Elektrolitička vodljivost, skraćeno EC, je mjerenje u kojem se električni naboji na atomskim ili većim česticama u mediju pomiču pod utjecajem razlike potencijala. EC je mjera koncentracije, ali nije specifična za tip iona. Ion je nabijena čestica prisutna u otopini koja doprinosi protoku struje. Ioni nastaju kada se sol poput natrijevog klorida otopi u vodi kako bi se dobile čestice koje imaju električni naboj. Natrijev klorid, na primjer, razdvaja se na Na+ i Cl¯. Ovo je pojednostavljena definicija jer na mjerenje utječu mnoge stvari kao što je vrsta ionskog(ih) spoja(a) otopljenog u vodi; pokretljivost iona, viskoznost otopine, temperatura kao i koncentracija.
Električna vodljivost, sposobnost tvari da provodi električnu struju recipročna je električnom otporu. “Konduktivnost” i “otpor” ovise o geometrijskim dimenzijama tvari koja se mjeri. Vodljivost i otpornost su “normalizirani” pojmovi koji se koriste za označavanje skupnog intrinzičnog svojstva tvari. Ovo je mjerenje koje osigurava standardizirana EC sonda na mjeraču vodljivosti ili otpora. Mjerenja vodljivosti mogu se koristiti za dodatna mjerenja specifična za industriju; Vodljivost usklađena s TDS-om, salinitetom i USP-om. Mnogi Hannini mjerači također pružaju ova mjerenja.
Električna
Otpornost
Električni otpor ρ (grčki rho), također nazvan Specifični otpor (1cm kocka) koristi jedinice Ohm.cm. Na primjer, kaže se da ultračista voda ima vrijednost od 18,16 Mohm.cm. na 25°C.
Električni
Vodljivost (EC)
Električna vodljivost σ (grčki sigma i drugi simboli koji se također koriste, recipročna je otpornost i koristi jedinice Siemens/cm (S/cm, mS/cm, μS/cm, dS/m). Na primjer, kaže se da ultračista voda ima vodljivost od: .055μS/cm na 25°C.
1000 mikroSiemena/cm (μS/cm) = 1,0 miliSiemena/cm (mS/cm).
Napomena: Prije 1971. mho/cm je bila jedinica koja se koristila za vodljivost. Ova jedinica se još uvijek može naći u nekoj starijoj literaturi.
Iako su vodljivost i otpornost recipročne jedinice koje se mogu lako pretvoriti, konvencija koristi otpornost za vrlo niske koncentracije elektrolita ili kontaminanata u tragovima, tj. ultračistu vodu, i vodljivost za izražavanje značajnih razina soli, tj. morske vode; kupke za galvanizaciju, koncentracije kiselina. Stil elektrode i tehnike mjerenja također doprinose uspjehu u pouzdanim mjerenjima vodljivosti ili otpora. Mjerenja vodljivosti mogu se koristiti za pružanje korisnih mjerenja specifičnih za industriju kao što su vodljivost usklađena s TDS-om, salinitetom i USP-om, a mnoga Hannina mjerača vodljivosti osiguravaju računsku snagu za automatsko pružanje ovih mjerenja.
TDS (total dissolved solids) je metoda koja se koristi za određivanje sadržaja krutih tvari u otopini. Da bi se odredio TDS, otopina čiji je volumen poznat se ispari i ostatak se izvaže. Mjerenje vodljivosti obično se koristi za procjenu TDS-a (ukupnih otopljenih krutina) na temelju pretpostavke da su krute tvari pretežno ionske prirode i da je odnos između otopljenih iona i vodljivosti poznat. TDS koristi jedinice mg/L (ppm) ili g /L. Na nekim mjeračima korisnik može unijeti TDS faktor za pretvorbu. Na osnovnijim jedinicama faktor se automatski postavlja na tipično 0,50 A.
TDS faktor za jake ionske otopine je 0,5, dok je za slabe ionske otopine (npr. gnojiva) 0,7.
TDS = faktor x EC₂₅
Na primjer: vodljivost 100μS/cm je TDS od 50ppm kada je faktor 0,5.
Mjerenja vodljivosti mogu se koristiti za određivanje saliniteta jer se odnosi na opću oceanografiju
koristiti.
U uporabi su tri mjerne skale koje su, ovisno o sofisticiranosti mjerača, dostupne za mjerenje saliniteta u morskoj vodi. 3 ljestvice su praktična ljestvica slanosti (PSU); 1978, postotna ljestvica (%); i ljestvica prirodne morske vode (g/L); 1966. godine.
Praktični salinitet i prirodna morska voda zahtijevaju kalibraciju vodljivosti. Mjerači imaju algoritme za pretvaranje mjerenja u željenu ljestvicu. NaCl % zahtijeva kalibraciju u standardu HI70371. Prijenosni mjerači s ovim mjerenjem olakšavaju mjerenje saliniteta u akvarijima sa slanom vodom i bočatim vodama.
i Temperatura
Promjena dvije varijable učinila bi gotovo nemogućim poduzimanje korisnih mjerenja vodljivosti. Kada bi se temperatura održavala konstantnom, mjerenje vodljivosti imalo bi varijablu samo koncentracije iona. Apsolutna vodljivost je mjerenje vodljivosti bez temperaturne kompenzacije. Ako je promjena vodljivosti s promjenom temperature otopine poznata karakteristika, mjerenja vodljivosti mogu se ispraviti na referentnu temperaturu (obično 20 ili 25°C) pažljivim mjerenjem temperature otopine. Srećom, Hanna EC senzori uključuju integrirani temperaturni senzor za mjerenje temperature otopine. Kompenzacija ispravlja izmjerenu vodljivost na referentnu temperaturu primjenom fiksnog faktora β za linearnu kompenzaciju. Vrhunska mjerila omogućuju podešavanje β za kompenzaciju različitih rješenja i dopuštaju podešavanje referentne temperature u širem rasponu temperatura. β za neutralne soli je tipično između 1,5 do 2,2%/°C.
