Трубы и трубопроводная арматура

Расчет электропроводности воды. Как измерить сопротивление воды

Длина и расстояние Масса Меры объема сыпучих продуктов и продуктов питания Площадь Объем и единицы измерения в кулинарных рецептах Температура Давление, механическое напряжение, модуль Юнга Энергия и работа Мощность Сила Время Линейная скорость Плоский угол Тепловая эффективность и топливная экономичность Числа Единицы измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Угловая скорость и частота вращения Ускорение Угловое ускорение Плотность Удельный объем Момент инерции Момент силы Вращающий момент Удельная теплота сгорания (по массе) Плотность энергии и удельная теплота сгорания топлива (по объему) Разность температур Коэффициент теплового расширения Термическое сопротивление Удельная теплопроводность Удельная теплоёмкость Энергетическая экспозиция, мощность теплового излучения Плотность теплового потока Коэффициент теплоотдачи Объёмный расход Массовый расход Молярный расход Плотность потока массы Молярная концентрация Массовая концентрация в растворе Динамическая (абсолютная) вязкость Кинематическая вязкость Поверхностное натяжение Паропроницаемость Паропроницаемость, скорость переноса пара Уровень звука Чувствительность микрофонов Уровень звукового давления (SPL) Яркость Сила света Освещённость Разрешение в компьютерной графике Частота и длина волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Электрический заряд Линейная плотность заряда Поверхностная плотность заряда Объемная плотность заряда Электрический ток Линейная плотность тока Поверхностная плотность тока Напряжённость электрического поля Электростатический потенциал и напряжение Электрическое сопротивление Удельное электрическое сопротивление Электрическая проводимость Удельная электрическая проводимость Электрическая емкость Индуктивность Американский калибр проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Магнитодвижущая сила Напряженность магнитного поля Магнитный поток Магнитная индукция Мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Радиоактивный распад Радиация. Экспозиционная доза Радиация. Поглощённая доза Десятичные приставки Передача данных Типографика и обработка изображений Единицы измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Растения очень плохо переносят быстрые изменения температуры - особенно в корневой зоне! Содержание кислорода и температура Одним из ключевых условий для гидропонной культивации является «обогащение кислорода». В хорошей гидропонной системе содержание кислорода в питательном растворе обычно поддерживается на оптимальных уровнях с помощью насосов и других «трюков» от производителей. Однако важно знать, что температура также влияет на содержание кислорода в питательном растворе. Ниже приведены некоторые цифры, иллюстрирующие взаимосвязь между температурой и содержанием кислорода в воде.

1 микросименс на сантиметр [мкСм/см] = 0,0001 сименс на метр [См/м]

Исходная величина

Преобразованная величина

сименс на метр пикосименс на метр мо на метр мо на сантиметр абмо на метр абмо на сантиметр статмо на метр статмо на сантиметр сименс на сантиметр миллисименс на метр миллисименс на сантиметр микросименс на метр микросименс на сантиметр условная единица электропроводности условный коэффициент электропроводности миллионных долей, коэф. пересчета 700 миллионных долей, коэф. пересчета 500 миллионных долей, коэф. пересчета 640 TDS, миллионных долей, коэф. пересчета 640 TDS, миллионных долей, коэф. пересчета 550 TDS, миллионных долей, коэф. пересчета 500 TDS, миллионных долей, коэф. пересчета 700

Способы фильтрации, дождевая вода или дистиллированная вода Вода из некоторых источников содержит вредные вещества, иногда в больших количествах, а иногда и в меньших количествах. Они могут быть высокотоксичными для растений, если вода содержит слишком много сульфидов, хлора, фторида, соли или даже тяжелых металлов. Обычная вода обычно содержит хлор. Хотя следовые количества этого элемента оказывают положительное влияние на некоторые растения, слишком много хлора может быть вредным и поэтому должно быть уменьшено.

Это довольно просто: наполните ведро водопроводной водой и оставите ее открытой в течение 24 часов. Через некоторое время хлор испарится. Большинство загрязняющих веществ нельзя легко удалить из воды. Поэтому рекомендуется очищать воду или полностью ее заменять. В этом случае мы имеем следующие варианты.

