电导率和浓度的关系

应用贴士

电导率和浓度的关系

 

可基于浓度和电导率的经验关系来测量电导率将其转换成浓度。

 电导率是衡量物质导电性的能力,水溶液的电导率取决于溶解性电解质离解出的离子,由离子产生电导率。溶液中离子浓度增加会引起溶液导电性能的增长。这种电导率和浓度之间的关系可以将电导率测量值转化成浓度。

 电导率作为间接确定浓度的方法常用于一些工业应用中,该方法有很多好处——灵敏,易于测量,降低分析成本,特别适用于实时监测中。

 然而,这种间接方法也有一些局限性,稍后讨论。

 

电导率不具体

电导率测量的是溶液中的总离子浓度,并不能区分出离子的种类。所以更适用于含有单一离子种类的溶液。

 

每种电解液的电导率与浓度的相关性都不同

 不同酸、碱、盐的电导率与浓度相关性曲线都不同,大多数情况下在一定浓度范围内都呈线性,并且曲线可以有多种形式。如下图所示有些电解液(如氯化钾)在很大浓度范围内都呈线性,而其它一些曲线则呈钟形。

常见酸、碱、盐在25℃时的电导率

 

 如上图所示,许多电解液曲线都有最大值。在这种情况下,某一电导率值会对应两个不同的浓度,可以用电导率来测量最大值范围前或后的浓度,因为此时的电导率变化非常明显(斜率大)。比如对硫酸的曲线,电导率可以用来测量出的硫酸范围是0-23%或40-85%,不能测量出的硫酸浓度范围在23-43%(该段曲线电导率变化缓慢)。

 

电导率-浓度曲线的形状取决于温度

 离子溶液的电导率与温度有很大的关系,通常用每℃的电导率相对变化来表示,即温度系数或温度因子。不同电解液的温度系数都不同,一些酸、碱、盐的温度系数已知,但有一些需要通过实验来确定。

 电导率-浓度曲线会随温度变化,大多数电解液的电导率-浓度曲线都在25℃下绘制。如果实验在25℃下进行,可参考现有的曲线。

 如果不在参考温度下进行测量,且温度系数已知,那可进行温度补偿来计算。详见应用贴士#110“电导率测量中的温度补偿”中关于Thermo Scientific Orion 和AquaSensors测量仪温度补偿选项。

 如果温度系数未知,可以通过实验来确定。同样也可针对特定的温度来自建电导率-浓度曲线。

 

 

 

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