Электропроводность воды – очень важное для каждого из нас свойство воды.

Каждый человек должен знать, что вода, как правило, обладает электропроводностью. Незнание этого факта может привести к пагубным последствиям для жизни и здоровья.

Дадим несколько определений понятию электропроводность, в общем, и электропроводности воды в частности.

Электропроводность, это …

Скалярная величина, характеризующая электропроводность вещества и равная отношению плотности электрического тока проводимости к напряженности электрического поля.

Свойство вещества проводить неизменяющийся во времени электрический ток под действием неизменяющегося во времени электрического поля.

Толковый словарь Ушакова

Электропроводность (электропроводности, мн. нет, жен. (физ.)) — способность проводить, пропускать электричество.

Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935-1940

Большая политехническая энциклопедия

Электропроводность или Электрическая проводимость — свойство вещества проводить под действием не изменяющегося электрического поля неизменяющийся во времени электрический ток. Э. п. обусловлена наличием в веществе подвижных электрических зарядов - носителей тока. Видом носителя тока определяется электронная (у металлов и полупроводников), ионная (у электролитов), электронно-ионная (у плазмы) и дырочная (совместно с электронной) (у полупроводников). В зависимости от удельной электрической проводимости все тела делят на проводники, полупроводники и диэлектрики, физ. величина, обратная электрическому сопротивлению. В СИ единицей электрической проводимости является сименс (см.); 1 См = 1 Ом-1.

Большая политехническая энциклопедия. — М.: Мир и образование. Рязанцев В. Д.. 2011

Электропроводность воды, это …

Политехнический терминологический толковый словарь

Электропроводность воды – это показатель проводимости водой электрического тока, характеризующий содержание солей в воде.

Политехнический терминологический толковый словарь. Составление: В. Бутаков, И. Фаградянц. 2014

Морской энциклопедический справочник

Электропроводность морской воды — способность морской воды проводить ток под действием внешнего электрического поля благодаря наличию в ней носителей электрических зарядов - ионов растворенных солей, главным образом NaCl. Электропроводность морской воды увеличивается пропорционально повышению ее солености и в 100 - 1000 раз больше, чем у речной воды. Зависит также от температуры воды.

Морской энциклопедический справочник. - Л.: Судостроение. Под редакцией академика Н. Н. Исанина. 1986

Из приведенных выше определений становится очевидным, что величина электропроводности воды не является константой, а зависит от наличия в ней солей и других примесей. Так, например, электропроводность дистиллированной воды минимальна.

Как же узнать электропроводность воды, как ее измерить …

Кондуктометрия — измерение электропроводности воды

Для измерения электропроводности воды используется метод Кондуктометрия (смотрите определения ниже), а приборы, с помощью которых производят измерения электропроводности, имеют созвучное методу название – Кондуктометры.

Кондуктометрия, это …

Толковый словарь иностранных слов

Кондуктометрия и, мн. нет, ж. (нем. Konduktometrie < лат. conductor проводник + греч. metreō мерю), тех., хим. — один из видов химического количественного анализа, основанный на измерении электропроводности исследуемого раствора при постепенном добавлении к нему исследуемого реагента.

Толковый словарь иностранных слов Л. П. Крысина.- М: Русский язык, 1998

Энциклопедический словарь

Кондуктометрия (от англ. conductivity - электропроводность и греч. metreo - измеряю) — электрохимический метод анализа, основанный на измерении электрической проводимости растворов. Применяют для определения концентрации растворов солей, кислот, оснований, контроля состава некоторых промышленных растворов.

Энциклопедический словарь. 2009

Удельная электропроводность воды

И в завершение приведем несколько значений удельной электропроводности для различных видов вод*.

Удельная электропроводность воды, это …

Справочник технического переводчика

Удельная электропроводность воды — электропроводность единицы объема воды.

[ГОСТ 30813-2002]

Удельная электропроводность воды * :

• Водопроводная вода – 36,30 мкСМ/м;
• Дистиллированная вода – 0,63 мкСМ/м;
• Питьевая (бутилированная) – 20,2 мкСМ/м;
• Питьевая вымороженная – 19,3 мкСМ/м;
• Водопроводная вымороженная – 22 мкСМ/м.

* Статья «Электропроводность образцов питьевой воды разной степени чистоты» Авторы: Воробьёва Людмила Борисовна. Журнал: «Интерэкспо Гео-Сибирь Выпуск № -5 / том 1 / 2012».