Подробнее об удельной электрической проводимости

Введение и определения

Удельная электрическая проводимость (или удельная электропроводность) является мерой способности вещества проводить электрический ток или перемещать электрические заряды в нем. Это отношение плотности тока к напряженности электрического поля. Если рассмотреть куб из проводящего материала со стороной 1 метр, то удельная проводимость будет равна электрической проводимости, измеренной между двумя противоположными сторонами этого куба.

Самый простой и дешевый способ - смешивать водопроводную воду с дождевой водой или дистиллированной водой. Можно также рассмотреть вопрос о дистилляции воды, но она требует много энергии и окупается в больших масштабах. Благодаря этому способу вода приобретает такую ​​высокую степень чистоты, что она не нужна для выращивания растений. Обратный осмос - отличный, но дорогостоящий метод, способный также получать чистую воду в небольших масштабах. Недостатком этого процесса является то, что при производстве одного литра чистой воды производится несколько литров сточных вод. Эти сточные воды могут использоваться для мойки автомобилей или домашнего использования, но они все еще являются финансовым бременем. Хорошие системы обратного осмоса производят три литра сточной воды на литр чистой воды. В случае худших установок это может достигать 7-9 литров. Например, если рН слишком высок, это может привести к недостаточной подаче железа.

Удельная проводимость связана с проводимостью следующей формулой:

G = σ(A/l)

где G - электрическая проводимость, σ - удельная электрическая проводимость, А - поперечное сечение проводника, перпендикулярное направлению электрического тока и l - длина проводника. Эту формулу можно использовать с любым проводником в форме цилиндра или призмы. Отметим, что эту формулу можно использовать и для прямоугольного параллелепипеда, потому что он является частным случаем призмы, основанием которой является прямоугольник. Напомним, что удельная электрическая проводимость - величина, обратная удельному электрическому сопротивлению.

Хотя питательный раствор содержит достаточно железа, растение не может ассимилировать его - такой недостаток свидетельствует о поникших, пожелтевших листьях. Удобрения, содержащие специальные хелаты, также доступны для противодействия этой проблеме. Благодаря хелатому элементы, такие как железо, также могут быть ассимилированы установкой с более высокими, чем требуемые значениями рН, так что хороший выход можно также получить при неблагоприятных условиях. Высокий рН может угрожать растениям во многих отношениях, поэтому не вступайте в компромиссы.

Людям, далеким от физики и техники, бывает сложно понять разницу между проводимостью проводника и удельной проводимостью вещества. Между тем, конечно, это разные физические величины. Проводимость - это свойство данного проводника или устройства (например, резистора или гальванической ванны), в то время как удельная проводимость - это неотъемлемое свойство материала, из которого изготовлены этот проводник или устройство. Например, удельная проводимость меди всегда одинаковая, независимо от того как изменяется форма и размеры предмета из меди. В то же время, проводимость медного провода зависит от его длины, диаметра, массы, формы и некоторых других факторов. Конечно, похожие объекты из материалов с более высокой удельной проводимостью имеют более высокую проводимость (хотя и не всегда).

Самый простой способ настройки рН воды - использовать регуляторы рН для получения оптимального значения. Затем добавьте удобрение и дайте ему постоять некоторое время, чтобы раствор стабилизировался. В конце мы подвергаем рН повторной проверке и делаем коррекцию. Добавление удобрения может привести к изменению значения рН. Чтобы корни растения находились в контакте только с оптимально сбалансированным питательным раствором, важно обратить внимание на соответствующий рН. Как и в случае электролитической проводимости, здесь тоже сделать правильную настройку не сложно.


В Международной системе единиц (СИ) единицей удельной электрической проводимости является сименс на метр (См/м) . Входящая в нее единица проводимости названа в честь немецкого ученого, изобретателя, предпринимателя Вернера фон Сименса (1816–1892 гг.). Основанная им в 1847 г. компания Siemens AG (Сименс) является одной из самых больших компаний, выпускающих электротехническое, электронное, энергетическое, транспортное и медицинское оборудование.

Если рН слишком низкий или кислый, достаточно только добавить воду из крана, чтобы получить оптимальную реакцию. Однако для фильтрованной воды из установок обратного осмоса не следует отказаться от использования регуляторов рН самого высокого качества. На рынке доступны различные продукты, что можно объяснить тем, что их производство не составляет труда. Эти продукты обычно состоят из разбавленной азотной или фосфорной кислоты и используются в фазе вегетативного роста или в фазе цветения. Также доступны продукты, состоящие из комбинации различных веществ и содержащих, например, буферные агенты, которые одновременно регулируют и стабилизируют рН.


