Кондуктометр Ohaus ST20C-A (30137466) предназначен для измерения электропроводности дистиллированной воды и внесен в Государственный Реестр средств измерений, регистрационный номер 58096-14.
- измерение электропроводности и температуры дистиллированной воды
- проверка эффективности работы бытовых очистительных систем, работающих по принципу обратного осмоса (RO), измерение концентрации питательных растворов и т.д.
- юридическая правомочность результатов измерений, подтверждаемая сертификатом государственного образца
Характеристики:
- диапазон измерения: 0.0-199.9 мкСм/см
- разрешение: 0.1 мкСм/см
- погрешность: ±1,5% от верхней границы диапазона измерения
- Диапазон измерения температуры 0.0 — 99.0°C
- Разрешающая способность °C 0.1
- Погрешность измерения температуры +.- 1°C
- Термокомпенсация АТС есть, от 0 до 50°C
- Дисплей двухстрочный
- материал корпуса АБС-пластик
- электрод сменный
- водонепроницаемое исполнение IP67
- температура окружающей среды 0-50°C (32-122°F)
- источник питания: AG13 1.5В, 4 шт
- автоматическое выключение после 6 мин бездействия
- Размер, мм: 185 x 42 x 37
- Вес, г: 105
Ваш отзыв может быть первым!
Виды кондуктометровПринцип действия кондуктометровПрименение кодуктометров
Кондуктометры – необходимые приборы для предприятий, где нужно контролировать качество воды. В статье рассмотрим виды, конструкцию и принцип работы этих устройств, а также области их применения.
Кондуктометр для воды – прибор для измерения ее электропроводности, то есть способности проводить ток.
Устройство кондуктометра несложное. Это объединенные в одну электрическую цепь чувствительный датчик и измерительный преобразователь. Конструкция прибора бывает как моноблочной, так и раздельной.
 Моноблочная конструкция |
|
Интернет-магазин анализаторов жидкости
Виды кондуктометров
В зависимости от метода измерения кондуктометры бывают:
- Контактные;
- Бесконтактные.
Отличаются эти типы наличием или отсутствием гальванического контакта электродов ячейки с исследуемой средой.
Для определения электропроводности воды чаще используют контактные кондуктометры. Это объясняется высокой чувствительностью устройств: их можно применять даже для анализа дистиллированной воды.
По наличию термокомпенсации кондуктометры делятся на 3 группы:
- Без термической компенсации;
- С термокомпенсацией;
- С возможностью произвольного выбора коэффициента температуры.
Колебания температуры влияют на показатели электропроводности, поэтому для более точных результатов рекомендуется выбирать 2 последних типа.
Принцип действия кондуктометров
Принцип работы кондуктометра рассмотрим на примере контактных приборов.
В исследуемый раствор погружают два электрода, после чего на них подается переменное напряжение. Затем измеряют силу возникшего электрического тока, а показатели выводят на экран устройства.
На точность измерения может повлиять температура, поэтому рекомендуется пользоваться устройством с температурной компенсацией. Альтернативой может стать калибровка кондуктометра при той же температуре, что и анализируемая жидкая среда.
Для измерения электропроводности жидкостей применяют два метода:
- Двухэлектродный – падение напряжения определяется между токовыми электродами;
- Четырехэлектродный – к токовым электродам подводят напряжение от сети, а со вспомогательных электродов снимают падение напряжения.
Для анализа жидкой среды подходит второй способ. Когда проводимость определяют по четырехэлектродной схеме, устраняется вредное влияние поляризации электродов на процесс измерения.
Электропроводность определяется по формуле:
σ = k / R или σ = (k * i) / Uвых,
где
- σ – электропроводность, обратная сопротивлению величина,
- R – сопротивление ячейки,
- i – электрический ток,
- Uвых – падение напряжения (переменная величина),
- k = d / S – константа ячейки,
- d – расстояние между токовыми электродами,
- S – площадь токовых электродов.
Применение кодуктометров
Кондуктометры для воды и растворов широко применяются в следующих технических процессах и отраслях:
- Предприятия теплоэнергетики;
- Фармацевтическое производство;
- Лабораторные исследования;
- Охрана окружающей среды;
- Анализ сточных вод;
- Системы водоподготовки;
- Оценка качества дистиллированной воды;
- Нефтехимия и химическое производство;
- Пищевая промышленность.
Кондуктометры определяют степень чистоты воды и измеряют концентрацию растворов солей, кислот и щелочей. С помощью этих устройств оценивают пригодность жидких сред для разного назначения. Поэтому кондуктометры – необходимые приборы для предприятий, где нужен жесткий контроль качества воды.