Скачать документ

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

ОТРАСЛЕВАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ВИХРЕТОКОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛИ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ В ДИАПАЗОНЕ 14 - 37 МСм/м Методика поверки

ОСТ 1 01117-85 Введен впервые

Распоряжением Министерства от 19 июня 1985 г. № 298-65 срок введения установлен с 1 июля 1986 г.

Настоящий стандарт распространяется на вихретоковые измерители удельной электрической проводимости (в дальнейшем изложении - измерители) материалов, предназначенные для измерений в диапазоне от 14 до 37 МСм/м, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.

1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

1.1. При проведении поверки измерителей должны выполняться операции, указанные в табл. 1.

Таблица 1

Наименование операции	Номер пункта стандарта	Обязательность проведения операций при
		выпуске из производства и ремонте	эксплуатации и хранении
Внешний осмотр
Опробование
Определение метрологических параметров
Определение основной погрешности
Определение влияния отстройки от изменения зазора
Определение влияния краевого эффекта
Определение влияния толщины изделия
Определение влияния шероховатости поверхности изделия
Определение параметров вихретокового преобразователя

1.2. Определение параметров вихретокового преобразователя (ВТП) производится при выпуске измерителей из производства и после ремонта ВТП.

1.3. Периодическая поверка должна проводиться не реже одного раза в год.

1.4. В случае получения отрицательных результатов при проведении одной из операций поверка измерителя прекращается и результат поверки считается отрицательным.

2. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1. При проведении поверки должны применяться следующие средства:

Комплект государственных стандартных образцов удельной электропроводности с погрешностью аттестации по удельной электрической проводимости в диапазоне от 14,0 до 33,3 МСм/м - не более 0,55 %, а в диапазоне от 33,4 до 37,0 МСм/м - не более 1 % (номера по Государственному реестру мер и измерительных приборов от 1395-78 до 1412-78);

Мост Е7-4 с диапазоном измерения сопротивления от 0,1 до 10,0 7 Ом, с диапазоном измерения индуктивности от 10 -5 до 100 Гн;

2.2. Не допускается проводить поверку измерителей на комплектах государственных стандартных образцов удельной электропроводности (в дальнейшем изложении - комплектах ГСОуэ), используемых для настройки измерителей в процессе эксплуатации.

3. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

3.1. При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

температура окружающего воздуха.................................. 293 К ± 2 К (20 °C ± 2 °C);

относительная влажность воздуха................................... (65 ± 15) %;

3.3. Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

Выдержать поверяемый измеритель и средства поверки в данных условиях не менее 4 ч;

Заземлить приборы, работающие от сети;

Подготовить поверяемый измеритель и средства поверки в соответствии с инструкциями по эксплуатации.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

4.1. Внешний осмотр

Наличие места для клеймения.

4.2. Опробование

4.2.1. Проверить плавность движения и четкость фиксации в заданных положениях органов управления, соответствие их действия надписям на панели измерителя.

4.2.2. Проверить общую работоспособность измерителя согласно техническому описанию.

4.3. Определение метрологических параметров

4.3.1. Определение основной погрешности измерителей осуществляется с использованием комплекта ГСОуэ в зависимости от вида индикаторного устройства поверяемого измерителя.

4.3.1.1. Определение основной погрешности измерителей, имеющих в качестве индикаторного устройства табло с цифровой индикацией или стрелочный прибор, проградуированный в единицах удельной электрической проводимости, проводится следующим образом.

Настроить поверяемый измеритель согласно технической документации на данный тип измерителя по стандартным образцам № 1395-78 и № 1412-78 комплекта ГСОуэ.

В случае, если диапазон измерений поверяемого измерителя менее диапазона от 14 до 37 МСм/м или измеритель имеет несколько поддиапазонов, настройка должна осуществляться по стандартным образцам комплекта ГСОуэ, имеющим значения удельной электрической проводимости, наиболее близкие к границам диапазона (поддиапазонов).

Основная погрешность определяется во всем диапазоне (поддиапазонах) значений удельной электрической проводимости не менее чем в трех точках, равномерно расположенных в диапазоне (поддиапазонах), одна из которых должна находиться в середине поверяемого диапазона (поддиапазона), исключая точки настройки измерителя.

Для определения основной погрешности необходимо последовательно установить ВТП поверяемого измерителя на поверхность выбранных стандартных образцов, провести не менее 5 измерений в каждой точке. Показания измерителя занести в протокол поверки в таблицу результатов наблюдений.

По показаниям измерителя вычислить среднее арифметическое значение, принимаемое за результат измерения удельной электрической проводимости, по формуле:

где s i - показание измерителя;

n - количество измерений.