Диапазон удельных электрических проводимостей очень широк: от материалов, обладающих высоким удельным сопротивлением, таких как стекло (которое, между прочим, хорошо проводит электрический ток, если его нагреть докрасна) или полиметилметакрилат (органическое стекло) до очень хороших проводников, таких как серебро, медь или золото. Удельная электрическая проводимость определяется количеством зарядов (электронов и ионов), скоростью их движения и количеством энергии, которое они могут переносить. Средними значениями удельной проводимости обладают водные растворы различных веществ, которые используются, например, в гальванических ваннах. Другим примером электролитов со средними значениями удельной проводимости является внутренняя среда организма (кровь, плазма, лимфа и другие жидкости).

Тот же продукт можно использовать как во время фазы роста, так и фазы цветения. В течение всего цикла разработки электролитическая проводимость и рН должны контролироваться на регулярной основе. Безопасный рН составляет от 5, 5 до 7, и в этом случае регулировка рН не требуется. Это указывает на хорошее усвоение питательных веществ растениями. Измерители электролитической проводимости и рН-метры работают надежно, точно и быстро. Однако эти устройства чувствительны к колебаниям температуры и могут отображать различные значения измерений при разных температурах.

Проводимость металлов, полупроводников и диэлектриков подробно обсуждается в следующих статьях Конвертера физических величин сайт: , и Электрическая проводимость . В этой статье мы обсудим подробнее удельную проводимость электролитов, а также методы и простое оборудование для ее измерения.

Удельная электрическая проводимость электролитов и ее измерение


Некоторые устройства имеют автоматическую компенсацию температуры, которая компенсирует это отклонение. Следует всегда учитывать, что значения, показанные измерительным устройством, могут быть такими же точными, как и последняя калибровка. Поэтому счетчики должны регулярно проверяться. В то время как электролитическая проводимость не может быть отменена, рН также можно измерить лакмусовой бумагой.

Определение дистиллированной воды или деминерализованной воды

Бумага не требует калибровки, а также обеспечивает надежный результат. Те, кто не доверяет результатам, показанным цифровым рН-метром, могут просто измерять лакмусовой бумагой. Даже когда регулярно контролируется питательный раствор, рекомендуется периодически переключаться на новый раствор, так как могут накапливаться избыточные соли и токсины. Частота такого обмена зависит прежде всего от спроса на растения, который изменяется на последующих этапах роста. Необработанная вода никогда не будет иметь такой чистоты, поскольку она загрязнена различными минералами или органическими соединениями из сточной воды по своей природе.

Удельная проводимость водных растворов, в которых электрический ток возникает в результате движения заряженных ионов, определяется количеством носителей заряда (концентрацией вещества в растворе), скоростью их движения (подвижность ионов зависит от температуры) и зарядом, которые они несут (определяемой валентностью ионов). Поэтому в большинстве водных растворов повышение концентрации приводит к увеличению числа ионов и, следовательно, к увеличению удельной проводимости. Однако после достижения определенного максимума удельная проводимость раствора может начать уменьшаться при дальнейшем увеличении концентрации раствора. Поэтому растворы с двумя различными концентрациями одной и той же соли могут иметь одинаковую удельную проводимость.

Чем выше электрическое сопротивление, тем чище дистиллированная вода. На промышленном уровне деминерализованная вода может быть получена обратным осмосом, дистилляцией или деионизацией. Установка для получения дистиллированной воды, воды для деминерализации.

Обратный осмос включает фильтрацию воды через мембрану с использованием осмотического давления. Дистилляция воды включает нагрев ее до температуры кипения, испарение и конденсацию пара для получения дистиллированной воды. Деионизация воды включает удаление загрязняющих веществ с помощью двух электродов, подключенных к источнику электрического тока. Соли, присутствующие в воде, диссоциируют с катионами и анионами.

Температура также влияет на проводимость, так как при повышении температуры ионы движутся быстрее, что приводит к увеличению удельной проводимости. Чистая вода - плохой проводник электричества. Обычная дистиллированная вода, в которой содержится в равновесном состоянии углекислый газ из воздуха и общая минерализация менее 10 мг/л, имеет удельную электрическую проводимость около 20 мСм/см. Удельная проводимость различных растворов приведена ниже в таблице.