Скачать статью в формате PDF
Заказать консультацию инженера
Измерение электропроводности растворов, калибровка кондуктометра
Разбираем разницу между электропроводностью и удельной электропроводностью раствора, как измерить электропроводность раствора и откалибровать кондуктометр
Измерение электропроводности растворов, калибровка кондуктометра
Разбираем разницу между электропроводностью и удельной электропроводностью раствора, как измерить электропроводность раствора и откалибровать кондуктометр
Электропроводность – это способность вещества проводить электрический ток. В аналитической химии чаще всего говорят об электропроводности растворов, то есть его способности проводить электрический ток. Относительная дешевизна, надежность и быстрый отклик приборов для измерения электропроводности сделали их популярным аналитическим инструментом, который есть практически в каждой лаборатории.
Электрическая проводимость раствора характеризует суммарное содержание всех ионов, а также некоторых органических соединений. Именно поэтому она является важным параметром при контроле разных типов вод (вода для лабораторного анализа, питьевая, технологическая).
Чистые растворители практически не проводят электрический ток, и их электрическая проводимость стремится к нулю. Заряд в растворе переносят ионы или вещества с сильнополярными связями. При растворении твердых полярных веществ в воде происходит электролитическая диссоциация, то есть распад молекул на катионы и анионы. По степени распада на ионы различают сильные и слабые электролиты. Сильные электролиты диссоциируют полностью с образованием ионов. Слабые электролиты диссоциируют частично с образованием ионов и сохранением не ионной молекулы. Способностью проводить ток обладают только ионы, недиссоциированные молекулы не участвуют в электрической проводимости. Вклад иона в проводимость раствора можно описать функцией от его концентрации, заряда и подвижности иона.
Электропроводность очищенной воды
Кажется, что очищенная вода, из которой удалены все органические и неорганические примеси, а также растворенные газы должна иметь нулевую электропроводность. На самом деле это не так.Электропроводность очищенной воды первого типа при температуре 25℃ составляет 0,055 µСм/см. Такое значение обусловлено самоионизацией воды. В результате самоионизации в воде образуется гидроксил ион и ион гидроксония. Содержание этих ионов в очищенной воде первого типа составляет 2 ppb, то есть два иона на миллиард молекул H2O.
Измерение электропроводности растворов
Электропроводность — это величина обратно пропорциональная сопротивлению. Согласно закону Ома, сопротивление рассчитывается как отношение силы тока к напряжению. Таким образом, измерив силу тока и зная напряжение, можно рассчитать электропроводность. Для её измерения используют специальные приборы — кондуктометры. Кондуктометры измеряют силу тока, проходящую между электродами через раствор при известном напряжении. Различные производители, исследователи и инженеры разрабатывают и используют электроды различной геометрической формы и конфигурации. Чтобы полученные на разных приборах значения можно было сравнивать между собой, прибор автоматически преобразует измеренную фактическую электропроводность в удельную электропроводность. Удельная электропроводность раствора – это электропроводность слоя раствора длинной 1 см между электродами площадью 1 см2.
Если на электроды подать постоянный ток, то на положительно заряженном электроде (аноде) будут накапливаться анионы, а на отрицательно заряженном электроде (катоде) будут накапливаться катионы. Такое накопление ионов у электрода приведет к их электролизу и изменению состава анализируемой жидкости, как следствие изменится и электропроводность. Для предотвращения нежелательных реакций на поверхностях электродов, на них подается переменный ток. Под действием переменного тока ионы не движутся в одном направлении, они колеблются в такт частоты приложенного тока. Современные кондуктометры настраивают частоту переменного тока автоматически.
Чувствительный элемент кондуктометра — кондуктометрический датчик представляет с собой два электрода (иногда четыре), на которые подаёте напряжение, а измерительный прибор (кондуктометр) измеряет силу тока и рассчитывает удельную электропроводность.
Зависимость электропроводности раствора от температуры
Электропроводность растворов сильно зависит от температуры. С увеличением температуры жидкости, уменьшается его вязкость и как следствие увеличиваться подвижность ионов. Подвижные ионы активнее передают заряд, увеличивая электрическую проводимость жидкости. Поэтому при измерении электропроводности растворов необходимо указывать температуру выполнения измерений.
Наглядно зависимость удельной электропроводности раствора от температуры иллюстрирует таблица температурной зависимости калибровочного стандарта 0,01М KCl. При увеличении температуры стандартного раствора на 20 градусов, его электрическая проводимость возрастает на 50%.
Современные кондуктометры имеют функцию термокомпенсации, то есть приведения измеренной удельной электропроводности раствора к стандартной температуре (обычно 25 ℃), этот пересчет осуществляется по встроенным зависимостям использованных калибровочных стандартов. Распространять такую температурную зависимость калибровочного раствора на любой измеряемый образец не всегда уместно. Ведь каждый конкретный образец имеет свой состав и как следствие свою зависимость электропроводности от температуры. Поэтому при анализе образцов, где необходима высокая достоверность результатов анализируемый образец доводят до температуры 25℃ охлаждая или нагревая в водяном термостате, а затем проводят измерение.
