименс или микросименс (в 1 миллисименсе содержится 1000 микросименсов)

Важно помнить, что «полноценно сильным» раствор можно назвать при значении ЕС 2-2.5 миллисименса (2мСм/см). Иногда ЕС выражают в других единицах измерения, например, CF или TDS

CF, в сущности, это та же ЕС, но умноженная на 10. Поскольку в этом случае не нужна десятичная доля, в некоторых системах эта единица измерения предпочтительнее самой ЕС. TDS – общее число растворенных солей (от англ. Total dissolved salts), считается в частях на миллион (parts per million или ppm). Эта единица часто используется в США, причем для измерения этого значения используется тот же самый прибор, что и для измерения ЕС, просто в нем есть внутренний корректирующий фактор, который переводит единицы ЕС в TDS. И здесь есть свои неприятные особенности: в зависимости от производителя, корректирующие факторы в приборах различаются: некоторые используют фактор 500ppm на мСм/см, некоторые – 700 ppm.

Приборы:

В нашем магазине вы можете найти простой и удобный прибор для измерения электропроводности раствора.

Принцип действия солеметра TDS 3 основан на прямой зависимости электропроводности раствора (силы тока в постоянном электрическом поле, создаваемом электродами прибора) от количества растворенных в воде соединений (parts per million, ppm; 1 ppm=1мг/л).

За единицу уровня минерализации (TDS) приняты миллиграмм на литр (мг/л). Это означает вес растворённых веществ в граммах, растворённых в 1 литре воды.

Также уровень минерализации может выражаться в частицах на миллион частиц воды — сокращенно ppm (parts per million — частиц на миллион). Такую аббревиатуру можно встретить в зарубежных источниках. Это означает количество частиц растворенных в 1 миллионе частиц воды.

Приложения

Несмотря на сложность теоретической интерпретации, измеренная проводимость является хорошим индикатором присутствия или отсутствия проводящих ионов в растворе, и измерения широко используются во многих отраслях промышленности. Например, измерения электропроводности используются для контроля качества воды в коммунальном водоснабжении, больницах, котловой воде и в промышленности, которая зависит от качества воды, например, в пивоварении. Этот тип измерения не зависит от ионов; иногда его можно использовать для определения общего количества растворенных твердых веществ (TDS или TDS), если известны состав раствора и его поведение проводимости. Измерения проводимости, проводимые для определения чистоты воды, не будут реагировать на непроводящие загрязнения (многие органические соединения попадают в эту категорию), поэтому в зависимости от области применения могут потребоваться дополнительные испытания на чистоту.

Применение измерений TDS не ограничивается промышленным использованием; многие люди используют TDS как индикатор чистоты своей питьевой воды. Кроме того, энтузиасты аквариума заинтересованы в TDS как для пресноводных, так и для соленых аквариумов. Многие рыбы и беспозвоночные требуют довольно узких параметров для растворенных твердых веществ. Особенно для успешного разведения некоторых беспозвоночных, обычно содержащихся в пресноводных аквариумах — в первую очередь, улиток и креветок — требуется вода с солоноватой водой с более высоким TDS, особенно с более высокой соленостью. В то время как взрослые особи данного вида могут процветать в пресной воде, это не всегда верно для молодых, и некоторые виды вообще не будут размножаться в несоленой воде.

Иногда измерения проводимости связаны с другими методами, чтобы повысить чувствительность обнаружения определенных типов ионов. Например, в технологии котловой воды продувка котла постоянно контролируется на предмет «катионной проводимости», то есть проводимости воды после того, как она прошла через катионообменную смолу. Это чувствительный метод контроля анионных примесей в котловой воде в присутствии избытка катионов (в составе подщелачивающего агента, обычно используемого для обработки воды). Чувствительность этого метода зависит от высокой подвижности H + по сравнению с подвижностью других катионов или анионов. Помимо катионной проводимости, существуют аналитические приборы, предназначенные для измерения проводимости по дегазации, где проводимость измеряется после удаления растворенного диоксида углерода из образца путем повторного кипячения или динамической дегазации.

Детекторы проводимости обычно используются с ионной хроматографией .

Электропроводность — вещество

Электропроводность веществ первых 6 групп о зависит от темп-ры Т и подсчитывается но ф-ле а О ( ехр ( — — Е / кТ), где а0 — темповая электропроводность; В — энергия активации проводимости; к — постоянная Больцмана; Еф — порог, при к-ром впервые наблюдается фотопроводимость.

Электропроводность веществ обусловлена движением электронов.

Электропроводность вещества зависит от концентрации носителей тока и их подвижности.

Электропроводность вещества связана с присутствием заряженных частиц ( электронов, ионов), способных перемещаться под действием электрического поля.

Электропроводность вещества определяется как свойство проводить неизменяющийся во времени электрический ток под действием неизменяющегося во времени электрического поля. Это свойство вещества является одним из основных свойств, которые использует электротехника. Рассмотрим вначале кратко физико-химические основы электропроводности.

Электропроводность вещества определяется количеством ионов, которые пересекут площадь поперечного сечения проводника в единицу времени. Это количество зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются следующие.

Схема электрической проводимости раствора электролита.

Электропроводность вещества определяется количеством ионов, которые пересекут площадь поперечного сечения проводника в единицу времени. Это количество зависит от разных условий, важнейшими из которых являются следующие.

Структура энергетических зон металла ( а, полупроводника ( б и диэлектрика ( в.

Электропроводность веществ различных классов изменяется по-разному в зависимости от окружающей температуры. У полупроводников электропроводность с повышением температуры увеличивается, а у проводников ( металлов) — уменьшается.

Если электропроводность веществ не столь велика, чтобы не обнаруживать поляризационные эффекты, то их называют несовершенными диэлектриками или несовершенными изолирующими средами.

Характер электропроводности вещества зависит от природы свободных зарядов.

Приборы для изучения электропроводности ( из стеклянной.

Для демонстрации электропроводности веществ различной концентрации ( рис. 3 — 20, б) в две трубки наливают концентрированную уксусную кислоту. В одну трубку подливают при размешивании воду. Лампочка, соединенная с этой трубкой, загорается.

Электрическое сопротивление и проводимость

При замыкании электрической цепи, на зажимах которой имеется разность потенциалов, возникает электрический ток. Свободные электроны под влиянием электрических сил поля перемещаются вдоль проводника. В своем движении электроны наталкиваются на атомы проводника и отдают им запас своей кинетической энергии. Скорость движения электронов непрерывно изменяется: при столкновении электронов с атомами, молекулами и другими электронами она уменьшается, потом под действием электрического поля увеличивается и снова уменьшается при новом столкновении. В результате этого в проводнике устанавливается равномерное движение потока электронов со скоростью нескольких долей сантиметра в секунду. Следовательно, электроны, проходя по проводнику, всегда встречают с его стороны сопротивление своему движению. При прохождении электрического тока через проводник последний нагревается.