Положительный электрод будет привлекать анионы, в то время как отрицательный электрод будет привлекать катионы. При деионизации органические соединения не могут быть извлечены. Ни один из трех процессов, описанных выше, или не производит ультрачистую деминерализованную воду. Поэтому их объединяют: ректификацию обратного осмоса или деионизацию обратного осмоса.

Вопросы здоровья при использовании дистиллированной воды или деминерализованной воды

Деминерализованная вода в основном используется в фармацевтической, косметической и электронной промышленности. Деминерализованная вода также используется на тепловых электростанциях для производства пара, необходимого для привода турбин. Исследования, проведенные до сих пор в отношении людей, которые потребляют деминерализованную воду, в настоящее время показали некоторые вредные последствия, которые этот тип воды оказывает на организм человека.



Для определения удельной проводимости раствора используется измеритель сопротивления (омметр) или проводимости. Это практически одинаковые устройства, отличающиеся только шкалой. Оба измеряют падение напряжения на участке цепи, по которому протекает электрический ток от батареи прибора. Измеренное значение проводимости вручную или автоматически пересчитывается в удельную проводимость. Это осуществляется с учетом физических характеристик измерительного устройства или датчика. Датчики удельной проводимости устроены просто: это пара (или две пары) электродов, погруженных в электролит. Датчики для измерения удельной проводимости характеризуются постоянной датчика удельной проводимости , которая в простейшем случае определяется как отношение расстояния между электродами D к площади (электрода), перпендикулярной течению тока А

Деминерализованная вода поражает слизистую оболочку кишечника, оказывает отрицательное влияние на метаболизм, минеральный гомеостаз и другие функции организма. Дистиллированная вода не вводит в организм кальций или магний, необходимые минералы для здоровья. Проведено более 50 лет исследований, в которых уровень заболеваемости сердечно-сосудистыми заболеваниями значительно выше, чем в районах с твердой водой, где их заболеваемость значительно снижается.

Дистиллированная вода имеет низкое содержание необходимых микроэлементов для здорового тела. Качество воды определяется всеми ее физическими, химическими, бактериологическими, органолептическими и т.д. свойствами, которые различаются в зависимости от цели, в которой он используется.

Эта формула хорошо работает, если площадь электродов значительно больше расстояния между ними, так как в этом случае большая часть электрического тока протекает между электродами. Пример: для 1 кубического сантиметра жидкости K = D/A = 1 см/1 см² = 1 см⁻¹. Отметим, что датчики удельной проводимости с маленькими электродами, раздвинутыми на относительно большое расстояние, характеризуются значениями постоянной датчика 1.0 cm⁻¹ и выше. В то же время, датчики с относительно большими электродами, расположенными близко друг к другу, имеют постоянную 0,1 cm⁻¹ или менее. Постоянная датчика для измерения удельной электрической проводимости различных устройств находится в пределах от 0,01 до 100 cm⁻¹.

Физические свойства воды. Мутность или мутность воды измеряется в градусах по шкале диоксида кремния, степень мутности, соответствующая, по сравнению, со стандартной эмульсией, содержащей 1 мг тонкоизмельченного диоксида кремния или каолина до 1 дм3 дистиллированной воды. Цвет воды выражен в градусах и определяется по сравнению с стандартным раствором платины-кобальта. Раствор, содержащий 500 мг платины и 241 мг кобальта на 1 дм3 дистиллированной воды в виде хлорплатината калия и гидратированного хлорида кобальта, представляет собой стандарт цвета 500 градусов. Температура природных вод варьируется в зависимости от их происхождения в зависимости от климата и сезона. Резкое изменение удельного сопротивления указывает на наличие источника инфекции воды. Радиоактивность - это свойство воды для испускания постоянного тела или электромагнитного излучения. Реакция воды является кислой, щелочной или нейтральной, в зависимости от растворенных минеральных и органических веществ.

  • Вода питьевая, если она имеет не более 5 градусов суспензии.
  • Отмена мутности - это ясность или ясность воды.
  • Электропроводность - это свойство воды, позволяющее электричеству проходить.
Органолептические свойства воды являются вкусом и запахом и устанавливаются на основе шкалы в шесть градусов; 1-запах; 2 - очень слабый; 3-слабая; 4-воспринимаемый; 5 руки; 6 - очень выраженный.