Рекомендации при измерении электропроводности раствора
Маленькие пузырьки воздуха, налипшие на поверхность электрода, увеличивают сопротивление в слое между электродами а, следовательно, уменьшают измеренную электропроводность. Нестабильный сигнал на дисплее кондуктометра может указывать на наличие пузырька воздуха. Перед каждым измерением необходимо убедиться в отсутствии пузырьков воздуха в измерительном датчике, а при их наличии удалить пузырьки аккуратным постукиванием по датчику или опусканием и подниманием датчика. Пузырьки воздуха образуются в водных растворах при увеличении температуры, это связано с уменьшением растворимости газов в воде с ростом температуры.
Углекислый газ – единственный компонент воздуха, который может оказать влияние на измеряемую электропроводность. При гидролизе углекислого газа образуется угольная кислота, которая в свою очередь диссоциирует в две стадии с образованием ионов H+, CO32-, HCO3—. Лишь 0,2% углекислого газа, растворенного в воде, подвергаются гидролизу с образованием угольной кислоты. В образцах с высокой электропроводностью этим влиянием углекислого газа можно пренебречь. При определении электропроводности растворов менее 10 µСм/см углекислый газ из воздуха может оказывать существенное воздействие. Поэтому для получения достоверных результатов важно предотвратить контакт воздуха с образцом. Этого добиваются использованием проточных кондуктометрических ячеек или инертных газов защищающих поверхность образца.
Загрязнение поверхности электрода. При анализе образцов содержащих взвешенные и нерастворимые вещества, особое внимание следует уделять очистке датчика после выполнения измерений. Твердые вещества образуют слой на электродах датчика, этот слой повышает их сопротивление и приводит к неверным результатам измерения.
Калибровка кондуктометра
Каждый кондуктометрический датчик имеет свой калибровочный коэффициент, который зависит от формы электродов, расстояния между ними и их состояния. Этот коэффициент также называют константой кондуктометрической ячейки. При производстве новой кондуктометрической ячейки ей присваивается расчётная (номинальная) константа кондуктометрической ячейки. Перед первым измерением необходимо выполнить калибровку кондуктометра, кондуктометр запишет действительную константу ячейки в память и автоматически будет использовать её при дальнейшем расчете удельной электропроводности.
Для удобства лабораторий многие производители выпускают свои стандарты для калибровки кондуктометров 10, 84, 100, 1413, 12880 µСм/см. Также пользователь может приготовить калибровочные стандарты самостоятельно. Практически все калибровочные стандарты с электропроводностью более 70 µСм/см представляют собой водные растворы хлорида калия.
Константа ячейки изменяется со временем, на нее влияют загрязнения и отложения, химические и физические изменения электродов ячейки. Периодически необходимо проводить калибровку датчика электропроводности и отслеживать отклонение полученной константы ячейки от номинальной.
Последовательность калибровки кондуктометра
• Тщательно промойте кондуктометрический датчик и емкость, для калибровочного стандарта, деионизированной водой, чтобы удалить все загрязнения, а затем стряхните оставшиеся капли.
• Промойте датчик и емкость небольшим количеством калибровочного стандарта, слейте его и стряхните оставшиеся капли.
• Залейте в емкость свежий стандартный раствор и погрузите в него датчик.
• Удалите все пузырьки воздуха перемешиванием стандарта или постукиванием по датчику.
• Выполните калибровку кондуктометра в соответствии с руководством по эксплуатации. Кондуктометр автоматически рассчитывает новую константу кондуктометрической ячейки.
• Вылейте все использованные стандарты. Никогда не сливайте калибровочные стандарты обратно в оригинальный флакон.
Хранение и обслуживание кондуктометра
Кондуктометрический датчик не требуют большого технического обслуживания, однако есть несколько моментов, на которые следует обращать внимание. Наиболее важным моментом является обеспечение чистоты ячейки. Датчик следует промывать деионизированной водой после каждого измерения. Если датчик находился в несмешивающемся с водой образце, его необходимо очистить с использованием смешивающегося с водой растворителя, например, этанола или ацетона, а затем тщательно промыть деионизированной водой. Если внутри измерительной ячейки накапливаются твердые вещества, осторожно удалите их ватной палочкой, смоченной в моющем средстве, а затем промойте датчик деионизированной водой.
Очищенные датчики должны храниться следующим образом:
• Кратковременное хранение (< 1 суток): в сухом месте или в деионизированной воде.
