霍尔系数和电导率测量

实验5 霍尔系数和电导率测量

1． 实验目的

⑴ 通过实验加深对半导体霍尔效应的理解；

⑵ 掌握霍尔系数和电导率的测量方法，了解测试仪器的基本原理和工作方法。

2． 实验容

测量样品从室温至高温本征区的霍尔系数和电阻率。要求：

⑴ 判断样品的导电类型；

⑵ 求室温杂质浓度，霍尔迁移率；

⑶ 查阅迁移率或霍尔因子数据，逼近求解载流子浓度和迁移率；

⑷ 用本征区()T R H 数据，由(21)式编程计算样品材料的禁带宽度；

⑸ 本征导电时，()Lp Ln qn μμσ+≈。μ与23-T 成正比，所以()kT E T C g 2exp 23''-=-σ，那么由()T T 1~ln 23σ或由T 1~ln σ实验曲线的斜率求出禁带宽度E g 。

⑹ 对实验结果进行全面分析、讨论。

3． 实验原理

⑴ 霍尔效应

如图1所示的矩形半导体，在X 方向通过一密度为j x 的电流，在Z 方向加一均匀磁场（磁感应强度为B ）,由于磁场对运动电荷（速度为x v ）有一个洛伦兹力，在Y 方向将引起

电荷的积累，在稳定情况下，将形成平衡洛伦兹力的横向电场Y E 。这就是大家熟知的霍尔效应。其霍尔系数定义为

()1Z X Y

H B J E R ?=

由0=-B qv qE x Y ，可以导出H R 与载流子浓度的关系式，它们是

P 型 ()21

qp

R H = N 型 ()31

qn R H -

= 如果计及载流子速度的统计分布，关系式变为

P 型 ()41qp R p H H ???? ??=μμ

N 型 ()51qn R n H H ???? ??-=μμ

同时考虑两种载流子时有 ()()

()622nb p q nb p R H H +-?=μμ 式中，q 是电子电荷，p n b μμ=，p n μμ,分别是电子和空穴的迁移率，H μ是霍尔迁移率。()p n H ,μμ称为霍尔因子，其值与能带结构和散射机构有关。例如非简并半导体，长声学波散射时，18.183==πμμH ；电离杂质散射时，93.1=μμH ；对于高简并半导体和强磁场条件时，[]11=μμH 。

对于主要只有一种载流子的n 型或p 型半导体，电导率可以表示为n qn μσ=或p qp μσ=，这样由（4）或（5）式有

()7ρμσμ?==H H H R

()8ρ

μH H R = 由上述关系式可见，霍尔系数和电阻率的联合测量能给出载流子浓度和霍尔迁移率，而且结合迁移率对掺杂浓度、温度的数据或霍尔因子掺杂浓度、温度的数据，可以逼近求得载流子浓度和载流子迁移率。

载流子浓度是温度的函数。室温饱和区杂质全部电离，D s N n =，A s N p =，其值可由

H R 给出。但是随着温度升高，进入过渡区和本征区，在这种情况下，少数载流子的影响不可忽略，霍尔系数由（6）式决定。以至单独的霍尔测量数据不能给出两种载流子浓度，必须结合高温下电导率数据、室温霍尔以及迁移率数据，才能给出n 、p 之值。这时

n 型半导体：()9p

n n s += p 型半导体：()10n p p s +=

在只计入晶格散射时，电导率为

()11Lp

Ln qp qn μμσ+= 将(9)式代入（11）式可得

n 型半导体：()

()()

()???????+???

?

??

-=+???

?

??+=131121b bn q p b n q n s

Lp s Lp μσμσ 同理，将（10）式代入（11）式可得

p 型半导体：()

()()

()???????+

???

?

??

-=+???

?

??-=151141b p q n b bn q p s Lp s Lp μσμσ

式中Lp Ln b μμ=。Ln μ、Lp μ分别为电子、空穴的晶格散射迁移率。这样由()T σ、HS R 实验数据及查阅的迁移率数据，在b 已知时，就可以求出过渡区和本征区的()T n 、()T p 了。

此外，p 型样品的()T R H 实验数据还能求出b 值。

对于p 型样品，当温度在杂质导电围时，导带的电子很少，2

nb p >，因此0>H R 。温度升高后，本征激发的载流子随之产生，电子数量逐渐增加，当2nb p =时，0=H R ；温度再升高，则有2nb p <，0

b qN R A H -?-= 而室温下A HS qN R 1=，所以 ()()()17412

max b b R R HS H -=

利用这个关系式就可求得b 。因此，p 型半导体，由饱和区的p s 及高温下的()T σ以及查阅的迁移率数据，就可由（14）、（15）式得到()T n 、()T p 。从而可以应用本征区载流子浓度积的理论公式，进而求得材料的禁带宽度E g ，即

()()()18exp exp 3kT E CT kT E N N np g g V C -=-=

不过，求E g 的方法还可以简化。因为进入本征区以后，电子和空穴成对地产生，所以导带中的电子浓度n 等于价带中的空穴浓度p 。又高温区只计及晶格散射，可忽略霍尔因子对温度的变化。这样（6）式变为

()()1911b qn b

R H +-=

通常，在一定的温度围，b 与温度无关。于是本征区的霍尔系数又可给出载流子浓度。因此，

（18）式可以写为

()()20

2

exp

2

3

'kT

E

T

C

R

g

H

-

=

()21

1

2

ln

ln'

2

3

T

k

E

C

T

R g

H

?

+

=

?

?

?

?

?

?

于是，

T

T

R

H

1

~

ln23?

?

?

?

?关系曲线的斜率将给出禁带宽度E

g

。式中k为玻尔兹曼常数，C及C’则表示导带、价带有效状态密度N C、N V中与温度T无关的常数及其它与T无关的常数所构成的参数。

低温杂质电离区，

H

R、σ测量可得杂质电离能和低温

H

μ以及杂质补偿度[2]。

⑵霍尔电压及电阻率测量

①样品及计算公式

与霍尔测量相配合的电阻率测量有两探针法和得堡法。为了实现霍尔电压及电阻率的准确测量，常采用四个点接触电极位于周边的德堡薄膜试样。若其测量花样具有对称性，如圆形或方形等，且四点接触电极作周边对称放置，那么计算公式会有很简单的形式。

作电阻率测量时，电极按图3（a）配置。由附录（1）证得电阻率及薄层电阻R S表示

式为

()222ln I V t ?=

πρ ()232ln I V

t R S ?==π

ρ

作霍尔测量时，电极按图3（b ）配置。由于其严格的对称性，霍尔电极就在等电位面上（见图4）。这样B=0时，0=H V ；0≠B 时，测得的就是霍尔电压H V 。由（1）式可得

()24t B

I R V X H H =

式中，t 为样品厚度，I X 是样品X 方向的电流。

德堡结构除了上述点接触的形式以外，还有电极尺寸较大的十字形（如图5所示）。其电极虽非点接触，但通过其等效电路模拟，计算出来的I V 能收敛到]3[2ln πS R 。因此十字形结构的薄层电阻率及薄层电阻，仍可用（22）、（23）式来进行计算。若该结构理想的

德堡薄层电阻用R S （计算）表示，其测量误差就定义为()