Теоретическая постоянная датчика: слева - K = 0,01 см⁻¹ , справа - K = 1 см⁻¹

Для получения удельной проводимости из измеренной проводимости используется следующая формула:

σ = K ∙ G

σ - удельная проводимость раствора в См/см;

K - постоянная датчика в см⁻¹;

G - проводимость датчика в сименсах.

Постоянную датчика обычно не рассчитывают по его геометрическим размерам, а измеряют в конкретном измерительном устройстве или в конкретной измерительной установке с использованием раствора с известной проводимостью. Эта измеренная величина и вводится в прибор для измерения удельной проводимости, который автоматически рассчитывает удельную проводимость по измеренным значениям проводимости или сопротивления раствора. В связи с тем, что удельная проводимость зависит от температуры раствора, устройства для ее измерения часто содержат датчик температуры, который измеряет температуру и обеспечивает автоматическую температурную компенсацию измерений, то есть, приведение результатов к стандартной температуре 25°C.

Самый простой способ измерения проводимости - приложить напряжение к двум плоским электродам, погруженным в раствор, и измерить протекающий ток. Этот метод называется потенциометрическим. По закону Ома, проводимость G является отношением тока I к напряжению U :

Однако не все так просто, как описано выше - при измерении проводимости имеется много проблем. Если используется постоянный ток, ионы собираются у поверхностей электродов. Также у поверхностей электродов может возникнуть химическая реакция. Это приводит к увеличению поляризационного сопротивления на поверхностях электродов, что, в свою очередь, приводит к получению ошибочных результатов. Если попробовать измерить обычным тестером сопротивление, например, раствора хлористого натрия, будет хорошо видно, как показания на дисплее цифрового прибора довольно быстро изменяются в сторону увеличения сопротивления. Чтобы исключить влияние поляризации, часто используют конструкцию датчика из четырех электродов.

Поляризацию также можно предотвратить или, во всяком случае, уменьшить, если использовать при измерении переменный ток вместо постоянного, да еще и подстраивать частоту в зависимости от проводимости. Низкие частоты используются для измерения низкой удельной проводимости, при которой влияние поляризации невелико. Более высокие частоты используются для измерения высоких проводимостей. Обычно частота подстраивается в процессе измерения автоматически, с учетом полученных значений проводимости раствора. Современные цифровые двухэлектродные измерители проводимости обычно используют переменный ток сложной формы и температурную компенсацию. Они откалиброваны на заводе-изготовителе, однако в процессе эксплуатации часто требуется повторная калибровка, так как постоянная измерительной ячейки (датчика) изменяется со временем. Например, она может измениться при загрязнении датчики или при физико-химических изменениях электродов.

В традиционном двухэлектродном измерителе удельной проводимости (именно такой мы будем использовать в нашем эксперименте) между двумя электродами приложено переменное напряжение и измеряется протекающий между электродами ток. Этот простой метод имеет один недостаток - измеряется не только сопротивление раствора, но и сопротивление, вызванное поляризацией электродов. Для сведения влияния поляризации к минимуму используют четырехэлектродную конструкцию датчика, а также покрытие электродов платиновой чернью.

Общая минерализация

Устройства для измерения удельной электрической проводимости часто используют для определения общей минерализации или содержания твёрдых веществ (англ. total dissolved solids, TDS). Это мера общего количества органических и неорганических веществ, содержащихся в жидкости в различных формах: ионизированной, молекулярной (растворенной), коллоидной и в виде суспензии (нерастворенной). К растворенным веществам относятся любые неорганические соли. Главным образом, это хлориды, бикарбонаты и сульфаты кальция, калия, магния, натрия, а также некоторые органические вещества, растворенные в воде. Чтобы относиться к общей минерализации, вещества должны быть или растворенными, или в форме очень мелких частиц, которые проходят сквозь фильтры с диаметром пор менее 2 микрометров. Вещества, которые постоянно находятся в растворе во взвешенном состоянии, но не могут пройти сквозь такой фильтр, называется взвешенными твердыми веществами (англ. total suspended solids, TSS). Общее количество взвешенных веществ обычно измеряется для определения качества воды.