• Длительное хранение (> 1 суток): в сухом месте.
Вам также может быть интересно:
-
Электропроводность
-
Электропроводность очищенной воды
-
Измерение электропроводности
-
Калибровка кондуктометра
-
Хранение и обслуживание кондуктометра
поверхности жидкости отвечает плотности исследуемого раствора с точностью до третьего десятичного знака.
Используя справочные данные (приложение I, таблицы 11 и 12), определяют по плотности массовую долю растворенного вещества в приготовленном растворе. Если измеренное значение плотности раствора не совпадает с табличными данными, то массовую долю приготовленного раствора рассчитывают методом интерполяции.
Метод интерполяции заключается в определении искомой величины между соседними табличными значениями.
Например, необходимо определить массовую долю Na2CO3, соответствующую плотности раствора 1,125 г/см3 . Для этого проводят следующее.
1. В таблице 11 находят соседние с искомой величиной меньшее и большее значение массовой доли и плотности растворов:
меньшее значение ω = 11,60%, ρ = 1,120 г/мл; большее значение ω = 13,45%, ρ = 1,140 г/мл.
2. Находят разность между ними: 1,140 – 1,120 = 0,020 г/мл; 13,45 – 11,60 = 1,85 %.
3. Находят разность между значением плотности, определенной по шкале ареометра, и меньшим табличным значением:
1,125 – 1,120 = 0,005 г/мл.
|
4. Решают пропорцию: 1,85 % |
– |
0,020 г/мл; |
|
Δω % |
– |
0,005 г/мл; |
Δω = 1,85 0,005 = 0,36 %. 0,020
5. Вычисляют массовую долю карбоната натрия в растворе с плотностью 1,125 г/см3:
ω(Na2CO3) = меньшее ω + Δω = 11,60 + 0,36 = 11,95 %.
Та б л и ц а 11
Соотношение плотности (ρ, г/мл) и концентрации (ω, %) раствора Na2CO3 при 200С
|
ρ |
1,000 |
1,020 |
1,040 |
1,060 |
1,080 |
1,100 |
1,120 |
1,140 |
1,180 |
|
ω |
0,19 |
2,10 |
4,03 |
5,95 |
7,85 |
9,75 |
11,60 |
13,45 |
16,87 |
Что такое кондуктометр. Каким образом TDS измеряет общую минерализацию.
Как работает TDS метр.
Как измерить электропроводимость.
Как работает EC-метр
В действительности, TDS-метры вовсе не измеряют общее содержание растворенных твердых веществ (общую минерализацию (TDS)), вместо этого они измеряют электропроводность и приближенно выражают концентрацию TDS на основе математической формулы. Нередко говорят, что TDS-метры – это всего лишь замаскированные кондуктометры или EC-метры.
Во-первых, давайте вкратце рассмотрим, что такое электропроводность и как она связана с концентрацией TDS воды. Электропроводность – это то, насколько легко электричество протекает через среду, в нашем случае, это вода. В действительности, чистая или дистиллированная вода является очень плохим проводником, поскольку в ней отсутствуют растворенные ионы. С другой стороны, природная вода, как, например, вода из ручьев, рек или озер, наполнена ионами растворенных минералов, металлов и солей. По сути, эти растворенные ионы составляют значительную часть TDS воды. Поскольку ионы, являются переносчиками электричества в воде, вы обнаружите, что электропроводность положительно связана с количеством ионов, равно, как и концентрация TDS воды.
Каким именно образом работают TDS метры и EC метры ?
Теперь давайте более пристально рассмотрим TDS- или EC-метр. Обратите внимание на два металлических электрода, расположенных на конце устройства. Когда EC-метр помещают в воду и включают, напряжение подается в систему, где электрод, анод (+), получает положительный заряд. Другой электрод, катод (-), получает отрицательный заряд.
Моноблочная конструкция
Раздельная конструкция
Интернет-магазин анализаторов жидкости
Виды кондуктометров
В зависимости от метода измерения кондуктометры бывают:
- Контактные;
- Бесконтактные.
Отличаются эти типы наличием или отсутствием гальванического контакта электродов ячейки с исследуемой средой.
Для определения электропроводности воды чаще используют контактные кондуктометры. Это объясняется высокой чувствительностью устройств: их можно применять даже для анализа дистиллированной воды.
По наличию термокомпенсации кондуктометры делятся на 3 группы:
- Без термической компенсации;
- С термокомпенсацией;
- С возможностью произвольного выбора коэффициента температуры.
Колебания температуры влияют на показатели электропроводности, поэтому для более точных результатов рекомендуется выбирать 2 последних типа.
Принцип действия кондуктометров
Принцип работы кондуктометра рассмотрим на примере контактных приборов.