Основная относительная погрешность поверяемых измерителей определяется по формуле:

где? - основная относительная погрешность;

s - действительное значение удельной электрической проводимости стандартного образца комплекта ГСОуэ;

- результат измерения удельной электрической проводимости данного стандартного образца.

Основная относительная погрешность измерителя не должна превышать значения, указанного в документации на него.

В случае выполнения измерений по ОСТ 1 92070.0-78 основная относительная погрешность не должна превышать ± 2 %.

4.3.1.2. Определение основной погрешности измерителей, имеющих в качестве индикаторного устройства стрелочный прибор с равномерной шкалой делений, не проградуированный в единицах удельной электрической проводимости, проводится следующим образом:

Настроить поверяемый измеритель по стандартным образцам № 1395-78 и № 1397-78 (№ 1402-78 и № 1404-78 или № 1410-78 и № 1412-78) комплекта ГСОуэ таким образом, чтобы стрелочный указатель находился в пределах шкалы стрелочного индикатора поверяемого измерителя;

Вычислить цену деления шкалы стрелочного индикатора по формуле:

где? - цена деления шкалы стрелочного индикатора;

s" - действительное значение удельной электрической проводимости стандартного образца № 1397-78 (№ 1404-78 или № 1412-78);

s" - действительное значение удельной электрической проводимости стандартного образца № 1395-78 (№ 1402-78 или № 1410-78);

Da - разница показаний указателя стрелочного индикатора поверяемого измерителя, вычисляемая по формуле:

Da = a" - a" (4)

для стрелочных индикаторов с нулевой отметкой на краю шкалы или по формуле:

Da = a" + a" (5)

для стрелочных индикаторов с нулевой отметкой в центре шкалы,

где a" - показания стрелочного индикатора поверяемого измерителя при измерении удельной электрической проводимости стандартного образца № 1397-78 (№ 1404-78 или № 1412-78);

a" - показания стрелочного индикатора поверяемого измерителя при измерении удельной электрической проводимости стандартного образца № 1395-78 (№ 1402-78 или № 1410-78).

Для удобства расчетов коррекцией чувствительности поверяемого измерителя допускается подбирать определенное значение цены деления шкалы стрелочного индикатора (например, установить одно деление шкалы равным 0,1 МСм/м).

Последовательно установить ВТП поверяемого измерителя на поверхность стандартных образцов № 1396-78, 1403-78 и № 1411-78 комплекта ГСОуэ и занести показания измерителя в протокол поверки. В каждой точке должно проводиться не менее 5 измерений.

По показаниям измерителя вычислить результаты наблюдений по формулам:

s i = s" + ?Da 1 , (6)

s i = s" + ?Da 2 , (7)

где s i - результат наблюдения;

s", s" - действительные значения удельной электрической проводимости стандартных образцов комплекта ГСОуэ, применяемых при настройке поверяемого измерителя, с меньшим и большим значениями относительно измеряемой точки;

Da 1 , Da 2 - разница показаний поверяемого измерителя, вычисляемая по формулам:

Da 1 = a i - a" (8)

Da 2 = a" - a i (9)

для измерителей со стрелочным индикатором с нулевой отметкой на краю шкалы и по формулам:

Da 1 = a" - a i (10)

Da 2 = a i + a" (11)

для измерителей со стрелочным индикатором с нулевой отметкой в центре шкалы,

где a i - показания стрелочного индикатора поверяемого измерителя при измерении удельной электрической проводимости стандартного образца, занесенные в протокол поверки;

a", a" - показания стрелочного индикатора поверяемого измерителя при настройке.

Результат измерения удельной электрической проводимости вычисляется по формуле (1).

Основная относительная погрешность поверяемых измерителей определяется по формуле (2).

Основная относительная погрешность измерителя не должна превышать значения, указанного в документации на него. В случае выполнения измерений по ОСТ 1 92070.0-78 основная относительная погрешность не должна превышать ± 2 %.

4.3.2. Определение влияния отстройки от изменения зазора производится для измерителей, имеющих регулировку отстройки от зазора. Для измерителей, имеющих один диапазон измерений, данная операция должна проводиться на стандартном образце № 1403-78 комплекта ГСОуэ. Для измерителей, имеющих несколько поддиапазонов измерений, данная операция должна проводиться на одном стандартном образце комплекта ГСОуэ, соответствующем середине каждого поддиапазона.

Настроить поверяемый измеритель, как указано в требованиях пп. 4.3.1.1 или 4.3.1.2. Провести отстройку измерителя от изменения зазора в соответствии с техническим описанием на поверяемый измеритель.

Установить ВТП поверяемого измерителя на стандартный образец комплекта ГСОуэ, провести не менее 5 измерений удельной электрической проводимости и занести показания измерителя в протокол поверки.