S S R R E 计算-=1。图5示出了E 对十字形臂长S 与宽度A 之比的关系曲线。由图可见，当1=S A 时，001.0=E ，测量精度是很高的了。

十字形结构同样也对霍尔测量有利。不仅电极简化，易于制作，而且较之非理想点接触结构，其霍尔系数误差显著减小。对于1=S A 的样片，1=B 特斯拉时，V H 对B 的非线性误差为0.3%。当霍尔角正切小于0.1时，R H 的误差与B 无关，只与样品的几何尺寸有关[4]。另外，与矩形或圆形的点接触电极的样品相比，在所给电流相同时，电流密度较小，加之样品导热性较好，因而焦耳热减小，温度梯度减小。从而减小了因热磁效应引入的霍尔电压测量误差以及电极接触噪声。

② 霍尔电压的直流测量法

与霍尔效应同时存在的热磁效应，主要有爱廷豪森效应、里纪-勒杜克效应和能斯脱效应。 爱廷豪森效应是指样品在 X 方向的电流I 和Z 方向磁场B 作用下，在它的Y 方向将产生温度差，从而引入温差电势V e 。V e 与I 和B 的乘积成正比，其符号与I 和B 的方向有关。

里纪-勒杜克效应和能斯脱效应，均是在X 方向存在热流Q ，在Z 方向磁场B 作用下所产生的效应。不同的是，前者在Y 方向产生温度差而引起温差电动势V r ，其符号与B 的方向有关；后者是直接在Y 方向引入电势差V n ，QB V n ∝，其符号也与B 有关。

如果还有外加的温度梯度，必然引入一个环境温差电误差电压V T 。

除此之外，还应考虑在零磁场下，霍尔电极不在同一等位面上所产生的失配电势V 0。R I V ?=0（R 是不等势面间在电流方向的电阻），其符号与I 的方向有关。

这样，在霍尔电极间测得的电压不仅是V H ，还将包含有V e 、V r 、V n 、V T 、V 0这些误差电压的贡献。在这些误差电压中，只有IB V e ∝，V r 、V n 、V 0 只与B 或I 有关，V T 与I 、B 均无关。因此，通过改变电流极性及磁场方向可以消除V r 、V n 、V 0 及V T 的影响。为此按表1的极性组合进行测量可以导出：

()254

3241e H m m m m V V V V V V +=--+

表1霍尔系数测量时电流和磁场的极性组合

e 导热性尚好的十字形样品Y T ??较小，较为接近等温条件，故可认为爱廷豪森效应的影响可以忽略。因此霍尔系数的测量误差由有关各测量量的测量误差所引起，即

()26B B I I t t V V R R X H H H H ?+?+?+?=?

⑶ 测准条件分析

从（26）式看出，要想准确测量R H ，就要设法准确测量V H 、I 、B 及t 。然而V H 与B 、I 、t 均有关系，是集中体现测量误差的量。因此我们从测准V H 着手进行分析。

首先要求样品材料均匀，几何尺寸严格对称，电极要求欧姆接触，且样品要正确置于磁场中，并要求光屏蔽。

如果样品不均匀，缺乏对称性，交换电压、电流电极测得的R H1、R H2偏差%10±，那么进一步研究就没有意义；如果电极不是欧姆接触，测得的V H 就不真实；如果样品放置处的磁场不均匀，样品表面不垂直于B ，或其测得的B 不正好是样品放置处的磁感应强度，那么V H 测量必然引入误差；不进行光屏蔽，光电导、光生伏特效应也会引入误差。因此霍尔系数测量必须用材料均匀、电极欧姆接触、严格对称的德堡结构，并且垂直置于均匀且得到

准确度量的暗磁场中。

以上是测准V H 的基本条件，此外还要弱磁场、小电流。

在直流测量法中，最终给出的测量误差H V ?，主要是爱廷豪森误差电压V e 的贡献。要减小V e ，就应该是小电流、弱磁场，以使热磁效应尽可能小。而且弱磁场条件还能减小B 对V H 的非线性误差。对霍尔电压与接触点尺寸及几何形状函数关系的研究得出[4]，霍尔电位ψ可以用霍尔角正切B μ的幂级数表示：

()()272210 +++=ψμψμψψB B

对于几何形状对称的德堡结构，霍尔电压只含有B μ的寄次幂，于是有

()()28331 ++=B V B V V H H H μμ

方程中的第一项是常规的霍尔效应，高次项表示B 对V H 的非线性关系。可见弱磁场条件正是减小B 对V H 的非线性误差所要求的。前述1=A S 的十字形对称德堡结构，当霍尔角正切1.0

电流一般取1mA 左右，以减小电流的热效应、减小热磁效应导致的V e ，以尽可能地减小H V ?。同样，小电流亦有益于电阻率的准确测量。因为小电流能有效的减小少子注入和电流热效应引入的误差，对电阻率温度系数大的半导体尤其应该如此。

4． 实验装置

NDWH648型变温（变温围：77.4K —— 400K ）霍尔效应实验仪是为测量霍尔效应-温度特性而设计制作的实验仪器。它由电磁铁、恒流源、加热器、加热控制器、样品恒温器、

基于MCU纯水电导率检测装置设计(doc 28页)

基于MCU纯水电导率检测装置设计 (doc 28页) 部门： xxx 时间： xxx 制作人：xxx 整理范文，仅供参考，勿作商业用途

2012届毕业生毕业设计说明书 题目: 基于MCU纯水电导率检测装置设计 院系名称：电气工程学院专业班级：自动F0802 学生姓名：万黎明学号： 200848280222 指导教师：王威教师职称：教授

2012年 5 月 17 日

目次 1 概述 (1) 1.1毕业设计课题应用背景和意义 (1) 1.2电导率测量在国内外的发展情况 (1) 1.3课题的设计工作 (2) 2溶液的电导率 (3) 2.1溶液的电导和电导率 (3) 2.2影响检测的因素 (4) 3 电导率检测装置硬件设计 (6) 3.1检测装置整体结构 (6) 3.2电导率检测原理 (7) 3.3检测装置的硬件元件选择 (8) 3.4激励脉冲发生电路 (10) 3.5MCU控制器电路 (11) 3.6温度测量电路 (12) 3.7显示电路 (12) 4 电导率检测装置软件设计 (13) 4.1软件开发环境及开发工具 (13) 4.2电导率检测装置程序设计 (14) 结论 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25) 附录A 系统总电路图 (27)

1 概述 电导率仪是溶液电导率检测的主要测量仪器，本章主要介绍了纯水电导率检测的背景、意义、发展的状况，以及本设计要研究的内容。 1.1 毕业设计课题应用背景和意义 随着我国人口和经济的增长，日益严重的环境问题逐渐被我们所关注，其中，水是生命的源泉，是我们赖以生存和发展不可缺少的重要资源，水是维持生命存在的最主要物质之一。而在现代工业中，没有一个工业部门是不用水的。也没有一项工业不和水直接或间接存在关系。近些年，饮用水、药用蒸馏水、工业用水需求量的急剧攀升，许多产品和先进技术已经对介质的导电性能提出了更加准确评价，并且对实时性、准确度等多方面提出了更高的要求。因此，国内外的一些知名公司针对这些高要求开发了许多产品。但是这些产品多多少少都存在着一些缺点。比如国外的电导率仪过高的价格，会大大提高厂家的生产成本，致使这些产品的市场竞争力大大降低，同时还导致了大量资金的外流。但国内的电导率仪对温度只能进行分段象征性的补偿，在实际效果、准确性和稳定性上比之国外的仪表存在较大的差距。而且国内仪表在不同条件下也需要人工多次调整，浪费了大量的劳动力和时间。而研制准确、高性能的电导率检测仪表不仅有利于水质监测部门对用水质量进行监管；也有利于生产制水设备的单位保证产品质量；还有利于水质仪表生产单位提高经济效益，扩大我国分析仪表在国内外的市场份额。目前工业生产中水质检测的主要方法就是电导率检测法，因为这种方法工艺完善、简便易行等优点，占据了水质检测的重要地位。 本设计应在调研分析国内外相关技术的基础上，拟采用电极法、集成运算电路和微控制器设计高纯水电导率检测装置，重点在高纯水的电导率检测前端数据调理电路设计和MCU数据处理软件，包括检测电极、模拟数字变换、微控制器显示等部分。 1.2 电导率测量在国内外的发展情况 目前，国内外电极电导率测量方法有多种。从激励源划分，主要有交流测量法和直流测量法，并且多数以前者为主，主要目的是为了减少极化效应引起的误差，而交流激励源一般采用正弦波和脉冲方波。电导率测量所使用的传感器主要分为有两电极和四电极两种。四电极即为两对电极，一对是电流电极，另一对是电压电