В исследуемый раствор погружают два электрода, после чего на них подается переменное напряжение. Затем измеряют силу возникшего электрического тока, а показатели выводят на экран устройства.
На точность измерения может повлиять температура, поэтому рекомендуется пользоваться устройством с температурной компенсацией. Альтернативой может стать калибровка кондуктометра при той же температуре, что и анализируемая жидкая среда.
Для измерения электропроводности жидкостей применяют два метода:
- Двухэлектродный – падение напряжения определяется между токовыми электродами;
- Четырехэлектродный – к токовым электродам подводят напряжение от сети, а со вспомогательных электродов снимают падение напряжения.
Для анализа жидкой среды подходит второй способ. Когда проводимость определяют по четырехэлектродной схеме, устраняется вредное влияние поляризации электродов на процесс измерения.
Электропроводность определяется по формуле:
σ = k / R или σ = (k * i) / Uвых,
где
- σ – электропроводность, обратная сопротивлению величина,
- R – сопротивление ячейки,
- i – электрический ток,
- Uвых – падение напряжения (переменная величина),
- k = d / S – константа ячейки,
- d – расстояние между токовыми электродами,
- S – площадь токовых электродов.
Применение кодуктометров
Кондуктометры для воды и растворов широко применяются в следующих технических процессах и отраслях:
- Предприятия теплоэнергетики;
- Фармацевтическое производство;
- Лабораторные исследования;
- Охрана окружающей среды;
- Анализ сточных вод;
- Системы водоподготовки;
- Оценка качества дистиллированной воды;
- Нефтехимия и химическое производство;
- Пищевая промышленность.
Кондуктометры определяют степень чистоты воды и измеряют концентрацию растворов солей, кислот и щелочей. С помощью этих устройств оценивают пригодность жидких сред для разного назначения. Поэтому кондуктометры – необходимые приборы для предприятий, где нужен жесткий контроль качества воды.
Скачать статью в формате PDF
Заказать консультацию инженера
Измерение электропроводности растворов, калибровка кондуктометра
Разбираем разницу между электропроводностью и удельной электропроводностью раствора, как измерить электропроводность раствора и откалибровать кондуктометр
Измерение электропроводности растворов, калибровка кондуктометра
Разбираем разницу между электропроводностью и удельной электропроводностью раствора, как измерить электропроводность раствора и откалибровать кондуктометр
Электропроводность – это способность вещества проводить электрический ток. В аналитической химии чаще всего говорят об электропроводности растворов, то есть его способности проводить электрический ток. Относительная дешевизна, надежность и быстрый отклик приборов для измерения электропроводности сделали их популярным аналитическим инструментом, который есть практически в каждой лаборатории.
Электрическая проводимость раствора характеризует суммарное содержание всех ионов, а также некоторых органических соединений. Именно поэтому она является важным параметром при контроле разных типов вод (вода для лабораторного анализа, питьевая, технологическая).
Чистые растворители практически не проводят электрический ток, и их электрическая проводимость стремится к нулю. Заряд в растворе переносят ионы или вещества с сильнополярными связями. При растворении твердых полярных веществ в воде происходит электролитическая диссоциация, то есть распад молекул на катионы и анионы. По степени распада на ионы различают сильные и слабые электролиты. Сильные электролиты диссоциируют полностью с образованием ионов. Слабые электролиты диссоциируют частично с образованием ионов и сохранением не ионной молекулы. Способностью проводить ток обладают только ионы, недиссоциированные молекулы не участвуют в электрической проводимости. Вклад иона в проводимость раствора можно описать функцией от его концентрации, заряда и подвижности иона.
Электропроводность очищенной воды
Кажется, что очищенная вода, из которой удалены все органические и неорганические примеси, а также растворенные газы должна иметь нулевую электропроводность. На самом деле это не так.Электропроводность очищенной воды первого типа при температуре 25℃ составляет 0,055 µСм/см. Такое значение обусловлено самоионизацией воды. В результате самоионизации в воде образуется гидроксил ион и ион гидроксония. Содержание этих ионов в очищенной воде первого типа составляет 2 ppb, то есть два иона на миллиард молекул H2O.
Измерение электропроводности растворов
Электропроводность — это величина обратно пропорциональная сопротивлению. Согласно закону Ома, сопротивление рассчитывается как отношение силы тока к напряжению. Таким образом, измерив силу тока и зная напряжение, можно рассчитать электропроводность. Для её измерения используют специальные приборы — кондуктометры. Кондуктометры измеряют силу тока, проходящую между электродами через раствор при известном напряжении. Различные производители, исследователи и инженеры разрабатывают и используют электроды различной геометрической формы и конфигурации. Чтобы полученные на разных приборах значения можно было сравнивать между собой, прибор автоматически преобразует измеренную фактическую электропроводность в удельную электропроводность. Удельная электропроводность раствора – это электропроводность слоя раствора длинной 1 см между электродами площадью 1 см2.
