① 電導率的測量方法
電導率的測量主要涉及溶液的電導率測量,而固體導體的電阻率則通過歐姆定律和電阻定律來確定。對於電解質溶液的電導率測量,通常採用交流信號作用於電導池的兩電極板,通過測量到的電導池常數K和電極板之間的電導G來計算電導率σ。
最初,電導率測量採用的是交流電橋法,該方法直接測量電導值。現代儀器設備通常配備有常數調節器、溫度系數調節器和自動溫度補償器,由電導池和溫度感測器組成的的一次儀表部分可以直接測量電解質溶液的電導率。
電導率的測量原理是在被測溶液中放置兩塊平行且距離固定的極板(或圓柱形電極),並在極板兩端施加一定電勢(通常為正弦波形,頻率在1至3kHz,以避免溶液電解)。通過測量極板間的電導來獲取電導率,需要測量溶液的電導G和電導池常數Q。電導可以通過電流和電壓的測量來確定,而電導池常數Q可以通過幾何尺寸計算得出,或者通過標准溶液進行標定。
電導電極主要分為二電極式和多電極式兩種。二電極式電導電極是最常用的類型,其結構可以是燒結在平行玻璃片上的鉑片,或圓形玻璃管內壁上的鉑片,通過調整鉑片面積和距離來製成不同常數值的電導電極。多電極式電導電極則是在支持體上多個環狀電極,通過不同組合可以製成不同常數的電導電極。
電導率與溫度相關,可通過公式Gt = Gtcal{1 + α(T-Tcal)}計算,其中Gt是某一溫度下的電導率,Gtcal是標准溫度下的電導率,Tcal是溫度修正值,α是溫度系數。不同溶液的α值可以通過測量溫度范圍內的電導率並繪制相應曲線來確定。
在實際應用中,為確保測量准確,應使用與電導率儀配套的電導電極,並在接近實際被測溶液的溫度和濃度下進行常數測量。同時,電導儀應進行溫度補償,以 account for temperature effects on conctivity.