电导率的测定
1 实验目的
(1)了解电导率的含义。
(2)掌握用电导率仪测定制丝用水电导率的方法。
(3)用电导率数据定性判定水源的种类和含电解质的多寡。
2 基础知识
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0.5-2µS/cm,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2-4µS/cm;饮用水电导率在50-1500µS/cm之间;海水电导率大约为30000µS/cm,制丝用水标准规定制丝用水电导率为200µS/cm为好,50~500µS/cm皆算合格。数值太大,说明含矿物质太多,对制丝不利。
电导率随温度变化而变化,通常规定25℃为测定电导率的标准温度。温度每升高1℃,电导率增加约2%,不指明温度的电导率是没有意义的,所以每次实验必须记录水温,换算成25℃时的电导率L 25℃进行比较,换算近似公式为:
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,这个电阻值与电极的间距S(cm)成正比,与电极截面积A(cm2)成反比,即:
R=ρ×S/A
由于电极面积A与间距S都是固定不变的,故S/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。
L=1/R=1/(ρ×Q)
L表示电导率,反映导电能力的强弱。
当已知电导池常数,并测出电阻后,即可求出电导率。
3 实验内容
(1)电导率仪,
(2)光亮电极和铂黑电极各一支。
(3)恒温水浴锅:25±0.2℃。
(4)水样:去离子水、深井水、自来水。
(5)氯化钾标准溶液C(KCl):0.0100 mg/L
称取0.7456g于105℃干燥2h并冷却的氯化钾,溶于纯水中,于25℃下定容至1000ml,此溶液在于25℃时的电导率为143 mS/m。
必要时适当稀释,各种浓度氯化钾溶液的电导率(25℃)见表2-2
不同浓度氯化钾的电导率(25℃)
| 浓度(mol/L) | 电导率(mS/m) | 电导率(µS/cm) |
| 0.0001 | 494 | 14.94 |
| 0.0005 | 7.39 | 73.90 |
| 0.001 | 14.7 | 147.0 |
| 0.005 | 71.78 | 717.8 |
4 实验方法与操作步骤
(1)阅读有关型号的电导率仪使用说明书。
(2)用50ml小烧杯洗干净后,再用少量水样,冲洗3次,然后注入水样达2/3杯,在恒温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。
(3)在任意水温下测定,必须记录水样温度。
5 实验结果统计与分析
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:
式中:L25——水样在25℃时电导率(µS/cm);
L水温——水样在t℃时的电导率(µS/cm);
a——各种离子电导率的平均温度系数,取值0.022/1℃;
t水温——测定时水样品温度(℃)。
测定温度:_________________℃ 电导率单位:___________________
L室温,去离子水_______________市售蒸馏水_______________深井水_______________
L25℃,去离子水______________市售蒸馏水_______________深井水_______________