Если на электроды подать постоянный ток, то на положительно заряженном электроде (аноде) будут накапливаться анионы, а на отрицательно заряженном электроде (катоде) будут накапливаться катионы. Такое накопление ионов у электрода приведет к их электролизу и изменению состава анализируемой жидкости, как следствие изменится и электропроводность. Для предотвращения нежелательных реакций на поверхностях электродов, на них подается переменный ток. Под действием переменного тока ионы не движутся в одном направлении, они колеблются в такт частоты приложенного тока. Современные кондуктометры настраивают частоту переменного тока автоматически.
Чувствительный элемент кондуктометра — кондуктометрический датчик представляет с собой два электрода (иногда четыре), на которые подаёте напряжение, а измерительный прибор (кондуктометр) измеряет силу тока и рассчитывает удельную электропроводность.
Зависимость электропроводности раствора от температуры
Электропроводность растворов сильно зависит от температуры. С увеличением температуры жидкости, уменьшается его вязкость и как следствие увеличиваться подвижность ионов. Подвижные ионы активнее передают заряд, увеличивая электрическую проводимость жидкости. Поэтому при измерении электропроводности растворов необходимо указывать температуру выполнения измерений.
Наглядно зависимость удельной электропроводности раствора от температуры иллюстрирует таблица температурной зависимости калибровочного стандарта 0,01М KCl. При увеличении температуры стандартного раствора на 20 градусов, его электрическая проводимость возрастает на 50%.
Современные кондуктометры имеют функцию термокомпенсации, то есть приведения измеренной удельной электропроводности раствора к стандартной температуре (обычно 25 ℃), этот пересчет осуществляется по встроенным зависимостям использованных калибровочных стандартов. Распространять такую температурную зависимость калибровочного раствора на любой измеряемый образец не всегда уместно. Ведь каждый конкретный образец имеет свой состав и как следствие свою зависимость электропроводности от температуры. Поэтому при анализе образцов, где необходима высокая достоверность результатов анализируемый образец доводят до температуры 25℃ охлаждая или нагревая в водяном термостате, а затем проводят измерение.
Рекомендации при измерении электропроводности раствора
Маленькие пузырьки воздуха, налипшие на поверхность электрода, увеличивают сопротивление в слое между электродами а, следовательно, уменьшают измеренную электропроводность. Нестабильный сигнал на дисплее кондуктометра может указывать на наличие пузырька воздуха. Перед каждым измерением необходимо убедиться в отсутствии пузырьков воздуха в измерительном датчике, а при их наличии удалить пузырьки аккуратным постукиванием по датчику или опусканием и подниманием датчика. Пузырьки воздуха образуются в водных растворах при увеличении температуры, это связано с уменьшением растворимости газов в воде с ростом температуры.
Углекислый газ – единственный компонент воздуха, который может оказать влияние на измеряемую электропроводность. При гидролизе углекислого газа образуется угольная кислота, которая в свою очередь диссоциирует в две стадии с образованием ионов H+, CO32-, HCO3—. Лишь 0,2% углекислого газа, растворенного в воде, подвергаются гидролизу с образованием угольной кислоты. В образцах с высокой электропроводностью этим влиянием углекислого газа можно пренебречь. При определении электропроводности растворов менее 10 µСм/см углекислый газ из воздуха может оказывать существенное воздействие. Поэтому для получения достоверных результатов важно предотвратить контакт воздуха с образцом. Этого добиваются использованием проточных кондуктометрических ячеек или инертных газов защищающих поверхность образца.
Загрязнение поверхности электрода. При анализе образцов содержащих взвешенные и нерастворимые вещества, особое внимание следует уделять очистке датчика после выполнения измерений. Твердые вещества образуют слой на электродах датчика, этот слой повышает их сопротивление и приводит к неверным результатам измерения.
Калибровка кондуктометра
Каждый кондуктометрический датчик имеет свой калибровочный коэффициент, который зависит от формы электродов, расстояния между ними и их состояния. Этот коэффициент также называют константой кондуктометрической ячейки. При производстве новой кондуктометрической ячейки ей присваивается расчётная (номинальная) константа кондуктометрической ячейки. Перед первым измерением необходимо выполнить калибровку кондуктометра, кондуктометр запишет действительную константу ячейки в память и автоматически будет использовать её при дальнейшем расчете удельной электропроводности.