Существует два метода измерения содержания твердых веществ: гравиметрический анализ , являющийся наиболее точным методом, и измерение удельной проводимости . Первый метод - самый точный, но требует больших затрат времени и наличия лабораторного оборудования, так как воду нужно выпарить до получения сухого остатка. Обычно это производится при температуре 180°C в лабораторных условиях. После полного испарения остаток взвешивается на точных весах.

Второй метод не такой точный, как гравиметрический анализ. Однако он очень удобен, широко распространен и является наиболее быстрым методом, так как представляет собой простое измерение проводимости и температуры, выполняемое за несколько секунд недорогим измерительным прибором. Метод измерения удельной электропроводности можно использовать в связи с тем, что удельная проводимость воды прямо зависит от количества растворенных в ней ионизированных веществ. Данный метод особенно удобен для контроля качества питьевой воды или оценки общего количества ионов в растворе.

Измеренная проводимость зависит от температуры раствора. То есть, чем выше температура, тем выше проводимость, так как ионы в растворе при повышении температуры движутся быстрее. Для получения измерений, независимых от температуры, используется концепция стандартной (опорной) температуры, к которой приводятся результаты измерения. Опорная температура позволяет сравнить результаты, полученные при разных температурах. Таким образом, измеритель удельной проводимости может измерять реальную проводимость, а затем использовать корректирующую функцию, которая автоматически приведет результат к опорной температуре 20 или 25°C. Если необходима очень высокая точность, образец можно поместить в термостат, затем откалибровать измерительный прибор при той же температуре, которая будет использоваться при измерениях.

Большинство современных измерителей удельной проводимости снабжены встроенным датчиком температуры, который используется как для температурной коррекции, так и для измерения температуры. Самые совершенные приборы способны измерять и отображать измеренные значения в единицах удельной проводимости, удельного сопротивления, солености, общей минерализации и концентрации. Однако еще раз отметим, что все эти приборы измеряют только проводимость (сопротивление) и температуру. Все физические величины, которые показывает дисплей, рассчитываются прибором с учетом измеренной температуры, которая используется для автоматической температурной компенсации и приведения измеренных значений к стандартной температуре.

Эксперимент: измерение общей минерализации и проводимости

В заключение мы выполним несколько экспериментов по измерению удельной проводимости с помощью недорогого измерителя общей минерализации (называемого также солемером, салинометром или кондуктомером) TDS-3. Цена «безымянного» прибора TDS-3 на eBay с учетом доставки на момент написания статьи менее US$3.00. Точно такой же прибор, но с названием изготовителя стоит уже в 10 раз дороже. Но это для любителей платить за брэнд, хотя очень высока вероятность того, что оба прибора будут выпущены на одном и том же заводе. TDS-3 осуществляет температурную компенсацию и для этого снабжен датчиком температуры, расположенным рядом с электродами. Поэтому его можно использовать и в качестве термометра. Следует еще раз отметить, что прибор реально измеряет не саму минерализацию, а сопротивление между двумя проволочными электродами и температуру раствора. Все остальное он автоматически рассчитывает с использованием калибровочных коэффициентов.


Измеритель общей минерализации поможет определить содержание твердых веществ, например, при контроле качества питьевой воды или определения солености воды в аквариуме или в пресноводном пруде. Его можно также использовать для контроля качества воды в системах фильтрации и очистки воды, чтобы узнать когда пришло время заменить фильтр или мембрану. Прибор откалиброван на заводе-изготовителе с помощью раствора хлорида натрия NaCl с концентрацией 342 ppm (частей на миллион или мг/л). Диапазон измерения прибора - 0–9990 ppm или мг/л. PPM - миллионная доля, безразмерная единица измерения относительных величин, равная 1 10⁻⁶ от базового показателя. Например, массовая концентрация 5 мг/кг = 5 мг в 1 000 000 мг = 5 частей на миллион или миллионных долей. Точно так же, как процент является одной сотой долей, миллионная доля является одной миллионной долей. Проценты и миллионные доли по смыслу очень похожи. Миллионные доли, в отличие от процентов, удобны для указания концентрации очень слабых растворов.

Прибор измеряет электрическую проводимость между двумя электродами (то есть величину, обратную сопротивлению), затем пересчитывает результат в удельную электрическую проводимость (в англоязычной литературе часто используют сокращение EC) по приведенной выше формуле проводимости с учетом постоянной датчика K, затем выполняет еще один пересчет, умножая полученную удельную проводимость на коэффициент пересчета 500. В результате получается значение общей минерализации в миллионных долях (ppm). Подробнее об этом - ниже.