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水质检测中电导率，TDS，盐度之间的关系 在标准中经常可以看到电导率，TDS，盐度等标准，不少人对他们的定义不是很了解，甚至有认为三者是同一个概念。今天我们就来了解下电导率，TDS，盐度的定义及相关关系。 一、电导率： 生态学中，电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力，电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电性能越强，反之越小。单位以西门子每米（S/m）表示。 影响因素： 1）温度：电导率与温度具有很大相关性。在一段温度值域内，电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率，必须设定一个共同的参考温度。 2）掺杂程度: 增加掺杂程度会造成高电导率。水溶液的电导率高低相依于其内含溶质盐的浓度，或其它会分解为电解质的化学杂质。水样本的电导率是测量水的含盐成分、含离子成分、含杂质成分等等的重要指标。水越纯净，电导率越低（电阻率越高）。水的电导率时常以电导系数来纪录；电导系数是水在 25°C 温度的电导率。 3）各向异性:有些物质会有异向性(anisotropic) 的电导率，必需用 3 X 3 矩阵来表达（使用数学术语，第二阶张量，通常是对称的） 二、TDS： 总溶解固体（英文：Total dissolved solids），又称溶解性固体总量，测量单位为毫克/升（mg/L）,它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固体。TDS值越高，表示水中含有的杂质越多。总溶解固体指水中全部溶质的总量，包括无机物和有机物两者的含量。一般可用电导率值大概了解溶液中的盐份，一般情况下，电导率越高，盐份越高，TDS越高。在无机物中，除开溶解成离子状的成分外，还可能有呈分子状的无机物。由于天然水中所含的有机物以及呈分子状的无机物一般可以不考虑，所以一般也把含盐量称为总溶解固体。但是在特定水中TDS并不能有效反映水质的情况。比如电解水，由于电解过的

纯化水检测项目及检测方法

纯化水 Chunhuashui Purified Water [修订] 本品为饮用水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的制药用水，不含任何添加剂。 【检查】总有机碳不得过0.50mg/L（附录Ⅷ R）。 易氧化物取本品100ml，加稀硫酸10ml，煮沸后，加高锰酸钾滴定液(0.02mol/L)0.10ml，再煮沸10分钟，粉红色不得完全消失。 以上总有机碳和易氧化物两项可选做一项。 重金属取本品100ml，加水19ml，蒸发至20ml，放冷，加醋酸盐缓冲液（pH3.5）2ml 与水适量使成25ml，加硫代乙酰胺试液2ml,摇匀，放置2分钟，与标准铅溶液1.0ml加水19ml用同一方法处理后的颜色比较，不得更深（0.000 01%）。 [增订] 【检查】电导率应符合规定（附录） 总有机碳不得过0.50mg/L（附录Ⅷ R）。 铝盐（供透析液生产用水需检查） 取本品400ml，置分液漏斗中，加醋酸盐缓冲液（pH 6.0）10ml和水100ml，用0.5% 8-羟基喹啉三氯甲烷溶液提取3次（20ml，20ml，10ml），合并三氯甲烷提取液于50ml量瓶中，加三氯甲烷至刻度，摇匀，即得供试品溶液；另取标准铝盐溶液[称取硫酸铝钾0.352g，置100ml量瓶中，加1mol/L硫酸溶液10ml溶解后，用水稀释至刻度，摇匀，作为贮备液。临用前，精密量取贮备液1ml，置100ml量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，即得(每1ml相当于2μg的Al)]2.0ml，置分液漏斗中，加醋酸盐缓冲液（pH 6.0）10ml和水98ml，同法操作，即得标准溶液；取醋酸盐缓冲液（pH 6.0）10ml和水100ml，置分液漏斗中，同法操作，作为空白溶液。取上述溶液，照荧光分析法（附录Ⅳ E），在激发光波长392nm与发射光波长518nm处分别测定荧光强度。供试品溶液的荧光强度不得大于标准溶液的荧光强度（0.000 001%）。 [删除] 【检查】氯化物、硫酸盐与钙盐取本品，分置三支试管中，每管各50ml,第一管中加硝酸5滴与硝酸银试液1ml，第二管中加氯化钡试液5ml，第三管中加草酸铵试液2ml，均不得发生浑浊。 二氧二碳取本品25ml，置50ml具塞量筒中，加氢氧化钙试液25ml，密塞振摇，放置，1小时内不得发生浑浊。

土壤电导率测定方法(精)

土壤电导率测定方法 土壤电导率是测定土壤水溶性盐的指标, 而土壤水溶性盐是土壤的一个重要属性, 是判定土壤中盐类离子是否限制作物生长的因素。上壤中水溶性盐的分析, 对了解盐分动态, 对作物生长的影响以及拟订改良措施具有十分重要的意义。土壤水溶性盐的分析一般包括全盐量测定, 阴离子 (Cl - 、 SO 2- 3 、 CO 2- 3 、 HCO - 3 、 NO - 3 和阳离子 (Na + 、 K + 、 Ca 2+ 、 Mg 2+ 的测定, 并常以离子组成作为盐碱土分类和利用改良的依据。下面把测定方法告诉你, 你应该更能理解土壤电导率与土壤性质的关系了。 测定方法为: 1 实验方法、原理 土壤水溶性盐的测定分水溶性盐的提取和浸出液盐分的测定两部分。在进行土壤水溶性盐提取时应特别注意水土比例、振荡时间和提取方式, 它们对盐分溶出量都有一定影响。目前在我国采用 5 :1 浸提法较为普遍。盐分的测定主要采用电导法和烘干法,其中以电导法较简便,快速,烘干法较准确,但操作繁琐费时。本实验采用水土比 5 :1 浸提,电导法测定水溶性盐总量。电导法测定原理是土壤水溶性盐是强电解质, 其水溶液具有导电作用, 在一定浓度范围内, 溶液的含盐量与电导率呈正相关, 因此通过测定待测液电导率的高低即可测出土壤水溶性盐含量。 2 仪器试剂 250ml 三角瓶,漏斗、电导仪、电导电极。 0.01M KCl , 0.02M KCL 标准溶液。 3 操作步骤 土壤水溶性盐的提取, 称取过 1mm 筛风干土 20.00g , 置于 250ml 干燥三角瓶中,加入蒸馏水 100m1( 水土比 5 :1 ,振荡 5 分钟,过滤于干燥三角瓶中,需得到清壳滤