Для удобства лабораторий многие производители выпускают свои стандарты для калибровки кондуктометров 10, 84, 100, 1413, 12880 µСм/см. Также пользователь может приготовить калибровочные стандарты самостоятельно. Практически все калибровочные стандарты с электропроводностью более 70 µСм/см представляют собой водные растворы хлорида калия.
Константа ячейки изменяется со временем, на нее влияют загрязнения и отложения, химические и физические изменения электродов ячейки. Периодически необходимо проводить калибровку датчика электропроводности и отслеживать отклонение полученной константы ячейки от номинальной.
Последовательность калибровки кондуктометра
• Тщательно промойте кондуктометрический датчик и емкость, для калибровочного стандарта, деионизированной водой, чтобы удалить все загрязнения, а затем стряхните оставшиеся капли.
• Промойте датчик и емкость небольшим количеством калибровочного стандарта, слейте его и стряхните оставшиеся капли.
• Залейте в емкость свежий стандартный раствор и погрузите в него датчик.
• Удалите все пузырьки воздуха перемешиванием стандарта или постукиванием по датчику.
• Выполните калибровку кондуктометра в соответствии с руководством по эксплуатации. Кондуктометр автоматически рассчитывает новую константу кондуктометрической ячейки.
• Вылейте все использованные стандарты. Никогда не сливайте калибровочные стандарты обратно в оригинальный флакон.
Хранение и обслуживание кондуктометра
Кондуктометрический датчик не требуют большого технического обслуживания, однако есть несколько моментов, на которые следует обращать внимание. Наиболее важным моментом является обеспечение чистоты ячейки. Датчик следует промывать деионизированной водой после каждого измерения. Если датчик находился в несмешивающемся с водой образце, его необходимо очистить с использованием смешивающегося с водой растворителя, например, этанола или ацетона, а затем тщательно промыть деионизированной водой. Если внутри измерительной ячейки накапливаются твердые вещества, осторожно удалите их ватной палочкой, смоченной в моющем средстве, а затем промойте датчик деионизированной водой.
Очищенные датчики должны храниться следующим образом:
• Кратковременное хранение (< 1 суток): в сухом месте или в деионизированной воде.
• Длительное хранение (> 1 суток): в сухом месте.
Вам также может быть интересно:
-
Электропроводность
-
Электропроводность очищенной воды
-
Измерение электропроводности
-
Калибровка кондуктометра
-
Хранение и обслуживание кондуктометра
поверхности жидкости отвечает плотности исследуемого раствора с точностью до третьего десятичного знака.
Используя справочные данные (приложение I, таблицы 11 и 12), определяют по плотности массовую долю растворенного вещества в приготовленном растворе. Если измеренное значение плотности раствора не совпадает с табличными данными, то массовую долю приготовленного раствора рассчитывают методом интерполяции.
Метод интерполяции заключается в определении искомой величины между соседними табличными значениями.
Например, необходимо определить массовую долю Na2CO3, соответствующую плотности раствора 1,125 г/см3 . Для этого проводят следующее.
1. В таблице 11 находят соседние с искомой величиной меньшее и большее значение массовой доли и плотности растворов:
меньшее значение ω = 11,60%, ρ = 1,120 г/мл; большее значение ω = 13,45%, ρ = 1,140 г/мл.
2. Находят разность между ними: 1,140 – 1,120 = 0,020 г/мл; 13,45 – 11,60 = 1,85 %.
3. Находят разность между значением плотности, определенной по шкале ареометра, и меньшим табличным значением:
1,125 – 1,120 = 0,005 г/мл.
|
4. Решают пропорцию: 1,85 % |
– |
0,020 г/мл; |
|
Δω % |
– |
0,005 г/мл; |
Δω = 1,85 0,005 = 0,36 %. 0,020
5. Вычисляют массовую долю карбоната натрия в растворе с плотностью 1,125 г/см3:
ω(Na2CO3) = меньшее ω + Δω = 11,60 + 0,36 = 11,95 %.
Та б л и ц а 11
Соотношение плотности (ρ, г/мл) и концентрации (ω, %) раствора Na2CO3 при 200С
|
ρ |
1,000 |
1,020 |
1,040 |
1,060 |
1,080 |
1,100 |
1,120 |
1,140 |
1,180 |
|
ω |
0,19 |
2,10 |
4,03 |
5,95 |
7,85 |
9,75 |
11,60 |
13,45 |
16,87 |
Что такое кондуктометр. Каким образом TDS измеряет общую минерализацию.
Как работает TDS метр.
Как измерить электропроводимость.
Как работает EC-метр
В действительности, TDS-метры вовсе не измеряют общее содержание растворенных твердых веществ (общую минерализацию (TDS)), вместо этого они измеряют электропроводность и приближенно выражают концентрацию TDS на основе математической формулы. Нередко говорят, что TDS-метры – это всего лишь замаскированные кондуктометры или EC-метры.
