Conductivitatea în general
Ca o cantitate fizică constantă, conductivitatea electrică indică măsura în care substanțele sau amestecurile de substanțe pot conduce electricitatea. Valoarea este diferită pentru fiecare amestec de substanțe și pentru fiecare substanță.
Conductivitatea este o constantă fizică, ceea ce înseamnă că o anumită substanță sau un anumit amestec de substanțe conduce întotdeauna curentul electric la fel de bine.
În ceea ce privește calculele, conductivitatea este importantă pentru determinarea densității de curent în legătură cu intensitatea câmpului electric. Rezistența electrică specifică a unei substanțe sau a unui amestec de substanțe este exact reciprocă a conductivității electrice.
Simbolul conductivității electrice în zona tehnică, fizică și chimică poate fi diferit. Conductivitatea, sau precis numită conductivitate, poate fi desemnată cu literele grecești sigma, kappa sau gamma.
Unități pentru conductivitate electrică
Unitatea SI S / m (Siemens per metru) este utilizată pentru a specifica conductivitatea. Dacă conductivitatea este foarte scăzută, conductivitatea este adesea dată în µS / cm în zona tehnică.
Ordinea de mărime a conductivităților electrice
Cei mai buni conductori electrici sunt metalele. Argintul ca cel mai bun conductor are o conductivitate de 61.380.000 S / m, oțel inoxidabil aproximativ o șesime din acesta.
Ca lichid, apa este un conductor mult mai rău. Apa de mare are o conductivitate de aproximativ 5 S / m, apa ultrapura are o conductivitate de 0,0000005 S / m.
Conductivitatea electrică în lichide
Conductivitatea depinde de numărul de suporturi de încărcare mobile disponibile în mod liber în interiorul lichidului. Acestea sunt ioni, săruri și substanțe individuale, dizolvate, care reprezintă particule încărcate.
Diferența mare în conductivitatea apei de mare în comparație cu apa ultrapură poate fi explicată doar prin conținutul de sare. În schimb, apa cu osmoză este un conductor extrem de slab, la fel ca și apa demineralizată.
Dacă se adaugă aproximativ 4% sare în apa ultrapură sau apă complet demineralizată, conductivitatea crește cu un factor de o mie.
În funcție de tipul suportului de încărcare
Cu toate acestea, în lichide nu numai numărul ionilor care se mișcă liber joacă un rol, ci și cantitatea de încărcare pe care o transportă.
De exemplu, cantitatea de încărcare de magneziu este de 2+, în timp ce este de doar 1+ pentru ionii de calciu. Acest lucru poate fi recunoscut prin ortografia ionilor: Ca + și Mg2 +.
În plus, viteza tipurilor individuale de ioni în direcția câmpului are, de asemenea, un efect, dar această componentă este neglijabilă în această analiză.
Concluzia este că conductivitatea apei depinde nu numai de cantitatea de ioni dizolvați în ea, ci și de tipul de ioni dizolvați în ea. Deci nu toată apa se comportă la fel de bine. Depinde de compoziția minerală specifică.
Utilizare tehnică pentru determinarea purității
În cazul apei distilate și apei demineralizate, conductivitatea electrică poate fi utilizată direct ca măsură de puritate.
În acest caz, puritatea trebuie înțeleasă doar ca absența ionilor și particulelor încărcate în apă. Particulele neîncărcate nu sunt înregistrate în timpul măsurării și nu influențează rezultatul măsurării.
Cu cât conductivitatea electrică a apei este mai mică, cu atât sunt mai puțini ioni și cu atât apa este mai pură.
Conținutul general al ionilor și sărurilor dizolvate poate fi, de asemenea, estimat bine folosind conductivitatea fiecărei ape. Cu toate acestea, măsurarea conductivității este rar utilizată ca metodă pentru determinarea valorilor specifice în apa normală.
Dependența conductivității de temperatură
Toate gazele, soluțiile și electroliții sunt foarte dependenți de temperatură în conductivitatea lor. Acest lucru se aplică și apei cu ioni dizolvați în ea. Numărul de ioni care se mișcă liber și mobilitatea purtătorilor de sarcină cresc semnificativ odată cu creșterea temperaturii. Aceasta înseamnă că conductivitatea crește, de asemenea, semnificativ odată cu creșterea temperaturii.
Inexactitate la concentrații mai mari
Așa-numitele interacțiuni interionice au ca rezultat faptul că la concentrații mai mari de ioni individuali sau toți ionii, relația dintre conductivitate și ioni sau cantitatea de sarcină devine din ce în ce mai imprecisă.
Cu cât sunt mai mulți ioni într-un lichid - sau în apă - cu atât se frânează mai mult. Mobilitatea liberă a ionilor în interiorul lichidului scade.
Măsurarea conductivității
Conductivitatea poate fi determinată cu un dispozitiv de măsurare special conceput. Ca alternativă la aceasta, este de asemenea posibil să se măsoare rezistența specifică într-un lichid și astfel să se determine conductivitatea respectivă prin calcul.
Există dispozitive simple de mână pentru măsurarea conductivității. Măsurați conductivitatea dintre doi electrozi de test pe baza scăderii cantității de curent dintre ieșire și curentul final. Conductivitatea poate fi citită direct pe un ecran.
Sfaturi și trucuri
Măsurarea conductivității nu poate oferi nicio indicație a prezenței particulelor neîncărcate. Unele murdări de substanțe neîncărcate în apă nu afectează măsurarea conductivității. De asemenea, ar trebui să ținem cont de acest lucru.