水质的测定-电导率

水质分析：电导率法 一、目的： 1.了解电导率的含义及测定方法。 2.掌握分光光度法对水质的测定原理及方法。 二、原理： 电导率是以数字表示溶液传导电流的能力。纯水的电导率很小，当水中含有无机酸、碱、盐或有有机带电胶体时，电导率就增加。电导率常用于简介推测水中带电荷物质的总浓度。水溶液的电导率取决于带电荷物质的性质和浓度、溶液的温度和粘度等。 电导率的标准单位是S/m（即西门子/米），一般实际使用单位为mS/m，常用单位μS/cm（微西门子/厘米）。 单位间的互换为： 1mS/m = cm = 10μS/cm 新蒸馏水电导率为，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；饮用水电导率在5-150mS/m之间；海水电导率大约为3000mS/m；清洁河水电导率为10mS/m。电导率随温度变化而变化，温度没升高1度，电导率增加约2%，通常规定25度为测定电导率的标准温度。 由于电导率是电阻的倒数，因此，当两个电极（通常为铂电极或铂黑电极）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，这个电阴值与电极的间距L（cm）成正比，与电极截面积A（cm2）成反比： R = ρ× L/A

由于电极面积A与间距L都是固定不变的，故L/A是一个常数，称电导池常数（以Q表示）。 比例常数ρ叫做电阻率。其倒数1/ρ称为电导率，以K表示。 S = 1/R = 1/(ρ*Q) S表示电导率，反应导电能力的强弱。 所以，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。 三、仪器、试剂： 仪器：MP522电导率仪，GDH-2008W恒温浴槽，石英蒸馏水装置。 试剂：市售桶装纯净水、瓶装矿泉水、实验室去离子水、自来水、二次蒸馏水、河水(或湖水或江水)、污水(或废水)。 四、步骤： 1.电导率仪器校准：用标准氯化钾盐溶液对电导率仪器进行校准， 2.将所测水样放入带夹套的容器中，通入恒温水，待温度恒定后，对水样进 行电导率测量。 3.比较电导率的大小，对水样进行分析。 五、数据记录和处理： 气压： 101kpa ；室温：23°C；实验温度：25°C。 1、电导池常数的测定： KCl溶液的浓度： l；KCl溶液电导率：。

02 纯化水电导率测定法标准操作规程

1.目的 建立体纯化水电导率测定法标准操作规程。 2.适用范围 适用于纯化水电导率的测定。 3.职责 QC检验员按此规程执行。 4.内容及方法 4.1 简述 4.1.1 本法是用于检查纯化水的电导率，进而控制水中电解质总量的一种测定方法。电导率是表征物体导电能力的物理量，其值为物体电阻率的倒数，单位是S/cm（Siemens）或μS/cm。 4.1.2 纯水中的水分子也会发生某种程度的电离而产生氢离子与氢氧根离子，所以纯水的导电能力尽管很弱，但也具有可测定的电导率。水的电导率与水的纯度密切相关，水的纯度越高，电导率越小，反之亦然。当空气中的二氧化碳等气体溶于水并与水相互作用后，便可形成相应的离子，从而使水的电导率增高。水中含有其他杂质离子时，也会使水的电导率增高。另外，水的电导率还与水的pH值与温度有关。 4.2 仪器和操作参数 4.2.1 测定水的电导率必须使用精密的并经校正的电导率仪，电导率仪的电导池包括两个平行电极，这两个电极通常由玻璃管保护，也可以使用其他形式的电导池。根据仪器设计功能和使用程度，应对电导率仪定期进行校正，电导池常数可使用电导标准溶液直接校正，或间接进行仪器比对，电导池常数必须在仪器规定数值的±2%范围内。进行仪器校正时，电导率仪的每个量程都需要进行单独校正。仪器最小分辨率应达到0.1μs/cm，仪器精度应达到±0.1μs/cm。 4.2.2 温度对样品的电导率测定值有较大影响，电导率仪可根据测定样品的温度自动补偿测定值并显示补偿后读数。水的电导率采用温度修正的计算方法所得数值误差较大，因此本法采用非温度补偿模式，温度测量的精确度应在±2℃以内。

纯化水电导率

限度差别： 中国药典：标示装量为10ml或10ml以下时，电导率限度为25μS/cm；标示装量为10ml以上时，电导率限度为5μS/cm 。 美国药典：电导率限度为：1.3μS/cm(25℃） 检测方法差别： 中国药典：调节待测样品的温度至25℃。 美国药典：取适量样品，依据导电度测定仪操作步骤测定样品导电度 1.1下表是没有补偿的温度与电导率的要求关系表 温度电导率(μS/cm) 温度电导率(μS/cm) 0 0.6 55 2.1 5 0.8 60 2.2 10 0.9 65 2.4 15 1.0 70 2.5 20 1.1 75 2.7 25 1.3 80 2.7 30 1.4 85 2.7 35 1.5 90 2.7 40 1.7 95 2.9 45 1.8 100 3.1 50 1.9 1.2如调至有温度补偿时（25 ℃）电导率则需小于1.3μS/cm，如果电导率值在没有温度补偿时比表中的数据低或有温度补偿时小1.3μS/cm，则判合格，否则执行1.3。 1.3取足够量的水至合适的容器中，搅拌，用恒温水浴槽控制温度，使温度维持

在25±1℃，开始持续搅拌，将空气中的CO2尽可能溶入水中达到饱和，定期检测电导率，当每隔5分钟电导率的变化不超过±0.1μS/cm时，认为达到饱和，此时检测水的电导率，如低于2.1μS/cm则判合格，否则执行1.4。 1.4 在1.3的水样中加入饱和的氯化钾溶液（每100ml水样加入0.3ml氯化钾饱和溶液），测其pH，当pH的变化在±0.1以内时，读其pH值,对照下表相对应的电导率，測得讀值低於下列對照值則判定合格，但須和1.3所测到的电导率相比较，如果1.4中所测得的电导率低于1.3測得的数值则不合格。如果所测pH的范围不在5.0-7.0之间，也同样判不合格。 下表为pH与电导率的关系图（仅作大气压-温度平衡时检测） pH 电导率μS/cm pH 电导率μS/cm 5.0 4.7 6.1 2.4 5.1 4.1 6.2 2.5 5.2 3.6 6.3 2.4 5.3 3.3 6.4 2.3 5.4 3.0 6.5 2.2 5.5 2.8 6.6 2.1 5.6 2.6 6.7 2.6 5.7 2.5 6.8 3.1 5.8 2.4 6.9 3.8 5.9 2.4 7.0 4.6 6.0 2.4