Поместить на стандартный образец комплекта ГСОуэ имитатор зазора и повторить измерения, результаты которых занести в протокол поверки.

По показаниям измерителя вычислить результаты измерений удельной электрической проводимости стандартного образца комплекта ГСОуэ без зазора s 0 и с имитатором зазора s 3 , как указано в требованиях пп. 4.3.1.1 и 4.3.1.2.

Относительная разность результатов измерений вычисляется по формуле:

и не должна превышать 2 %.

4.3.3. Определение влияния краевого эффекта при измерении удельной электрической проводимости проводится на стандартном образце № 1.

Настройка поверяемых измерителей, имеющих в качестве индикаторного устройства табло с цифровой индикацией или стрелочный прибор, проградуированный в единицах удельной электрической проводимости, должна производиться на стандартных образцах комплекта ГСОуэ согласно технической документации на измеритель.

Настройка поверяемых измерителей, имеющих в качестве индикаторного устройства стрелочный прибор с равномерной шкалой делений, не проградуированный в единицах удельной электрической проводимости, должна производиться в соответствии с требованиями п. 4.3.1.2 на стандартных образцах комплекта ГСОуэ, имеющих значения удельной электрической проводимости, ближайшие к предварительно измеренному значению удельной электрической проводимости стандартного образца № 1.

Установить ВТП поверяемого измерителя в центральной зоне стандартного образца № 1 и измерить его удельную электрическую проводимость. Результаты 5 наблюдений занести в протокол поверки.

Последовательно, устанавливая ВТП поверяемого измерителя на минимальном расстоянии от края стандартного образца № 1 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, как указано в справочном приложении 2, провести по 3 измерения в каждой точке. Результаты наблюдений занести в протокол поверки.

Вычислить результаты измерений удельной электрической проводимости стандартного образца № 1 в центре и в краевых зонах по формулам, приведенным в пп. 4.3.1.1 или 4.3.1.2.

к в центре и на минимально допустимом расстоянии от края стандартного образца № 1 по формуле:

где s и - результат измерения удельной электрической проводимости в центре стандартного образца № 1;

s к - результат измерения удельной электрической проводимости на краю стандартного образца № 1.

Максимальная относительная разность измерения удельной электрической проводимости в центре и на краю образца не должна превышать ± 1 %.

4.3.4. Определение влияния толщины изделия при измерении удельной электрической проводимости проводится на стандартном образце № 2.

Настройка поверяемых измерителей должна производиться согласно требованиям п. 4.3.3.

Установить ВТП поверяемого измерителя в центре участка с меньшей толщиной и измерить его удельную электрическую проводимость. Результаты 5 наблюдений занести в протокол поверки. Затем провести измерение удельной электрической проводимости участка стандартного образца большей толщины, аналогично указанному выше.

Вычислить результаты измерений удельной электрической проводимости стандартного образца № 2 на участках различной толщины согласно требованиям пп. 4.3.1.1 и 4.3.1.2.

Вычислить относительную разность измерения удельной электрической проводимости? Т на участках различной толщины по формуле:

где s" Т - результат измерения удельной электрической проводимости участка стандартного образца № 2 с меньшей толщиной;

s" Т - результат измерения удельной электрической проводимости участка стандартного образца № 2 с большей толщиной.

Относительная разность измерения удельной электрической проводимости стандартного образца № 2 на участках различной толщины не должна превышать ± 1 %.

4.3.5. Определение влияния шероховатости поверхности изделия проводится на стандартном образце № 3.

Настройка поверяемых измерителей должна производиться согласно п. 4.3.3.

Установить ВТП поверяемого измерителя в центральной зоне стандартного образца № 3 на поверхность, характеризующуюся шероховатостью Rz 1 , и провести 5 измерений удельной электрической проводимости. Результаты наблюдений занести в протокол поверки.

Аналогично измерить удельную электрическую проводимость стандартного образца № 3 со стороны поверхности с шероховатостью Rz 2 .

Вычислить результаты измерений удельной электрической проводимости стандартного образца № 3 на участках с различной шероховатостью согласно требованиям пп. 4.3.1.1 и 4.3.1.2.

Вычислить относительную разность измерения удельной электрической проводимости? R стандартного образца № 3 на участках с различной шероховатостью по формуле:

где s" R Rz 1 ;

s" R - результат измерения удельной электрической проводимости стандартного образца № 3 на участке с шероховатостью Rz 2 .

Относительная разность измерения удельной электрической проводимости стандартного образца № 3 на участках с различной шероховатостью не должна превышать ± 1 %.

