电导率的测定

导读：电导率的测量受温度、电极常数和交流电源频率等因素的影响。

度量物体导电能力大小的物理量叫电导G,它与电阻R互为倒数G=1/R=I/E(其中I:通过导体的电流;E:两电极间的电位差)。

R = ρ*L/A,ρ称为电阻率表示A=1m2,L=1m的立方体导体所具有的电阻。

G= 1/ρ*A/L=κ*A/L,其中κ称为电导率，它表示A=1m2,L=1m的立方体液柱所具有的电导。G的单位为西(符号S,即Ω-1)，κ 的单位为西? 米-1 .(符号为S? m-1)。

电解质溶液的电导率不仅与电解质的本性、溶剂的性质和温度有关，而且与溶液的浓度有关，因此电导率常作为溶液含盐量和纯水和蒸汽品质的重要指标;以测定电解质溶液的电导为基础的分析方法称为 电导分析法。

1、交流电导测定法

在交流电导测量中，为了防止电导池的极化产生严重的测量误差，要求用交流电源作为测量电源。

电极极化引起的误差为： ,ΔR为所测的电阻误 2 / P R R ≈ ω Δ 差，P为极化电动势，ω为交流测量电源的角频率，RSOL 为试 液电阻。 ω增大可以减小测量误差。 采用交流电源后，电导电极的极间电容对测量结果造成误差：?ΔR≈R3ω2Cp,Cp为极间电容。在测量电源为交流时，电导池不再是一个纯电阻，而是包括容抗在内的阻抗了，其总的电导值为两者的电导值矢量和， 造成电导仪在实际测量中的误差。

图中RL1和RL2代表电导电极的引线电阻，常可忽略; CDL1和CDL2是两个电极片双层电容，是由两个电极表面上的双电层形成的; Cp是极间电容; RSOL是电极之间的溶液电阻;Z1和Z2表示的元件代表在两个电极片上感应电的阻抗，即极化电阻。

当电导池两端施加一个交流电时，那它将流经CDL和RSOL,同时也流过Cp.由于CDL对交流电而言提供了一个低阻通路，Z1和Z2分别被CDL1 和CDL2所短路，因此，如果Cp很小和CDL很大时，电导 池的阻抗就近似为RSOL. 实际上，双层电容器电容依靠铂电极涂一层海绵状的铂黑而大大地增加表面积，故测量高电阻溶液时仅仅Cp有效，等 效电路可简化为Cp和RSOL的并联。

当ωCpRSOL《1时，则Z=RSOL;当Cp和RSOL一定， ω增大则测量误差增大。因此，当测量电阻一定时，电导电极的极间电容愈大，则测量电源的频率就愈低，反之亦然。

当电导电极的极间电容一定时，测量电阻愈大，则测量电源的频率就愈低，反之亦然。这就要求在进行电导测量时正确选择电源的频率，否则可对于电导率高的溶液应该用高频交流电源，且用电导池常数(L/A)大的铂黑电极，以减小极化的影响; 对于电导率低的溶液应该用低频交流电源，且用电导池常数(L/A)小的光亮电极，以减小容抗的影响;

2、纯水电导率的测量

测量电导率较高(电阻率较小)的水样，电极表面极化 电阻的影响较大，因此采用较高频率的测量电源，通过 微分电容的短路作用，消除电极表面极化电阻的影响;用高频交流电源，使CDL1、CDL2和Cp的容抗XC1、XC2和XCp降低，将使测量误差增加;用低频交流电源，使CDL1、CDL2和Cp的容抗XC1、XC2和XCp增大，同时，测量电导率很小(电阻率很大)的水样，电极表面极化电阻的影响较小可忽略，从而XC1与Z1并联、 XC2与Z2并联的值都很小，使用电导池常数小的电极，可 以使RSOL值增大，以减小测量误差。

推荐选择的电极常数：

由以上可以看出总的来说有以下几点：

(1)电极常数的选择和测量频率的选择对纯度水电导率的准确测量至关重要。电导率低，选低频、小电极常数;电导率高，选高频、大电极常数;

(2)测量凝结水、给水和蒸汽的氢电导率，其温度系数随温度和电导率变化。严格控制水样温 度或选用具有非线性自动温度补偿功能的电导率 仪表可有效减少温度变化引起的测量误差。

(3)采用在线法对氢电导率测量电极的电导池常数进行检验校正，可以减少电极常数不准确 引起的误差。

(4)在氢型交换柱装树脂和使用过程中应尽量避免树脂层中存在气泡。

(5)应注意避免氢型交换柱所使用的阳离子交换树脂有裂纹。

(6)使用氢型变色阳离子交换树脂是解决氢型交换树脂失效引起的错误信息的有效措施 ?

(7)氢型阳离子交换树脂再生度低会造成测量结果偏低。