Во-первых, давайте вкратце рассмотрим, что такое электропроводность и как она связана с концентрацией TDS воды. Электропроводность – это то, насколько легко электричество протекает через среду, в нашем случае, это вода. В действительности, чистая или дистиллированная вода является очень плохим проводником, поскольку в ней отсутствуют растворенные ионы. С другой стороны, природная вода, как, например, вода из ручьев, рек или озер, наполнена ионами растворенных минералов, металлов и солей. По сути, эти растворенные ионы составляют значительную часть TDS воды. Поскольку ионы, являются переносчиками электричества в воде, вы обнаружите, что электропроводность положительно связана с количеством ионов, равно, как и концентрация TDS воды.
Каким именно образом работают TDS метры и EC метры ?
Теперь давайте более пристально рассмотрим TDS- или EC-метр. Обратите внимание на два металлических электрода, расположенных на конце устройства. Когда EC-метр помещают в воду и включают, напряжение подается в систему, где электрод, анод (+), получает положительный заряд. Другой электрод, катод (-), получает отрицательный заряд.
Фото: Mikhail Nilov, источник: pexels.com
В то же время, отрицательно заряженные ионы в нашей пробе воды начинают притягиваться и двигаться в направлении к аноду (+), тогда как положительно заряженные или безэлектронные ионы начинают притягиваться и двигаться в направлении к катоду (-). Данное явление притяжения противоположных зарядов можно объяснить с помощью закона Кулона.
Как только отрицательно заряженные ионы достигают анода, они теряют свои электроны и становятся положительно заряженными. Аналогичным образом, когда положительно заряженные или безэлектронные ионы достигают катода, они получают электроны и становятся отрицательно заряженными. Данный процесс перемещения ионов туда и обратно повторяется, создавая электрический ток или поток электричества.
EC- и TDS-метры тщательно контролируют силу тока и подаваемое в систему напряжение. Используя данные показания, а также заданное расстояние между электродами и площадь его поверхности, можно рассчитать электропроводность с помощью закона Ома.
Электропроводность обычно измеряют в миллисименсах на сантиметр или мС/см.
Для сравнения, то есть, если вы хотите сравнить электропроводность одной пробы воды с другой, необходимо поддерживать постоянную температуру в обеих пробах. Это связано с тем, что электропроводность воды в значительной степени зависит от температуры. По мере повышения температуры воды повысится и электропроводность, вследствие увеличения подвижности ионов, а также повышенной растворимости минералов и солей.
Необходимо дополнительно уточнить, электропроводность одной пробы воды будет давать разные показания электропроводности при разных температурах. По этой причине, показания электропроводности обычно нормализуют или приводят к эталонному значению в 25 градусов Цельсия. Это называется удельной электропроводностью. Электропроводность воды увеличивается примерно на 2% при каждом повышении температуры на 1 градус Цельсия.
Используя данный факт, большинство EC- и TDS-метров будут оснащены встроенным термометром, который будет автоматически приводить или нормализовать электропроводность по температуре 25 градусов Цельсия. Следует обратить внимание на то, что температурная компенсация различается в зависимости от типа раствора, например, для сверхчистой воды коэффициент пересчета составляет 5,5%.
Последний шаг – окончательный расчет TDS путем умножения нормализованного значения электропроводности на коэффициент корреляции. По результатам различных исследований, корреляция между электропроводностью и TDS воды обычно находится в диапазоне .5 — .8.
Следует обратить внимание на то, что коэффициент корреляции также сильно зависит от типа раствора, который вы проверяете. Большинство TDS-метров установлены на определенную корреляцию или коэффициент и подходят только для проверки воды. В то же время, существуют более дорогие TDS-метры, которые предусматривают ручную регулировку коэффициента корреляции, позволяя, тем самым, пользователю точно определить TDS различных известных растворов.
Теперь, давайте рассчитаем TDS образца воды, если электропроводность при 25°C составляет .3 мС/см. Для упрощения, предположим, что коэффициент корреляции равен 0.5, что является показателем, который используется самыми простыми TDS-метрами для проверки воды.
Формула расчета TDS в ppm = Электропроводность в мС/см x коэффициент корреляции
В связи с этим, первым шагом будет перевод нашего значения электропроводности из мС/см в мкС/см (микросименсы на сантиметр), просто умножив на 100.
0.3 мС/см x 100 = 300 мкС/см
Давайте умножим нашу электропроводность в мкС/см на коэффициент корреляции.
300 мкС/см x 0.5 = 150 ppm
Рассчитанная в нашем примере проверки пробы воды общая минерализация (TDS) равна 150 ppm.
Используемые изображения:
1. Автор: Mikhail Nilov, источник: pexels.com