4.3.6. Определение параметров ВТП поверяемого измерителя производится с помощью универсального моста типа Е7-4 путем измерения активного сопротивления и индуктивности обмоток ВТП.

Измеренные значения активных сопротивлений и индуктивности обмоток ВТП должны находиться в пределах, установленных в технической документации на поверяемый измеритель.

5. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

5.1. Результаты поверки измерителя должны быть оформлены протоколом, приведенным в рекомендуемом приложении 5.

5.2. Положительные результаты поверки следует оформлять путем записи результатов ведомственной поверки в эксплуатационном паспорте, заверенной в установленном порядке, и нанесения на поверяемый измеритель оттиска поверительного клейма.

5.3. Запрещается выпуск в обращение и применение измерителей, прошедших поверку с отрицательным результатом. В этом случае клеймо должно быть погашено и в документах на поверяемый измеритель сделано указание о непригодности измерителя.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ИМИТАТОР ЗАЗОРА

* Размер для справок.

Материал имитатора зазора - любой нетокопроводящий немагнитный материал.

h и - толщина имитатора зазора должна соответствовать значению отстраиваемого зазора по техническому описанию для данного типа поверяемого измерителя.

Предельные отклонения толщины имитатора зазора ± 0,01 мм.

Имитаторы зазора должны быть метрологически аттестованы по геометрическим параметрам.

Периодичность поверки имитаторов зазора - не реже 1 раза в год.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ № 1

* Размер для справок.

Материал стандартного образца № 1 - сплав Д16 по ГОСТ 4784-74 в отожженном состоянии.

l - минимально допустимое расстояние от края образца до оси обмотки ВТП (по техническому описанию для данного типа поверяемого измерителя).

Стандартный образец № 1 должен быть метрологически аттестован по геометрическим параметрам.

Стандартный образец № 1 подлежит ежегодной поверке.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное

СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ № 2

* Размер для справок.

Материал стандартного образца № 2 - сплав Д16 по ГОСТ 4784-74 в отожженном состоянии.

h 1 - минимальная толщина стандартного образца № 2 должна соответствовать минимально допустимой толщине контролируемого изделия по техническому описанию для данного типа поверяемого измерителя.

h 2 = 2h 1 .

^ - места измерения удельной электрической проводимости.

Предельные отклонения размеров h 1 и h 2 ± 0,1 мм.

Стандартный образец № 2 должен быть метрологически аттестован по геометрическим параметрам.

Стандартный образец № 2 подлежит ежегодной поверке.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Обязательное

СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ № 3

* Размер для справок.

Материал стандартного образца № 3 - сплав Д16 по ГОСТ 4784-74 в отожженном состоянии.

Rz 1 - параметр шероховатости поверхности А должен быть равен предельно допустимому значению шероховатости контролируемой поверхности по техническому описанию для данного типа поверяемого измерителя.

Если в техническом описании к измерителю требуемый параметр шероховатости не указан, параметр Rz 1 принимается равным 40 мкм.

Стандартный образец № 3 должен быть метрологически аттестован по геометрическим параметрам.

Стандартный образец № 3 подлежит ежегодной поверке.

ОФОРМЛЕНИЕ
протокола поверки вихретоковых измерителей удельной электрической проводимости

ПРОТОКОЛ № ______ поверки вихретокового измерителя удельной электрической проводимости _________________________________________________________________________ тип поверяемого измерителя Зав. № _________, подлежащего _____________________________________________ вид поверки принадлежащего ___________________________________________________________ наименование предприятия проведенной ______________________________________________________________ наименование предприятия (организации, подразделения), __________________________________________________________________________ проводившего поверку Дата проведения поверки «____» _________19____ г. Результаты наблюдений приведены в табл. 1.

Таблица 1 Результаты поверки приведены в табл. 2. Таблица 2 Заключение ________________________________________________________________ годен, не годен Поверитель _______________ «_____» ______________ 19_____ г.

Удельная электрическая проводимость (удельная электропроводность) - количественная характеристика способности воды проводить электрический ток.

Эта способность непосредственно связана с концентрацией ионов в воде. Проводящие ионы поступают из растворенных солей и неорганических материалов, таких как щелочи, хлориды, сульфиды и карбонатные соединения и др. Чем больше ионов присутствует, тем выше проводимость воды.