电导率

一、电导率 电导率（total dissolved solids,简写为T.D.S）：水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来表示水的纯净度。 电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（通常为正弦波电压），然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律，电导率(G)--电阻(R)的倒数，是由电压和电流决定的。 电导率的基本单位是西门子（S），原来被称为姆欧，取电阻单位欧姆倒数之意。因为电导池的几何形状影响电导率值，标准的测量中用单位电导率S/cm 来表示，以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率（C）简单的说是所测电导率（G）与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度，A 为极板的面积。 =ρl=l/σ (1)定义或解释电阻率的倒数为电导率。σ=1/ρ (2)单位:在国际单位制中,电导率的单位是西门子/米。 (3)说明电导率的物理意义是表示物质导电的性能。 电导率越大则导电性能越强,反之越小。 二、电导率仪和电阻率仪之间的单位换算 1.电导率仪就是电阻率的倒数是电导率，单位是西门子/m，1西门子＝1/Ω 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1uS/cm=0.001mS/cm ；1000uS/cm=1mS/cm 2.电阻率仪的单位是Ω.cm,即欧姆厘米。 水的电导率和电阻率之间的测量方法 1.水的电阻率是指某一温度下，边长为1cm正方体的相对两侧间的电阻，单位为Ω.cm或MΩ.cm。电导率为电阻率的倒数，单位为S/cm（或μs/cm）。 水的电阻率（或电导率）反映了水中含盐量的多少。是水的纯度的一个重要指标，水的纯度越高，含盐量越低，水的电阻率越大（电导率越小）。 2.水的电阻率（或电导率）受水的纯度、温度及测量中各种因素的影响，纯水电阻率（或电导率）的测量是选择动态测量方式，并采用温度补偿的方法将测量值换算成25℃的电阻率，以便于进行计量和比较。 三、TDS是指什么？ 1、TDS是英文tatal dissolved solids 的缩写，中文译名为溶解性总固体（溶解于水中的总固体含量），单位为毫克/升（ppm）。表示1升水中溶有多少毫克溶解性总固体。 2、TDS具体都包含哪些东西？ TDS就是水中溶解物质的总含量，由于水的溶解性超强，所以水里包括钙镁离子、胶体、悬浮颗粒物、蛋白质、病毒、细菌、微生物及尸体以及更微小的重金属离子。我们都知道纯净的水中含有的溶解性固体是很少的，一般只有零到几十毫克/升左右。若水污染或已经溶进许多可溶性物质后，其总固体的含量也就随着可溶解物质增多而增多。

电导率方法确认Word版

水质电导率的测定《水和废水监测分析方法》（第四版）国家环保总局 2002年第三篇、第一章、第九节、第二法 实验室电导率仪法方法确认 1.目的 通过精密度测试来验证水样电导率，判断本实验室的检测方法是否合格。 2.适用范围 本方法适用于测定生活饮用水及其水源水的电导率。 3.操作步骤 3.1电导池常数测定 3.1.1用0.01mol/L标准氯化钾溶液冲洗电导池三次。 3.1.2将此电导池注满标准溶液，放入恒温水浴中约15min。 3.1.3测定溶液电阻R KCl,更换标准液后再进行测定，重复次数，使电阻稳定在±2%范围内，取其平均值。 3.1.4用公式Q=KR KCl计算。对于0.01mol/L氯化钾溶液，在25℃时K=1413uS/cm，则： Q=1413R KCl 3.2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3.1.3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。

4.计算 电导率R R R Q cm uS K KCl 1413)/(== 式中：R KCl —0.01mol/L 标准氯化钾溶液电阻（Ω）； R —水样电阻（Ω）； Q —电导池常数。 当测定时的水样温度不是25℃时，应报出的25℃时电导率为： )25(/-+=t l Kt Ks α 式中：Ks —25℃时电导率（uS/cm ）； Kt —测定时t 温度下电导率（uS/cm ）； a —各离子电导率平均温度系数，取0.022； t —测定时温度（℃）。 5.结果分析 选取10份样品加标，使电导率值为120uS/cm ，按3进行测试。由附表可知，精密度RSD<8.1%，满足《水和废水监测分析方法》（第四版）国家环保总局 2002年 第三篇、第一章、第九节、第二法要求。

实验五 分析实验室用水电导率的测定

分析实验室用水电导率的测定 一、实验目的 1．了解电导率的含义。 2．掌握电导率测定水质意义及其测定方法。 二、实验原理 电导率是以数字表示溶液传导电流的能力。纯水的电导率很小，当水中含有无机酸、碱、盐或有机带电胶体时，电导率就增加。电导率常用于间接推测水中带电荷物质的总浓度。水溶液的电导率取决于带电荷物质的性质和浓度、溶液的温度和粘度等。电导率的标准单位是S/m(即西门子/米)，一般实际使用单位为mS/m，常用单位μS/cm(微西门子/厘米)。单位间的互换为1mS/m=0.01mS/cm=10μS/cm 新蒸馏水电导率为0.05-0.2 mS/m，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0.2-0.4 mS/m；饮用水电导率在5-150 mS/m之间；海水电导率大约为3000 mS/m：清洁河水电导率为10 mS/m。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。由于电导率是电阻的倒数，因此，当两个电极(通常为铂电极或铂黑电极)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，这个电阴．值与电极的间距L(cm)成正比，与电极截面积A(cm2)成反比， 即： R＝ρ×L/A 由于电极面积A与间距L都是固定不变的，故L/A是一个常数，称电导池常数(以Q表示)。比例常数ρ叫做电阻率。其倒数1/ρ称为电导率，以K表示。 S＝1/R＝1/(ρ×Q) S表示电导率，反映导电能力的强弱。所以，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。 恒温25℃下测定水样的电导率，仪器的读数即为水样的电导率（25℃），以μS/cm单位表示。 在任意水温下测定，必须记录水样温度，样品测定结果按下式计算： K25=Kt/[1+a(t-25)] 式中：K25——水样在25℃时电导率（μS/cm）;

溶液电导率的测定

电解质溶液电导的测定及应用 [适用对象]生物工程、药学、药物制剂、中药学、制药工程、中药学（国际交流方向）专业 [实验学时] 3学时 一、实验目的 1.测定氯化钾的无限稀释摩尔电导。 2.测定醋酸的电离平衡常数。 3.掌握测定溶液电导的实验方法。 二、实验原理 电解质溶液的电导的测定，通常采用电导池，如图1 若电极的面积为A,两电极的间的距离为l,则溶液的 电导L为 L = KA / l 式中K称为电导率或比电导,为l=1m,A=1m2 时溶液的电导，K的单位是S/m. 电解质溶液的电导率与温度、溶液的浓度 及离子的价数有关.为了比较不同电解质溶液的导 电能力.通常采用涉及物质的量的摩尔电导率Λm来 衡量电解质溶液的导电能力. 图1 Λm=K/C 式中Λm为摩尔电导率(Sm2 /mol) 注意,当浓度C的单位是mol/L表示时,则要换算成mol/m3，后再计算. 因此,只要测定了溶液在浓度C时的电导率K之后,即可求得摩尔电导率Λm。 摩尔电导率随溶液的浓度而变,但其变化规律对强、弱电解质是

不同的.对于强电解质的稀溶液有: 式中A 常数, 0,m Λ也是常数,是电解质溶液 无限稀释时的摩尔 电导,称为无限稀释摩尔电导。因此以Λm..和根号C 的关系作图得一直线,将直线外推至与纵轴相交,所得截距即 为无限稀释时的摩尔电导0,m Λ. 对于弱电解质,其0,m Λ 值不能用外推法求得.但可用离子独立运动定 律求得: 0,m Λ=I 0,++I 0,- 式中I 0,+ 和I0,-分别是无限稀释时正、负离子的摩尔电导,其值可通过 查表求得。 根据电离学说,可以认为,弱电解质的电离度α等于在浓度时的摩尔电导Λ与溶液在无限稀释时的电导0,m Λ 之比,即 a K AB 型弱电解质的另外还可以求得 所以，通过实验测得α即可得a K 值。 三、仪器设备 DDS －11A 型电导率仪器（图2） 1台 DJS －电报 1支 恒温槽 1套 电导池 1个 100ml 容量瓶 2个 α αα-=ΛΛ=120,C K a m m

