常用纯液体的电导率
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水的电导率与电阻率点击次数:360 发布时间:2010-6-18 17:10:26工业去离子水的电导率与电阻率电导率是物质传送电流的能力,是电阻率的倒数。
在液体中常以电阻的倒数——电导来衡量其导电能力的大小。
水的电导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。
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。
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℃)。
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30 000μS/cm。
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=10-7lH2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2已知水的密度d25℃/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℃)。
何谓水的电导、电阻率电阻率水的导电性能,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:R=ρΩL/F 式中ρ为电阻率,或称比电阻。
电阻的单位为欧姆(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,那么电阻值就等于电阻率。
水的电阻率的大小,与水中含盐量的多少,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。
电导由于水中含有各种溶解盐类,并以离子的形态存在。
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,阳离子移向阴极,使水溶液起导电作用。
水的导电能力的强弱程程度,就称为电导度S(或称电导)。
电导度反映了水中含盐量的多少,是水的纯净程度的一个重要指标。
水越纯净,含盐量越少,电阻越大,电导度越小。
超纯水几乎不能导电。
电导的大小等于电阻的倒数,即:S=1/R 。
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(或电导度),用G表示。
电导反映了水中含盐量的多少,是水的纯净程度的一个重要指标,水越纯净,含盐量越少,电阻越大,电导越小,超纯水几乎不能导电。
电导是电阻的倒数,即G=L/R式中R—电阻,单位欧姆(Ω)G—电导,单位西门子(S) 1S=103mS=106uS 因R=ρL/F(见49题),代入上式,则得到:G=IF/(ρL)对于一对固定电极来讲,二极间的距离不变,电极面积也不变,因此L与F为一个常数。
令:J=L/F,J就称为电极常数,可得到G=I2/(ρJ)=KI/J式中:K=1/ρ就称为电导率,单位为S/cm。
电导率的定义电导率是物质传送电流的能力,是电阻率的倒数。
在液体中常以电阻的倒数——电导来衡量其导电能力的大小。
水的电导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。
这就是电导仪的基本分析方法。
溶液的电导率与离子的种类有关。
同样浓度电解质,它们的电导率也不一样。
通常是强酸的电导率最大,强碱和它与强酸生成的盐类次之,而弱酸和弱碱的电导率最小。
因此,通过对水的电导的测定,对水质的概况就有了初步的了解。
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。
量电导液体的电导仅说明溶液的导电性能与几何尺寸间的关系,未体现出溶液浓度与电性能的关系。
为了能区分各种介质组成溶液的导电性能,必须在电导率的要领引入浓度的关系,这就提出了当量电导的概念。
所谓的当量电导就是指把1g当量电解质的溶液全部置于相距为1cm的两板间的溶液的电导,符号“λ”。
由于在电导率的基础上引入了浓度的概念。
因此各种水溶液的导电来表示和比较了。
在水质监测中,一般通过对溶液电导的测量可掌握水中所溶解的总无机盐类的浓度指标。
