作者: admin来源:本站发布日期:2021-07-20 02:32:39
在测定水的导电性时,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
1.水的电阻率
在测定水的导电性时,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,如下式:R=ρ·L/F 式中ρ--电阻率,或称比电阴。电阴的单位为欧姆(欧,代号Ω),或用微欧(μΩ),1Ω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1cm2,两电极间的距离L为1cm,那么电阻值就等于电阻率。水的电阻率的大小,与水中含盐量的大小、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,纯净的水电阻率很大,超纯水电阻率就更大。水越纯,电阻率越大。
2.电导率
电阻率的倒数即称之为电导率L。在液体中常以电阻的倒数--电导来衡量其导电能力的大小。电导L的计算式如下式所示:L=l/R=S/l,电导的单位用姆欧又称西门子。用S表示,由于S单位太大。常采用毫西门子,微西门子单位1S=103mS=106μS。
温度对电导的影响
溶液的电阻是随温度升高而减小,即溶液的浓度一定时,它的电导率随着温度的升高而增加,其增加的幅度约为2%°C-1。另外同一类的电解质,当浓度不同时,它的温度系数也不一样。在低浓度时,电导率的温度之间的关系用下式表示:L1=L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)2]由于第二项β(t-t0)2之值较小,可忽略不计。在低温时的电导率与温度的关系可用以下近似值L1=L0[1+α(t-t0)]表示,因此实际测量时必须加入温度补偿。
电导的温度系数
对于大多数离子,电导率的温度系数大约为+1.4%°C-1~3%°C-1对于H+和OH-离子,电导率温度系数分别为1.5%°C-1和 1.8%°C-1,这个数值相对于电导率测量的准确度要求,一般为1%或优于1%,是不容忽视的。
3.纯水的电导率
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:
H2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH-
其平衡常数:
KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14
式中KW称为水的离子积
[H+]2=[OH-]2=10-14
∴[H+]2=[OH-]2=10-7
lH2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2
已知水的密度d25°C/H2O=0.9970781cm3
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:
KH2O=CM/1000λH2O
=(0.99707.10-7/1000).548.42
=0.05468μS.cm-1≈0.054μS.cm-1
∴ρH2O=1/KH2O=1/0.05468×10-9
=18.29(MΩ.cm)≈18.3(MΩ.cm)
由水的离子积为10-14可推算出理论上的高纯水的极限电导为0.0547μS.cm-1,电阻为18.3MΩ.cm(25°C)。
水的电导率的温度系数在不同电导率范围有不同的温度系数。对于常用的1μS.cm-1的蒸馏水而言大约为+2.5%-1。
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