电导率仪的测定原理及操作步骤

电导率仪的测定原理及操作步骤 测定原理 电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（通常为正弦波电压），然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律，电导率(G)--电阻(R)的倒数，由导体本身决定的。电导率的基本单位是西门子（S），原来被称为欧姆。因为电导池的几何形状影响电导率值，标准的测量中用单位电导率S/cm来表示，以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率（C）简单的说是所测电导率（G）与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度，A为极板的面积。水溶液的电导率直接和溶解固体量浓度成正比，而且固体量浓度越高，电导率越大。电导率和溶解固体量浓度的关系近似表示为：1.4μS/cm=1ppm或2μS/cm=1ppm（每百万单位CaCO3）。利用电导率仪或总固体溶解量计可以间接得到水的总硬度值，如前述，为了近似换算方便，1μs/cm 电导率=0.5ppm硬度。电导率是物质传送电流的能力，与电阻值相对，单位Siemens/cm(S/cm)，该单位的10-6以μS/cm表示，10-3时以mS/cm表示。但是需要注意：（1）以电导率间接测算水的硬度，其理论误差约20-30ppm（2）溶液的电导率大小决定分子的运动，温度影响分子的运动，为了比较测量结果，测试温度一般定为20℃或25℃（3）采用试剂检测可以获取比较准确的水的硬度值。水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定关系。当它们的浓度较低时，电导率随浓度的增大而增加，因此，该指标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。不同类型的水有不同的电导率。新鲜蒸馏水的电导率为0.2-2μS／cm，但放置一段时间后，因吸收了CO2，增加到2—4μS/cm；超纯水的电导率小于0.10/μS/cm；天然水的电导率多在50—500μS/cm之间，矿化水可达500—1000μS/cm；含酸、碱、盐的工业废水电导率往往超过10000μS/cm；海水的电导率约为30000μS/cm。电极常数常选用已知电导率的标准氯化钾溶液测定。不同浓度氯化钾溶液的电导率(25℃)列于下表。溶液的电导率与其温度、电极上的极化现象、电极分布电容等因素有关，仪器上一般都采用了补偿或消除措施。水样采集后应尽快测定，如含有粗大悬浮物质、油和脂，干扰测定，应过滤或萃取除去。1）先将铂黑电极浸在去离子水中数分钟。2）调节表头螺丝M，使指针指在零点。3）将校正、测量开关K2扳到“校正”位置。4）打开电源开关K 预热数分钟后，调节校正调节器Rw3使指针在满刻度上。5）将高周、低周开关K3扳向适当的档上。6）将量程选择开关R1扳到适当的档上。7）调节电极常数调节器Rw2，使其与所用电极的常数相对应（这样就相当于把电极常数调整为1，所测得溶液的电导率在数值上就等于溶液的电导）。8）用少量待测溶液冲洗电极后，将其插头插在电极插口Kx内，并浸入待测溶液中。9）调节校正调节器Rw3至满刻度后，将校正、测量开关K2扳到测量位置。读得表针的指示数，再乘上量程选择开关R1所指的倍数，即为此溶液的电导率。重复测定一次，取其平均值。10）将校正、测量开关K2扳到“校正”位置，取出电极。11）测量完毕，断开电源。电极用去离子水荡洗后，浸到去离子水中备用。

水的电导率及测定原理

水的电导率及测定原理 为什么要化验水的电导率? 天然水中含有大量的盐类物质，其主要成分是钙、镁、钠的重碳酸盐、氯化物和硫酸盐等。当其含量过大时，可能在饮用时改变味道，并可能损坏配水管道和设备；用做锅炉补水，则可能引起炉内的“汽水共腾”、腐蚀或结垢等问题。 测定水中的含盐量有多种方法。利用水中离子导电能力来评价含盐量的多少，分析方法简单，操作快速，灵敏度也高。 指示水导电能力大小的指标，称为电导率。因此电导率是评价水质好坏和“纯度”的一项指标。由于电导率的大小除了与水中离子含量有关外，还与离子的种类(例价数等)有关，所以单凭电导率不能计算水的含盐量，此外有些溶于水中的气体，如二氧化碳(CO2)、氨(NH3)等，虽然不会形成含盐量，也会产生具有导电性的离子。 电导率的测定原理是什么? 电解质溶液能够导电，其导电能力的大小，可以用电导来表示。对于同一温度下的同一水样，水样的电导G与电阻R间互为倒数关系，即： 将两个金属片(即电极)插入溶液中，通过测量两极间的电阻大小，即可求得溶液的电导率。 电导率是如何进行测定的? (1)电导率仪的操作按说明书要求进行。 (2)水样的电导率大小不同，应使用电导池常数不同的电极。不同电导率的水样可参照表10一5选用不同电导池常数的电极。 将选择好的电极用Ⅱ级试剂水洗净，再用Ⅱ级试剂水冲洗2～3次，浸泡在I级试剂水中备用。 (3)取50一100mL水样(温度25℃±5℃)，放人塑料杯或硬质玻璃杯中，将电极用被测水样冲洗2—3次后，插人

水样中进行电导率测定。重复取样测定2～3次，测定结果读数相对误差均在±3％以内，即为所测的电导率值，同时记录水样温度。 (4)如果水样温度不是25℃，测定值应按下式换算为25℃时的电导率值。 (5)对未知电导池常数的电极(或需要校正电导池常数时)，可用该电极测定已知电导率的氯化钾标准溶液(25℃±5℃)的电导(如表10一6所示)。然后按所测结果算出该电极的电导池常数。为了减少误差，应当选用电导率与待测水样相近的氯化钾标准溶液进行标定。电极的电导池常数按下式计算：

超纯水电导率的测定

超纯水电导率的测量 介绍 本方法提供了去离子水的电导率测量方法。使用DuraProbe TM电导电极013016MD 进行测量，其电导池常数为0.1cm-1，可广泛应用于实验室和野外的低电导率以及超纯水样品的测量。 推荐设备型号 超纯水电导率测量应用组合包（包括所有配件及其型号）1215004 1.3-Star台式电导率仪1214000 2.电导电极013016MD 3.野外测试包1210005 4.烧杯（150mL） 所需溶液型号 1.电导率标准液，100μS/cm 011008 2.去离子水 校正标准液的准备 使用100μS/cm 011008作为电导率校正的标准液。 样品的准备 1.向150mL烧杯中加入100mL样品，然后立即测量（5秒内）。 2.如需测量其他样品请重复上述步骤。 电导电极的储存 1.放置过夜或更长时间，电极需清洁后再干燥储存。

2.测量间隔中，可将电极浸泡在水中。 设备的准备 电极的准备 用去离子水冲洗电极，轻轻甩去电极上多余的水分。 仪表的准备 1.将电极连接到仪表。 2.按仪表上的电源键开机。 3.注意，屏幕左边的箭头表示当前的激活行。如果中间行（电导率测量行）未 被激活，按选择键将左边的箭头移至中间行，然后按上/下键改变中间行的测量模式直到显示电导率(μS/cm )。 4.按设定键进入设定菜单。 5.按选择键直到箭头指向中间一行。按下键选择“tC”（tC表示电导率 温度补偿方式（非线性、线性或关闭）。 6.按选择键直到箭头指向最后一行，按上/下键选择“tC”为“off”。按选 择键确定。 7.按选择键直到箭头指向中间一行，按下键选择“tYPE”(tYPE表示电导 电极类型)。 8.按选择键直到箭头指向最后一行，按上/下键选择“tYPE”为“Std”。 按选择键确定。 9.按选择键直到箭头指向中间一行，按下键选择“trEF”。(trEF表示温度 补偿的参比温度)。 10.按选择键直到箭头指向最后一行，按上/下键选择“trEF”为“25”。按 选择键确定。 11.按选择键直到箭头指向中间一行，按下键选择“CELL”。(CELL表示电 导池常数)。 12.按选择键直到箭头指向最后一行，按上/下键选择“CELL”为“0.1”。