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%℃-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。
流体电导率单位流体电导率是指液体或气体通过外加电场时导电的能力,它是描述流体中电流传导能力的重要物理量。
流体电导率通常用Κ 表示,其单位为 Siemens/meter (S/m),也可以用 mho/meter 表示,其中 1 S/m = 1 mho/meter。
流体电导率与电阻率 (电阻) 有着简单的关系,可以通过以下公式进行转换:Κ = 1/ρ,其中,ρ 表示电阻率。
因此,对于同一种物质,在特定的温度和压力条件下,电阻率与电导率是处于反比例的。
如果流体的电导率较高,则说明该流体中的离子、分子或导体的浓度较高,其导电能力也较强。
不同的流体材料具有各自不同的电导率,这取决于其化学成分、温度、压力、离子浓度和空气湿度等因素。
一些电导率范围的示例如下:- 空气:近200 °C时,电导率约为 10^-14 S/m;在常温下,电导率约为 10^-15 S/m。
- 纯水:在20 °C时,电导率约为 5.5 x 10^-6 S/m;在60 °C 时,电导率约为 2.4 x 10^-5 S/m。
- 海水:在20 °C时,电导率约为 4 S/m;在40 °C时,电导率约为 6 S/m。
- 甘油:在20 °C时,电导率约为 0.14 S/m;在80 °C时,电导率约为 0.02 S/m。
- 酒精:在20 °C时,电导率约为 6.7 x 10^-5 S/m;在70 °C 时,电导率约为 0.015 S/m。
测量流体电导率是广泛应用于物理学、电子学以及环境科学领域的一项技术。
在一些工业领域中,测量液体的电导率可以为生产过程监测和控制提供有用的信息。
例如,电导率可以用来检测水的纯度、监测海水的盐度、测量众多化学溶液的浓度等。
此外,在污水处理流程中,测量处理水的电导率也是一种常用的方法。
总之,流体电导率是描述流体中电流传导能力的重要物理量,其单位为 S/m 或 mho/meter。
各种物质电导率表表1 水溶液电导率-1液体名称质量分数/% 温度/? 电导率/S?cm-2硝酸银AgNO 5 18 2.56×103-2 21.01×10 60-2氯化钡BaCl 3(89×10 5 18 2-2 15.34×10 24-2硝酸钡Ba(NO) 2(09×10 4.2 18 32-7乙醇CHOH 2.6×10 95 25 25-4醋酸CHCOOH 3.18×10 0.3 18 3-4 16.05×10 20-4 2.35×10 70-8 4×10 99.7-9 1.2×10 100(纯) 25-4丙酸CHCOOH 4.79×10 1.00 18 25-4 10.42×10 20.02-7 8.5×10 69.99-8 7×10 100.00-9 <10 100(纯) 25-4丁酸CHCOOH 4.55×10 1.00 18 37-4 2.96×10 50.04-7 5.6×10 70.01-8 6×10100-2草酸(COOH)5.08×10 3.5 18 2-2氯化钙CaCl6.43×10 5.0 18 2-2 25.0 17.81×10 -2 13.66×1035.0 -2硝酸钙CaNO 4.91×10 6.25 18 3-2 10.48×10 25.0-2 4.49×10 50-4溴化镉CdBr 2.31×10 0.0324 18 2-4 35.70×10 1-3 27.30×10 30-4氯化镉CdCl 4.95×10 0.0503 18 2-4 55.10×10 1-329.90×10 20 -3 50 13.70×10 -4碘化镉CdI 1 18 21.20×10 2-2碘化镉CdI 25.40×10 20 18 2-2 31.04×10 45-4硝酸镉Cd(NO)69.40×10 1 18 32 -3 75.50×10 48-4硫酸镉CdSO 0.0289 18 2.47×10 4-4 0.495 23.93×10 -3 5 14.60×10 -3 36 42.10×10-3氯化铜CuCl 18.70×10 1(35 18 2-3 69.90×10 35.2-3硝酸铜Cu(NO) 36.50×10 5 15 32-3 85.80×10 15-2 10.62×10 35-3硫酸铜C uSO4 10.90×10 2.5 18-3 45.80×10 