一、電導率
電導率是以數字表示溶液傳導電流的能力,純水電導率很小,當水中含無機酸、堿或鹽時,電導率增加。電導率常用于間接推測水中離子成分的總濃度。水溶液的電導率取決于離子的性質和濃度、溶液的溫度和粘度等。
電導率的標準單位是S/m(西門子/米),一般實際使用單位為 μS/cm。新蒸餾水電導率為0.5～2 μS/cm,存放一段時間后,由于空氣中的二氧化碳或氨的溶入,電導率可上升至2～4 μS/cm;飲用水電導率在5～1500 μS/cm之間;海水電導率大約為30000 μS/cm;清潔河水電導率約為100 μS/cm。電導率隨溫度變化而變化,溫度每升高1℃,電導率增加約2%,通常規定25 ℃為測定電導率的標準溫度。
電導率的測定方法是電導率儀法,電導率儀有實驗室內使用的儀器和現場測試儀器兩種。而現場測試儀器通常可同時測量pH、溶解氧、濁度、總鹽度和電導率五個參數。
1.便攜式電導率儀法
(1)方法原理
由于電導是電阻的倒數,因此,當兩個電極插入溶液中,可以測出兩電極間的電阻R,根據歐姆定律,溫度一定時,這個電阻值與電極的間距L(cm)成正比,與電極的截面積A(cm2)成反比。即:R=ρL/A。
由于電極面積A和間距L都是固定不變的,故L/A是一常數,稱電導池常數(以Q表示)。比例常數ρ稱作電阻率。其倒數1/ρ稱為電導率,以K表示。S表示電導度,反映導電能力的強弱,所以,電導率K=QS或K=Q/R。當已知電導池常數,并測出電阻后,即可求出電導率。
(2)干擾及消除
水樣中含有粗大懸浮物質、油和脂等干擾測定,可先測水樣,再測校準溶液,以了解干擾情況,若有干擾,應經過濾或萃取除去。
(3)儀器和試劑
①測量儀器為各種型號的便攜式電導率儀;②純水:將蒸餾水通過離子交換柱制得,電導率小于10 μS/cm;③儀器配套的校準溶液。
(4)水樣測定
注意閱讀使攜式電導率儀的使用說明書。
(5)注意事項
①確保測量前儀器已經過校準(參考校準程序)。
②將電極插入水樣中,注意電極上的小孔必須浸泡在水面以下。
③最好使用塑料容器盛裝待測的水樣。
④儀器必須保證每月校準一次,更換電極或電池時也需校準。
2.實驗室電導率儀法(B)
(1)方法原理
同便攜式電導率儀法。
(2)樣品保存
水樣采集后應盡快分析,如果不能在采樣后及時進行分析,樣品應貯存于聚乙烯瓶中,并滿瓶封存,于4 ℃冷暗處保存,在24 h之內完成測定,測定前應加溫至25 ℃。不得加保存劑。
(3)干擾及消除
樣品中含有粗大懸浮物質、油和脂干擾測定。可先測水樣,再測校準溶液,以了解干擾情況。若有干擾,應過濾或萃取除去。
(4)儀器
①電導率儀:誤差不超過1%;②溫度計:能讀至0.1 ℃;③恒溫水浴鍋:25 ℃±0.2 ℃。
(5)試劑
①純水:將蒸餾水通過離子交換柱,電導率小于1 μS/cm;②0.0100 mol/L標準氯化鉀溶液。
(6)步驟
注意閱讀各種型號的電導率儀使用說明書。
①電導池常數測定
用0.01 mol/L標準氯化鉀溶液沖洗電導池三次;將此電導池注滿標準溶液,放入恒溫水浴中約15 min;測定溶液電阻RKCl,更換標準液后再進行測定重復數次,使電阻穩定在2%范圍內,取其平均值;用公式Q=KRKCl計算。
②樣品測定
用水沖洗數次電導池,再用水樣沖洗后,裝滿水樣,同上述步驟測定水樣電阻R。由已知電導池常數Q,得出水樣電導率K。同時記錄測定溫度。
(7)注意事項
①最好使用和水樣電導率相近的氯化鉀標準溶液測定電導池常數。
②如使用已知電導池常數的電導池,不需測定電導池常數,可調節好儀器直接測定,但要經常用標準氯化鉀溶液校準儀器。