Ионы проводят электричество из-за их положительных и отрицательных зарядов. Когда вещества растворяются в воде, они расщепляются на положительно заряженные (катионные) и отрицательно заряженные (анионные) частицы. Когда растворенные вещества расщепляются в воде, концентрации каждого положительного и отрицательного заряда остаются равными. Это означает, что, хотя проводимость воды увеличивается с добавленными ионами, она остается электрически нейтральной

В большинстве случаев удельная электрическая проводимость поверхностных вод суши является приблизительной характеристикой концентрации в воде неорганических электролитов - катионов Na + , K + , Са 2+ , Mg 2+ и анионов Сlˉ, SO 4 2- , HCO 3 - . Присутствие других ионов, например Fe (II ), Fe (III), Mn(II), NO 3 - , НРО 4 2- обычно мало сказывается на величине удельной электрической проводимости, так как эти ионы редко встречаются в воде в значительных количествах. Водородные и гидроксильные ионы в диапазоне их обычных концентраций в поверхностных водах суши на удельную электрическую проводимость практически не влияют. Столь же мало и влияние растворенных газов.

Проводимость может быть измерена путем приложения переменного электрического тока (I) к двум электродам, погруженным в раствор, и измерению результирующего напряжения (V). Во время этого процесса катионы мигрируют на отрицательный электрод, анионы на положительный электрод и раствор действуют как электрический проводник. Напряжение используется для измерения сопротивления воды, которое затем преобразуется в проводимость. Проводимость является обратной величине сопротивления и измеряется в количестве проводимости на определенном расстоянии.

Единица удельной электрической проводимости - Сименс на 1 м (См/м). Для воды в качестве единицы измерения используют производные величины - миллиСимменс на 1 м (мСм/м) или микроСименс на 1 см (мкСм/см). Для очень чистой воды величиной проводимости оперировать неудобно, поэтому чаще применяют термин удельное сопротивление, измеряемое в Ом/м (КОм/см или МОм/см). Так, например, п роводимость рек может составляет от 50 до 1500 мкСм/см, д истиллированная вода имеет проводимость в диапазоне от 0,5 до 5 мкСм/см, ультрачистая деионизованная вода 10-18 МОм/см.

Проводимость в ручьях и реках в первую очередь зависит от геологии области, через которую течет вода. Потоки, протекающие через районы с гранитной породой, имеют тенденцию к снижению проводимости, поскольку гранит состоит из более инертных материалов, которые не ионизируются (растворяются в ионных компонентах) при промывании в воде. С другой стороны, потоки, протекающие через области с глинистыми почвами, имеют тенденцию к большей проводимости из-за наличия материалов, которые ионизируются при промывке в воде. Притоки грунтовых вод могут оказывать одинаковые эффекты в зависимости от того, через которую они протекают. Сбросы в реки могут изменять проводимость в зависимости от их состава. Неисправная канализационная система повысит проводимость из-за присутствия хлорида, фосфата и нитрата; разлив нефти снизит проводимость.

Проводимость воды должна быть точно измерена с помощью откалиброванного прибора - кондуктометра. На проводимость непосредственно влияют геометрические свойства электродов; то есть проводимость обратно пропорциональна расстоянию между электродами и пропорциональна площади электродов. Это геометрическое соотношение известно как постоянная ячейки. Постоянная ячейка и измерение сопротивления, которое необходимо проверять и при необходимости регулировать.

Кроме геометрических свойств электрода в приборе на проводимость также влияет температура: чем теплее вода, тем выше проводимость. По этой причине электропроводность сообщается как проводимость при 25 градусах по Цельсию (25 ° C). Повышение температуры раствора приведет к уменьшению его вязкости и увеличению подвижности ионов в растворе. Повышение температуры также может привести к увеличению числа ионов в растворе из-за диссоциации молекул. Поскольку проводимость раствора зависит от этих факторов, то увеличение температуры раствора приведет к увеличению его проводимости. Зная эту зависимость многие приборы автоматически корректируют фактическое показание, чтобы отобразить значение, которое теоретически будет наблюдаться при номинальной температуре 25 °. Обычно это делается с использованием датчика температуры, встроенного в датчик проводимости, и программного алгоритма, встроенного в кондуктометр. Однако для линейной температурной компенсации предполагается, что температурный коэффициент вариации имеет одинаковое значение для всех температур измерения. Это предположение неверно; но для многих измерений это не приводит к существенному вкладу в суммарную неопределенность измерения сообщенного результата.