Данный прибор для измерения общей минерализации нельзя использовать для проверки качества воды с высоким содержанием солей. Примерами веществ с высоким содержанием солей являются некоторые пищевые продукты (обычный суп с нормальным содержанием соли 10 г/л) и морская вода. Максимальная концентрация хлорида натрия, которую может измерить этот прибор - 9990 ppm или около 10 г/л. Это обычная концентрация соли в пищевых продуктах. Данным прибором также нельзя измерить соленость морской воды, так как она обычно равна 35 г/л или 35000 ppm, что намного выше, чем прибор способен измерить. При попытке измерить такую высокую концентрацию прибор выведет сообщение об ошибке Err.

Солемер TDS-3 измеряет удельную проводимость и для калибровки и пересчета в концентрацию использует так называемую «шкалу 500» (или «шкалу NaCl»). Это означает, что для получения концентрации в миллионных долях значение удельной проводимости в мСм/см умножается на 500. То есть, например, 1,0 мСм/см умножается на 500 и получается 500 ppm. В разных отраслях промышленности используют разные шкалы. Например, в гидропонике используют три шкалы: 500, 640 и 700. Разница между ними только в использовании. Шкала 700 основана на измерении концентрации хлорида калия в растворе и пересчет удельной проводимости в концентрацию выполняется так:

1,0 мСм/см x 700 дает 700 ppm

Шкала 640 использует коэффициент преобразования 640 для преобразования мСм в ppm:

1,0 мСм/см x 640 дает 640 ppm

В нашем эксперименте мы вначале измерим общую минерализацию дистиллированной воды. Солемер показывает 0 ppm. Мультиметр показывает сопротивление 1,21 МОм.


Для эксперимента приготовим раствор хлорида натрия NaCl с концентрацией 1000 ppm и измерим концентрацию с помощью TDS-3. Для приготовления 100 мл раствора нам нужно растворить 100 мг хлорида натрия и долить дистиллированной воды до 100 мл. Взвесим 100 мг хлорида натрия и поместим его в мерный цилиндр, добавим немного дистиллированной воды и размешаем до полного растворения соли. Затем дольем воду до метки 100 мл и еще раз как следует размешаем.

Для экспериментального определения проводимости мы использовали два электрода, изготовленные из того же материала и с теми же размерами, что и электроды TDS-3. Измеренное сопротивление составило 2,5 КОм.

Теперь, когда нам известно сопротивление и концентрация хлорида натрия в миллионных долях, мы можем приблизительно рассчитать постоянную измерительной ячейки солемера TDS-3 по приведенной выше формуле:

K = σ/G = 2 мСм/см x 2,5 кОм = 5 см⁻¹

Это значение 5 см⁻¹ близко к расчетной величине постоянной измерительной ячейки TDS-3 с указанными ниже размерами электродов (см. рисунок).

  • D = 0,5 см - расстояние между электродами;
  • W = 0,14 см - ширина электродов
  • L = 1,1 см - длина электродов

Постоянная датчика TDS-3 равна K = D/A = 0,5/0,14x1,1 = 3,25 cm⁻¹. Это не сильно отличается от полученного выше значения. Напомним, что приведенная выше формула позволяет лишь приблизительно оценить постоянную датчика.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ КОНДУКТОМЕТРА PWT Hanna Instruments

Лабораторная работа по курсу

(4 часа)

«Экологический аудит в энергетике

и промышленности»

Казань

2010 г.

Определение удельной электропроводности воды с помощью кондуктометра PWT Hanna Instruments

Цель работы

1. Познакомиться с устройством и принципом работы кондуктометра PWT Hanna Instruments.

2. Научиться определять электропроводность воды методом кондуктометрии, с помощью кондуктометра PWT Hanna Instruments.

3. Познакомиться с устройством и принципом работы дистиллятора и бидистиллятора, изучить изменение электропроводности воды до и после дистилляции.

Рабочее задание

1. Познакомьтесь с принципом работы кондуктометра PWT Hanna Instruments;

2. Познакомиться с устройством и принципом работы дистиллятора;

3. Провидите измерение электропроводности воды до и после дистилляции;

4. Опишите ход работы;

5. Оформите протокол результатов измерений;

6. Ответьте на контрольные вопросы.