EC₂₅= ECx (1+ β₂₅ (Tx—25))
Mjerenja vodljivosti koriste se za pripremu farmaceutske vode za injekcije (WFI) širom svijeta. Hanna EC sonde i mjerači mogu vam omogućiti da ispunite USP<645> Zahtjeve za vodljivost vode i Europska farmakopeja 2.2.38 Test vodljivosti za USP & EP pročišćenu vodu i vodu za injekcije.USP<645>sa tri stupnja usklađenosti koristi vodljivost kao osnovu ionskih kontaminanata. Potrebni su čimbenici kao što su točnost, rezolucija, sigurnost stanične konstante i sposobnost mjerenja apsolutne vodljivosti. Stupanj 1 koristi in-line mjerenja vodljivosti za usklađenost i temperaturu/graničnu vodljivost za usklađenost. Voda koja ne prelazi granice stupnja 1 mora se zatim ispitati na zahtjeve stupnja 2. Ovo je laboratorijska tehnika koja je pojednostavljena korištenjem naših mjerača s USP programskim softverom. Nude programabilne zadane točke koje prelaze minimalne zahtjeve USP i EP i upute za usmjeravanje tehničara. Voda koja ne prođe u 2. stupnju mora se ispitati na pH.
Korištenje Hanna vodljivosti pomoći će u ispunjavanju ciljeva USP pročišćene vode i zahtjeva WFI koji uključuju poboljšanu kvalitetu vode, poboljšanu pouzdanost opreme i smanjenje broja potrebnih testova.
Standardi vodljivosti su otopine soli za koje su poznate ovisnosti o vodljivosti i temperaturi. Postoji dobro definiran odnos između koncentracije kalijevog klorida i elektrolitičke vodljivosti pa se otopine KCl obično koriste kao standardi. Standard se koristi za određivanje stanične konstante, u teoriji definiranog volumena geometrijske konstante. Standarde od 84 μS/cm, 1413 μS/cm, 5,00 mS/cm ili 12,88 mS/cm, 80 mS/cm i 111,8 mS/cm proizvodi Hanna. Kalibracija se provodi s vrijednošću bliskom vodljivosti uzorka. Ako je poznata točna konstanta ćelije, neki mjerači dopuštaju ručni unos faktora. To osigurava maksimalnu fleksibilnost i točnost mjerenja. Naši stolni mjerači istraživačke klase omogućuju kalibraciju nekoliko vrijednosti točaka radi poboljšane točnosti u širem rasponu mjerenja.
Hanna proizvodi tri vrste sondi za vodljivost, a najjednostavniji dizajn je sonda s 2 elektrode koja koristi amperometrijski pristup za mjerenje; poznati izmjenični napon se primjenjuje na određenoj frekvenciji između para elektroda u otopini. Proizvedena struja se mjeri i iskazuje u jedinicama vodljivosti koje se odnose na kalibrirani standard. Elektrode su izrađene od grafita ili metala. Onečišćenje zbog mineralnih naslaga i polarizacija pri visokim koncentracijama nedostaci su ove tehnologije. Sonde s dvije elektrode najbolje se koriste u primjenama čiste vode kada vodljivost ostaje manja od 5 mS/cm.
Vodljivost s četiri elektrode (vodljivost s četiri prstena) koristi potencimetrijski pristup za mjerenje; izmjenična struja se primjenjuje na vanjske dvije “pogonske” elektrode kako bi se inducirala struja u otopini. Napon se mjeri između unutarnjeg para elektroda u otopini. Napon je proporcionalan vodljivosti. Ova tehnologija proširuje linearni raspon mjerenja na tri desetljeća. Elektrode su izrađene od grafita, nehrđajućeg čelika ili platine. Učinci polarizacije su smanjeni.
Sonde s dvije i četiri elektrode mogu imati vanjsku čahuru preko staničnog kanala. Navlaka mora ostati na mjestu tijekom mjerenja jer to definira volumen izmjerene otopine i faktor stanica sonde.
Treća vrsta sonde za vodljivost koju proizvodi Hanna često se nalazi u industrijskim procesima spojenim na kontroler. Induktivna, bezelektrodna ili toroidalna sonda za vodljivost koristi dva ili više toroidnih transformatora koji su induktivno spojeni jedan pored drugog i uklopljeni u inertni plastični omotač. Primjenom napona visoke frekvencije na pogonski toroid, razvija se magnetsko polje koje inducira struju u okolnoj otopini. Toroid prijemnika na drugoj strani senzora mjeri snagu inducirane struje. Snaga ovisi o vodljivosti otopine. Prednosti ove tehnologije su da nema učinaka polarizacije, izbor materijala za kapsuliranje može proizvesti kemijsku otpornost i relativnu otpornost na onečišćenje, a rješenja nisu potrebna za kalibraciju.