http://www.iwinst.org/wp-content/uploads/2012/04/Conductivity-what-is-it.pdf
https://hmc.usp.org/sites/default/files/documents/HMC/GCs-Pdfs/c645.pdf
https://www.google.ru/urlsa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0ahUKEwjR9Kautv_WAhVFP5oKHRb4D3MQFgg7MAI&url=http%3A%2F%2Fwww.fondriest.com%2Fenvironmental-measurements%2Fparameters%2Fwater-quality%2Fconductivity-salinity-tds%2F&usg=AOvVaw31-HAReIg1Tn1CDOmaAVim
The Clean Water Team Guidance Compendium for Watershed Monitoring and Assessment State Water Resources Control Board FS-3.1.3.0(EC)V2e 4/27/2004
https://www.reagecon.com/pdf/technicalpapers/Effect_of_Temperature_TSP-07_Issue3.pdf
РД 52.24.495-2005 Водородный показатель и удельная электрическая проводимость вод. Методика выполнения измерений электрометрическим методом

Электрическая проводимость характеризует способность тела проводить электрический ток. Проводимость — величина обтаная сопротивлению . В формуле она обратно пропорциональна электрическому сопротивлению, и используются они фактически для обозначения одних и тех же свойств материала. Измеряется проводимость в Сименсах : [См]=.

Виды электропроводимости:

— Электронная проводимость , где переносчиками зарядов являются электроны. Такая проводимость характерна в первую очередь для металлов, но присутствует в той или иной степени практически в любых материалах. С увеличением температуры электронная проводимость снижается.

— Ионная проводимость . Существует в газообразных и жидких средах, где имеются свободные ионы, которые также переносят заряды, перемещаясь по объёму среды под действием электромагнитного поля или другого внешнего воздействия. Используется в электролитах. С ростом температуры ионная проводимость увеличивается, поскольку образуется большее количество ионов с высокой энергией, а также снижается вязкость среды.

— Дырочная проводимость . Эта проводимость обуславливается недостатком электронов в кристаллической решётке материала. Фактически, переносят заряд здесь опять же электроны, но они как бы движутся по решётке, занимая последовательно свободные места в ней, в отличии от физического перемещения электронов в металлах. Такой принцип используется в полупроводниках, наряду с электронной проводимостью.

Самыми первыми материалами, которые стали использоваться в электротехнике исторически были металлы и диэлектрики (изоляторы, которым присуща маленькая электрическая проводимость). Сейчас получили широкое применение в электронике полупроводники. Они занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками и характеризуются тем, что величину электрической проводимости в полупроводниках можно регулировать различным воздействием. Для производства большинства современных проводников используются кремний, германий и углерод. Кроме того, для изготовления ПП могут использоваться другие вещества, но они применяются гораздо реже.

В важное значение имеет передача тока с минимальными потерями. В этом отношении важную роль играют металлы с большой электропроводностью и, соответственно, маленьким электросопротивлением. Самым лучшим в этом отношении является серебро (62500000 См/м), далее следуют медь (58100000 См/м), золото (45500000 См/м), алюминий (37000000 См/м). В соответствии с экономической целесообразностью чаще всего используются алюминий и медь, при этом медь по проводимости совсем немного уступает серебру. Все остальные металлы не имеют промышленного значения для производства проводников.

Электрическая проводимость – это способность веществ проводить электрический ток под действием внешнего электрического поля. Электрическая проводимость – величина, обратная электрическому сопротивлению L = 1/ R .

где ρ – удельное сопротивление, Ом·м; - удельная электрическая проводимость, См/м (сименс/метр);S – поперечное сечение, м 2 ; l – длина проводника, м) (в электрохимии удельная электрическая проводимость () читается - каппа ).

Единица измерения L – сименс (См), 1 См = 1 Ом -1 .

Удельная электрическая проводимость раствора характеризует проводимость объема раствора, заключенного между двумя параллельными электродами, имеющими площадь по 1 м 2 и расположенными на расстоянии 1 м друг от друга. Единица измерения в системе СИ - См·м -1 .

Удельная проводимость раствора электролита определяется количеством ионов, переносящих электричество и скоростью их миграции:

, (2.5)

где α – степень диссоциации электролита; С – молярная концентрация эквивалента, моль/м 3 ; F – число Фарадея, 96485 Кл/моль;
- абсолютные скорости движения катиона и аниона (скорости при градиенте потенциала поля, равном 1 В/м); единица измерения скорости - м 2 В -1 с -1 .