Оборудование и реактивы

1. кондуктометр PWT Hanna Instruments;

2. дистиллятор;

3. бидистиллятор;

4. химические стаканы емкостью 150-200мл.

Теоретическая часть

Общие сведения

Электропроводность - это способность водного раствора проводить электрический ток, выраженная в числовой форме. Электропроводность природной воды зависит от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей) и температуры. Поэтому по величине электрической проводимости воды можно судить о степени минерализации воды. Природная вода представляет собой раствор смесей сильных и слабых электролитов. Минеральная часть воды состоит из ионов натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+), хлора (Cl-), сульфата (SO42-), гидрокарбоната (HCO3-). Именно эти ионы и обуславливают электропроводность природных вод. Электропроводность зависит от: концентрации ионов, природы ионов, температуры раствора, вязкости раствора.

Чистая вода в результате ее собственной диссоциации имеет удельную электрическую проводимость при 25 С равную 5,483 мкСм/м.

Способы измерения электропроводности воды

Для определения величины электропроводности воды обычно применяют кондуктометрический метод.

Кондутометрия - (от англ. conductivity - электропроводность и греч. metreo - измеряю), электрохимический метод анализа растворов химических веществ и природных вод, основанный на измерении их электропроводности. Принципом кондуктометрического анализа является изменение химического состава среды или концентрации определённого вещества в межэлектронном пространстве. К достоинствам кондуктометрии относят: высокую чувствительность, достаточно высокую точность, простоту методик, доступность аппаратуры, возможность исследования окрашенных и мутных растворов, а также автоматизации анализа. Для измерения электропроводности водных растворов, расплавов, коллоидных систем используется специальный приборкондуктометр .

Области применения кондуктометрии

Кондуктометры применяются для контроля УЭП жидких сред в технологических процессах химических, нефтехимических производств, объектах энергетики (ТЭЦ, АЭС), где электрические свойства жидкостей характеризуют качество продукции.

Оценка качества дистиллированной воды по удельной электропроводности является хрестоматийной операцией. Дистиллированная вода должна обладать электропроводностью не более 10-6 сим (ом-1 ).

Описание кондуктометра PWT Hanna Instruments

Кондуктометр PWT Hanna Instruments - прибор, предназначенный для проведения экспресс-определния удельной электропроводности воды. Может быть использован как в лабораториях, так и в полевых условиях. Основные особенности прибора: ручная калибровка по одной точке, автоматическая термокомпенсация. Измерения электропроводности проводится с помощью кондуктометра ОК-102, позволяющего сразу определять величины удельной электропроводности в сименсах.

DIV_ADBLOCK169">

Подготовка дистиллированной воды

Дистилляция - разделение многокомпонентных жидких смесей на отличающиеся по составу фракции путем частичного испарения смеси и конденсации образующихся паров. Полученный таким образом конденсат обогащен низкокипящими компонентами, остаток жидкой смеси - высококипящими. Дистилляция позволяет получить более чистый, рафинированный и концентрированный продукт. Дистиллиро́ванная вода́ - очищенная вода от растворённых в ней минеральных солей, органических веществ, аммиака , двуокиси углерода и других примесей. Получают перегонкой в специальных аппаратах - дистилляторах.

Лабораторные работы" href="/text/category/laboratornie_raboti/" rel="bookmark">лабораторной работе для получения дистиллированной воды используется дистиллятор ДЭ-4 и бидистиллятор PURATOR-MONO.

Ход работы

Налейте воду из под крана в химический стакан емкостью 150-200 мл. Включите кондуктометр и помести его в исследуемый объем, результат измерений занести в протокол.

Налейте воду, полученную с помощью дистиллятора ДЭ-4 в химический стакан емкостью 150-200 мл. Включите кондуктометр и помести его в исследуемый объем, результат измерений занести в протокол. Повторите операцию с водой полученной с помощью бидистиллятора.

Протокол измерений

Контрольные вопросы

1. От чего зависит показатель электропроводности воды?

2. Какие методы определения удельной электропроводности воды Вам известны?

3. Какой прибор используется для определения удельной электропроводности воды?

5. Назовите область применения кондуктометрии.

6. Как получают дистиллированную воду?