17.5-2氢溴酸HBr 19.08×10 5 15-2 49.40×10 158×10-3 100(纯)-4甲酸,蚁酸HCOOH 55.00×10 4.94 18-4 98.40×10 39.95-4 2.80×10 1005.6×10-3 100(纯)-2盐酸HCl 5 15 39.48×10 -7 51.52×1040 -4氢氟酸HF 2.50×10 0.004 18-4 21.00×100.121 -3 4.80 59.30×10 -2 34.11×10 29.8-2氢碘酸HI 13.32×10 5 15-2硝酸HNO 31.23×10 6.2 18 3-2 78.19×10 31.0-2 49.04×10 62.0-3磷酸HPO 56.60×10 10 15 34-2 14.73×10 70-3 70.90×10 87-2硫酸HSO 20.85×10 5 18 24-3 98.50×10 85-4 85.00×10 99.4-4二溴化汞HgBr 16×10 0.223 18 2-4二氯化汞HgCl 44×10 0.229 18 2-4 421×10 5.08-2溴化钾KBr 4.65×10 5 15-2 35.07×10 36-2醋酸钾KCHCOOH 34.70×10 4.67 15 2-2 47.90×10 65.33-2氰化钾KCN 52.70×10 3.25 15-2碳酸钾KCO 56.10×10 5 15 23-2 14.69×10 50-3草酸钾KCO 5 18 48.80×10 224-3氯化钾KCl 5 18 69.90×10 -2 21 28.10×10-3氟化钾KF 5 18 65.20×10-2 25.22×10 40-2碘化钾KI 33.80×10 5 18-3 42.26×10 55-3硝酸钾KNO 45.40×10 5 18 3-2 16.25×10 22-2氢氧化钾KOH 14.64×10 4.2 15-2 42(12×10 42硫化钾KS 84.50 3.18 18 2-2 25.79×10 47.26-3硫酸钾KSO 45.80×10 5 18 24-4碳酸锂LiCO 34.30×10 0.20 18 23-4 88.50×10 0.63-3氯化锂LiCl 41.00×10 2.5 18-2 84.80×10 40-3碘化锂LiI 5 18 29.60×10-2 13.46×1025-3氢氧化锂LiOH 78.10×10 1.25 18-2 29.99×107.5-3硫酸锂LiSO4 5 15 40.00×10 2-3 61.00×10 10-3氯化镁MgCl 68.30×10 5 18 2-2 10.61×10 30-3硝酸镁Mg(NO) 43.80×10 5 18 32-3硫酸镁MgSO4 26.30×10 5 15 -3氯化锰MnCl 52.60×10 5 15 2-2 10.16×10 28-3醋酸钠NaCHCOOH 29.50×10 5 18 2-3 56.90×10 32-3碳酸钠NaCO 45.10×10 5 18 23-3 83.60×10 15-3氯化钠NaCl 67.20×10 5 18-2 12.11×10 10-2 21.51×10 26-3碘化钠NaI 29.80×10 5 18-2 21.51×10 40-3硝酸钠NaNO 43.60×10 5 18 3-2 16.06×10 30-3氢氧化钠NaOH 46.50×10 2 18-2 32.84×10 20-3 82.00×10 50-3硅酸钠NaSiO 26×10 37 25 23-3 14×10 46-3硫化钠NaS 2.02 18 61.20×10 2-2 18.15 21.84×10-3硫酸钠NaSO 40.90×10 5 18 24-3 88.60×10 15-4氨水NH?HO 2.51×10 0.10 15 32-4 10.38×10 8.03-4 1.93×10 30.5-3氯化铵NHCl 91.80×10 5 18 4-2 40.25×10 25-3碘化铵NHI 77.20×10 10 18 4-2 42.00×10 50-3硝酸胺NHNO 59.00×10 5 15 43-2 36.33×10 31-3硫酸铵(NH)SO 55.20×10 5 15 424-2 23.21×10 30-3硝酸铅Pb(NO) 19.10×10 5 15 32-3 66.80×10 22-348.30×10氯化锶SrCl 5 18 2-2 15.83×10 22-3硝酸锶Sr(NO30.90×10) 5 15 32-3 86.10×10 35-3氯化锌ZnCl 27.60×10 2.5 15 2-3 92.60×10 30-3 36.90×10 60-3硫酸锌ZnSO 5 18 19.10×10 4-3 30 44.40×10表二纯液体电导率表-1液体名称温度/? 