Из уравнения (2.5) следует, что зависит от концентрации как для сильных так и для слабых электролитов (рисунок 2.1):

Рисунок 2.1 – Зависимость удельной электрической проводимости от концентрации электролитов в водных растворах

В разбавленных растворах при С → 0 стремится к удельной электропроводности воды, которая составляет около 10 -6 См/м и обусловлена присутствием ионов Н 3 О + и ОН - . С ростом концентрации электролита, вначале увеличивается, что отвечает увеличению числа ионов в растворе. Однако, чем больше ионов в растворе сильных электролитов, тем сильнее проявляется ионное взаимодействие, приводящее к уменьшению скорости движения ионов. У слабых электролитов в концентрированных растворах заметно снижается степень диссоциации и, следовательно, количество ионов, переносящих электричество. Поэтому, почти всегда, зависимость удельной электрической проводимости от концентрации электролита проходит через максимум.

2.1.3 Молярная и эквивалентная электрические проводимости

Чтобы выделить эффекты ионного взаимодействия, удельную электрическую проводимость делят на молярную концентрацию (С, моль/м 3), и получают молярную электрическую проводимость ; или делят на молярную концентрацию эквивалента и получаютэквивалентную проводимость.

. (2.6)

Единицей измерения является м 2 См/моль. Физический смысл эквивалентной проводимости состоит в следующем: эквивалентная проводимость численно равна электрической проводимости раствора, заключенного между двумя параллельными электродами, расположенными на расстоянии 1 м и имеющими такую площадь, что объем раствора между электродами содержит один моль эквивалента растворенного вещества (в случае молярной электрической проводимости – один моль растворенного вещества). Таким образом, в случае эквивалентной электрической проводимости в этом объеме будет N А положительных и N А отрицательных зарядов для раствора любого электролита при условии его полной диссоциации (N А – число Авогадро). Поэтому, если бы ионы не взаимодействовали друг с другом, то сохранялась бы постоянной при всех концентрациях. В реальных системахзависит от концентрации (рисунок 2.2). При С → 0,
→ 1, величинастремится к
, отвечающей отсутствию ионного взаимодействия. Из уравнений (2.5 и 2.6) следует:

Произведение
называютпредельной эквивалентной электрической проводимостью ионов , или предельной подвижностью ионов:

. (2.9)

Соотношение (2.9) установлено Кольраушем и называется законом независимого движения ионов . Предельная подвижность является специфической величиной для данного вида ионов и зависит только от природы растворителя и температуры. Уравнение для молярной электрической проводимости принимает вид (2.10):

, (2.10)

где
- число эквивалентов катионов и анионов, необходимых для образования 1 моль соли.

Пример:

В случае одновалентного электролита, например, HCl,
, то есть молярная и эквивалентная электрические проводимости совпадают.

Рисунок 2.2 – Зависимость эквивалентной электропроводности от концентрации для сильных (а) и слабых (б) электролитов

Для растворов слабых электролитов эквивалентная электрическая проводимость остается небольшой вплоть до очень низких концентраций, по достижении которых она резко поднимается до значений, сравнимых с сильных электролитов. Это происходит за счет увеличения степени диссоциации, которая, согласно классической теории электролитической диссоциации, растет с разбавлением и, в пределе, стремится к единице.

Степень диссоциации можно выразить, разделив уравнение (2.7) на (2.8):

.

С увеличением концентрации растворов сильных электролитов уменьшается, но незначительно. Кольрауш показал, чтотаких растворов при невысоких концентрациях подчиняется уравнению:

, (2.11)

где А – постоянная, зависящая от природы растворителя, температуры и валентного типа электролита.

По теории Дебая – Онзагера снижение эквивалентной электрической проводимости растворов сильных электролитов связано с уменьшением скоростей движения ионов за счет двух эффектов торможения движения ионов, возникающих из-за электростатистического взаимодействия между ионом и его ионной атмосферой. Каждый ион стремится окружить себя ионами противоположного заряда. Облако заряда называют ионной атмосферой, в среднем оно сферически симметрично.

Первый эффект – эффект электрофоретического торможения . При наложении электрического поля ион движется в одну сторону, а его ионная атмосфера – в противоположную. Но с ионной атмосферой за счет гидратации ионов атмосферы увлекается часть растворителя, и центральный ион при движении встречает поток растворителя, движущегося в противоположном направлении, что создает дополнительное вязкостное торможение иона.

Второй эффект – релаксационного торможения . При движении иона во внешнем поле атмосфера должна исчезать позади иона и образовываться впереди него. Оба эти процесса происходят не мгновенно. Поэтому впереди иона количество ионов противоположного знака меньше, чем позади, то есть облако становится несимметричным, центр заряда атмосферы смещается назад, и поскольку заряды иона и атмосферы противоположны, движение иона замедляется. Силы релаксационного и электрофоретического торможения определяются ионной силой раствора, природой растворителя и температурой. Для одного и того же электролита, при прочих постоянных условиях, эти силы возрастают с увеличением концентрации раствора.