电导率仪的使用方法和工作原理

电导率仪的使用方法和电导率仪工作原理 一.电导率仪的概念 电导率：水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来表示水的纯净度。电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（通常为正弦波电压），然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律，电导率(G)--电阻(R)的倒数，是由电压和电流决定的。 二.电导率仪的单位 电导的基本单位是西门子（S），原来被称为姆欧，取电阻单位欧姆倒数之意。因为电导池的几何形状影响电导率值，所以标准的测量中用单位S/cm来表示电导率，以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率（C）简单的说是所测电导（G）与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度，A为极板的面积。=ρl=l/σ (1)定义或解释电阻率的倒数为电导率。σ=1/ρ ； (2)单位: 在国际单位制中,电导率的单位是西门子/米,其它单位有：s/cm， us/cm。1S/m=0.01s/cm=10000us/cm=1000ms/m=1000000us/m； (3)说明电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电性能越强，反之越小。 三.电导率的测量原理 引起离子在被测溶液中运动的电场是由与溶液直接接触的二个电极产生的。此对测量电极必须由抗化学腐蚀的材料制成。实际中经常用到的材料有钛等。由二个电极组成的测量电极被称为尔劳施（Kohlrausch）电极。 电导率的测量需要弄清两方面。一个是溶液的电导，另一个是溶液中1/A的几何关系，电导可以通过电流、电压的测量得到。这一测量原理在当今直接显示测量仪表中得到应用。 而K= L /A A——测量电极的有效极板 L——两极板的距离 这一值则被称为电极常数。在电极间存在均匀电场的情况下,电极常数可以通过几何尺寸算出。当两个面积为1cm2的方形极板，之间相隔1 cm组成电极时，此电极的常数K=1cm-1。如果用此对电极测得电导值G=1000μS，则被测溶液的电导率K=1000μS/ cm。

水质的测定电导率

水质的测定电导率 It was last revised on January 2, 2021

水质分析：电导率法 一、目的： 1.了解电导率的含义及测定方法。 2.掌握分光光度法对水质的测定原理及方法。 二、原理： 电导率是以数字表示溶液传导电流的能力。纯水的电导率很小，当水中含有无机酸、碱、盐或有有机带电胶体时，电导率就增加。电导率常用于简介推测水中带电荷物质的总浓度。水溶液的电导率取决于带电荷物质的性质和浓度、溶液的温度和粘度等。 电导率的标准单位是S/m（即西门子/米），一般实际使用单位为mS/m，常用单位μS/cm（微西门子/厘米）。 单位间的互换为： 1mS/m = cm = 10μS/cm 新蒸馏水电导率为，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；饮用水电导率在5-150mS/m之间；海水电导率大约为3000mS/m； 清洁河水电导率为10mS/m。电导率随温度变化而变化，温度没升高1度，电导率增加约2%，通常规定25度为测定电导率的标准温度。

由于电导率是电阻的倒数，因此，当两个电极（通常为铂电极或铂黑电极）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，这个电阴值与电极的间距L（cm）成正比，与电极截面积A（cm2）成反比： R = ρ × L/A 由于电极面积A与间距L都是固定不变的，故L/A是一个常数，称电导池常数（以Q表示）。 比例常数ρ叫做电阻率。其倒数1/ρ称为电导率，以K表示。 S = 1/R = 1/(ρ*Q) S表示电导率，反应导电能力的强弱。 所以，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。 三、仪器、试剂： 仪器：MP522电导率仪，GDH-2008W恒温浴槽，石英蒸馏水装置。 试剂：市售桶装纯净水、瓶装矿泉水、实验室去离子水、自来水、二次蒸馏水、河水(或湖水或江水)、污水(或废水)。 四、步骤： 1.电导率仪器校准：用标准氯化钾盐溶液对电导率仪器进行校准，

水质分析电导率

实验四 水质分析——电导率 一、目的要求 1、了解电导率的含义。 2、了解电导率测定水质意义及其测定方法。 3、掌握便携式电导率仪的使用方法。 二、原理 1、什么是电导率 电导率是以数字表示溶液传导电流的能力，通常我们用它来表示水的纯度。纯水的电导率很小，当水中含有无机酸、碱、盐或有机带电胶体时，电导率就增加。电导率常用于间接推测水中带电荷物质的总浓度。水溶液的电导率取决于带电荷物质的性质和浓度、溶液的温度和粘度等。 电导率的标准单位是S/m(即西门子/米)，一般实际使用单位为mS/m，常用单位μS/cm(微西门子/厘米)。 单位间的互换为 1mS/m=0.01mS/cm=10μS/cm 新蒸馏水电导率为0.05-0.2 mS/m，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0.2-0.4 mS/m；饮用水电导率在5-150 mS/m之间；海水电导率大约为3000 mS/m：清洁河水电导率为10 mS/m。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。 2、电导率的计算方法 由于电导是电阻的倒数，因此，当两个电极(通常为铂电极或铂黑电极)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，与电极截面积A(cm2)成反比，即： R＝ρ×L/A 由于电极面积A与间距L都是固定不变的，故L/A是一个常数，称电导池常数(以Q表示)。 比例常数ρ叫做电阻率。其倒数1/ρ称为电导率，以K表示。 S＝1/R＝1/(ρ×Q) S表示电导，反映导电能力的强弱。 所以，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。 3、便携式电导率仪（ECTestr11+）的使用步骤 （1）、打开电极保护盖，将电极在酒精中浸没两分钟以去处沾在上面的油污； （2）、用去离子水将电极仔细清洗干净，甩干水分； （3）、按ON/OFF键打开电导率仪，屏幕显示“MEAS”表示仪器处于测量模式下；（4）、将电极浸入待测溶液中（确保电极完全浸没在液体中），轻轻转动电极去除气泡，待读数稳定后，读数并记录数据； （5）、测完后将电极用去离子水洗净，盖好保护盖。 ☆注意：电导率仪显示屏上方显示的是被测溶液25℃时的标准电导率，下方显示的是测量时溶液的实时温度，电导率仪自动完成温度补偿。

纯化水电导率

质量检验标准操作程序 1 目的建立纯化水电导率测定的检验标准操作程序，规范检验操作。 2 范围适用于纯化水电导率测定的操作。 3 职责 QC检验员对本标准的实施负责。 4 依据中国药典2010年版二部附录Ⅷ S ---制药用水电导率测定法。 5 程序 5.1 简述 本法是用于检查制药用水的电导率进而控制水中电解质总量的一种测定方法。 电导率是表征物体导电能力的物理量，其值为物体电阻率的倒数，单位是S／cm(Simens)或μS／cm。 纯水中的水分子也会发生某种程度的电离而产生氢离子与氢氧根离子，所以纯水的导电能力尽管很弱，但也具有可测定的电导率。水 质量检验标准操作程序