电导率/S?cm-6乙醛CH3CHO 15 1.7×10 -6乙醛氨100 <43.0×10 -9乙酸25 1.12×10 -6醋酸酐25 0.48×10 -8丙酮25 6×10-6乙腈,氰化甲烷20 7×10-9乙酰苯,丙乙酮25 6×10-6乙酰溴,溴化乙酰25 2.4×10 -6乙酰氯,氯化乙酰25 0.4×10 -6己二酸25 0.7×10 -6 170 0.2×10 -6茜素,1,2二羟基蒽233 1.45×10 -6烯丙基醇25 7×10-3明矾25 9×10-7液氨 -79 1.3×10 -8苯胺25 2.4×10 10-蒽,并三苯230 3×10-6三溴化砷35 1.5×10 -6 三氯化砷25 1.2×10-7苯醛,苯甲醛25 1.5×10 -8苯—7.6×10 -9安息香酸,苯(甲)酸 125 3×10-8苯基氰25 5×10-81.8×10苯甲醇 25 -13液溴17.2 1.3×10 10-溴代苯25 <2.0×10 -8溴仿,三溴甲烷25 <2×10 -8异丁基醇25 <2×10 -6卡普纶腈25 3.7×10 -18二硫化碳1 7.8×10 -18四氯化碳18 4.0×10 -16液氯 -70 <1.0×10 -6氯乙酰酸60 1.4×10 -8M-氯苯胺25 5×10-9氰—<7×10 -8伞花烃25 <2×10 -8二氯醋酸25 <7×10 -6二氯(乙)醇12×10 -8碳酸二乙酯25 1.7×10 -6草酸二乙酯25 0.76×10 -6硫酸二乙脂25 0.26×10 -9二乙胺 -33.6 2.2×10-8二甲替甲酰胺25 (6~20)×10 -6硫酸二甲酯0 0.16×10 -8表氯醇 25 3.4×10 -9乙酸乙酯25 <1×10 -8乙酰乙酸乙脂25 4×10-9乙醇25 1.3×10 -9乙基本酸酯25 1×10-8乙基溴化酯25 2×10-8乙二胺25 (9~20)×10 -8乙基碘化酯25 <2×10 -6异乙基硫氰酸酯 25 0.126×10 -6乙基硝酸酯25 0.53×10 -6乙基硫氰酸酯25 1.2×10 -6乙(烷)基胺0 0.4×10 -10乙醚,二乙醚25 4×10-10溴化乙烯19 <2×10 -60.03×10氯化乙烯 25 -6硫酸乙烯25 0.53×10 -8<1.7×10氯化亚乙基 25 -8丁子香酚25 <1.7×10 -6甲醛水25 4×10 -6甲酰胺25 4×10-6蚁酸,甲酸25 64×10 -6糠酸,呋喃甲醛25 1.5×10 4镓30 3.68×10 -7硫440 1.2×10 -8二氧化硫35 1.5×10 -14甲苯—<10×10 -6O-甲胺 25 <2.0×10 -8P-甲苯胺100 6.2×10 -9三氯醋酸25 3×10-10三甲胺 -33.5 2.2×10 -13松节油— 2.0×10 -13异三戊酸甘油酸 80 <4.0×10 -8水(蒸馏) —4×10-15二甲苯—<10×10表三其他杂项液体电导率表-1液体名称温度/? 电导率/S?cm-4糖蜜10 3×10-3 50 5×10-6糖液25 (1~3)×10-6纯砂糖溶液10 3×10-4半纯砂糖溶液30 5.85×10 -5杜松子酒25 1×10-6伏特加酒25 4×10-13巧克力利口酒—<10×10-8豆油25 <4×10 -13 104 <10-3花生酱(无糖) 30 <10-3花生酱(加糖) 28 <10-13动物性脂肪 70 <10-13石蜡 66 <10-6墨水60 2×10-6乳酸银25 0.77×10-6已二酸25 0.7×10-2氯化铝25 25×10-235×10水化氧化铝溶液 25 -4钾盐酸酯25 4×10-35×10亚砷酮铵 25-6氯化乙醚25 18×10-8<4×10异苯二酸聚酯树脂 25-6异丙醇25 1.8×10-6内酰胺25 43×10 -3橡胶浆25 5×10 -6甲基异丁酮 25 4×10-8丙二醇25 4×10-3铝酸钠25 70×10 -2尿素145 5×10 -466% 25 1×10。