的电导率与水的纯度密切相关。水的纯度越高，电导率越小，反之亦然。当空气中的二氧化碳等气体溶于水并与水相互作用后，便可形成相应的离子，从而使水的电导率增高。水中含有其他杂质离子时，也会使水的电导率增高。另外，水的电导率还与水的pH值与温度有关。 5.2仪器和操作参数 测定水的电导率必须使用精密的并经校正的电导率仪，电导率仪的电导池包括两个平行电极，这两个电极通常由玻璃管保护，也可以使用其他形式的电导池。根据仪器设计功能和使用程度，应对电导率仪定期进行校正，电导池常数可使用电导标准溶液直接校正，或间接进行仪器比对，电导池常数必须在仪器规定数值的±2％范围内。进行仪器校正时，电导率仪的每个量程都需要进行单独校正。仪器最小分辨率应达到0.1μs／cm，仪器精度应达到±0.1μS／cm。 温度对样品的电导率测定值有较大影响，电导率仪可根据测定样品的温度自动补偿测定值并显示补偿后读数。水的电导率采用温度修正的计算方法所得数值误差较大，因此本法采用非温度补偿模式，温度测量的精确度应在±2℃以内。 5.3测定法 5.3.1．纯化水 可使用在线或离线电导率仪，记录测定温度。在表1中，测定温度对应的电导率值即为限度值。如测定温度未在表1中列出，则应采 质量检验标准操作程序

电导率的测定

实验一 电导的测定及其应用 一、实验目的 1．了解溶液的电导，电导率和摩尔电导的概念。 2．测量电解质溶液的摩尔电导及难溶盐的溶解度。 二、实验原理 1、电解质溶液的电导、电导率、摩尔电导率 ①电导 对于电解质溶液，常用电导表示其导电能力的大小。电导G 是电阻R 的倒数，即 G=1/R 电导的单位是西门子，常用S 表示。1S=1Ω－1 ②电导率或比电导 κ=G l/A 其意义是电极面积为及1m 2、电极间距为lm 的立方体导体的电导，单位为S ·m －1。 对电解质溶液而言，令 l/A = Kcell 称为电导地常数。 所以 κ=G l/A =G Kcell Kcell 可通过测定已知电导率的电解质溶液的电导而求得。 ③摩尔电导率Λm Λm =κ/ C 当溶液的浓度逐渐降低时，由于溶液中离子间的相互作用力减弱，所以摩尔电导率逐渐增大。柯尔劳施根据实验得出强电解质稀溶液的摩尔电导率Λm 与浓度有如下关系： Λ∞ m 为无限稀释摩尔电导率。可见，以Λm 对C 作图得一直线，其截距即为Λ∞m 。 弱电解质溶液中，只有已电离部分才能承担传递电量的任务。在无限稀释的溶液中可认为弱电解质已全部电离。此时溶液的摩尔电导率为Λ∞m ，可用离子极限摩尔电导率相加求得。 2、PbSO 4的溶解度的测定 首先测定PbSO 4饱和溶液的电导率κ溶液，因溶液极稀，必须从κ 溶液中减去水的电导率κ水 即 κPbSO4 =κ溶液-κ水 三、仪器和试剂 1、DDS-307型电导率仪 1台 2、锥形瓶（250ml ） 1个 3、铂黑电极 1支 4、烧 杯（150ml ） 1个 ∞κ=4 4m.PbSO PbSO ΛC

水的电导率

水的电导率 由于水中含有各种溶解盐类，并以离子的形式存在。当水中插入一对电极时，通电之后，在电场的作用下，带电的离子就产生一定方向的移动。水中阴离子移向阳极，使水溶液起导电作用，水的导电能力的强弱程度，就称为电导率。电导率是电阻率的倒数，反映了水中含盐量的多少，是衡量水质的一个很重要的指标。它能反映出水中存在的电解质的程度。根据水溶液中电解质的浓度不同，则溶液导电的程度也不同。通过测定溶液的导电度来分析电解质在溶解中的溶解度。这就是电导率仪的基本分析方法。在国际单位制中，电导率的单位称为西门子/米（S/m），其它单位有ms/cm，μs/cm等。 当它用来测量如海水等含盐量高的溶液时，常称为盐量计。当它用来测量酸、碱等溶液的浓度时，又称为酸碱浓度计。 电导率分析仪按其结构可分为电极式和电磁感应式两大类。 电极式电导率仪的电极与溶液直接接触，因而容易发生腐蚀、污染、极化等问题，测量范围受到一定限制。它适用于低电导率（一般为us/cm级，上限至10ms/cm）洁净介质的测量，常用于工业水处理装置的水质分析等场合。 电磁感应式电导率仪又称为电磁浓度计，其感应线圈用耐腐蚀的材料与溶液隔开，为非接触式仪表，所以不会发生腐蚀、污染等问题。由于没有电极，也不存在电极极化问题。但电磁感应对溶液的电导率有一定要求，不能太低。它适用于高电导率（一般为mS/cm级）、强腐蚀性、脏污介质的测量，常用于强酸强碱等浓度分析和污水、造纸、医药、食品等行业。 电极式电导率的测量原理其实就是按欧姆定律测定平行电极间溶液部分的电导。但是，当电流通过电极时，会发生氧化还原反应，从而改变电极附近溶液的组成，产生“极化”现象，从而引起电导测量的严重误差。为此，采用高频交流电测定法，可以减轻或消除上述极化现象，因为在电极表面的氧化和还原迅速交替进行，其结果可以认为没有氧化或还原发生。 此外，电导率测量还受温度的影响。一定浓度的溶液，如温度升高，溶液的电离度变大，离子的活泼性增强，则离子移动速度加快，导电能力增强；反之，则减弱。温度变化对电导测量的影响很大，为此必须采取相应的温度补偿措施。在作精密测量时应该保持恒温，也可在任意温度下测量，然后通过仪器的温度补偿系统，换算成25℃标准温度时的电导率，这样测量数值就可以比较。但是，被测溶液的温度系数很复杂，不同溶液之间和同一种溶液不同浓度之间的温度系数都不一样，所以，从根本意义上来说，一般是无法做到完全进行温度补偿的。 电极式电导率仪由电导电极和转换器组成。转换器采用了适当频率的交流信号的方法，将信号放大处理后换算成电导率。转换器中还可能装有与传感器相匹配的温度测量系统，能补偿到标准温度电导率的温度补偿系统，温度系数调节系统以及电导池常数调节系统，以及自动换档功能等。 电极常数又称为电导池常数或池常数。电极常数K=L/A，是两电极间离子运动路径的平均长度L与电极面积A之比，它由电极的几何尺寸和结构形式所决定。 由于测量溶液的浓度和温度不同，以及测量仪器的精度和频率也不相同，电导电极的常数有时会出现较大的误差，使用一段时间后，电极常数也可能会有变化。因此，新购的电导电极，以及使用一段时间后的电导电极，电极常数应重新测量校验。电导电极常数测量时应注意以下几点： 1．测量时应采用配套使用的电导率仪，不要采用其它型号的电导率仪。 2．测量电极常数的KCL溶液的温度，以接近实际被测溶液的温度为好。 3．测量电极常数的KCL溶液的浓度，以接近实际被测溶液的浓度为好。 对转换器的校准也称为干校，用电阻箱对电子单元(转换器)进行测试。其方法是：按仪表电导率的分度值计算出对应的等效电阻值，然后用一标准交流电阻箱代替电导池中的测量电极接入转换器中，另外用一阻值与基准温度下Rt值相符的无感线绕电阻代替温度补偿电阻Rt，也接入转换器中，根据计算值，对仪表进行校验。