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第二节
电导率仪

电解质溶液中的离子在电场的作用下,会定向移动传递质子,产生电流,具有导电作用。物质的导电能力可用电阻 R 或电导 G 来表示,电导是电阻的倒数,单位为西门子(用S或Ω -1 表示)。为测量溶液的导电能力,可将两个平行板电极插入溶液中,根据欧姆定律,在一定温度时,溶液的电阻 R 与两极间距离 l 成正比,与电极面积 A 成反比:

上式中 ρ 是比例系数,称为电阻率。根据电导与电阻的关系可推出:

κ 也是比例系数,称为电导率,单位是S·m -1 。对于固定的电导池, 为定值,称为电导池常数,用 K cell 表示,即上式可写为:

(单位为S·m -1 ,S为欧姆的倒数)

电导率仪是根据“电阻分回原理”设计的,其电阻分压回路由电导池的 R 和测量电阻箱 R m 联接而成。 E 为振荡器加在该回路A、B两端的电压,产生一个测量电流 I x。根据欧姆定律:

所以

根据上式,当 E R m K cell 为常数时, κ E m 成正比,因此,通过测量 E m 即可测出溶液的 κ

一、DDS-11A型电导率仪

DDS-11A型电导率仪是一种常用的电导率仪,仪器的面板见图Ⅱ-6,操作步骤如下:

图Ⅱ-6 DDS-11A型电导率仪面板图
1. 源开关 2. 示灯 3. 周、低周开关 4. 正、测量开关 5. 程选择开关 6. 容补偿调节器 7. 极插口 8. 10mV输入插口 9. 正调节器 10. 极常数调节器 11. 头

(1)调节表头的螺丝,使表针指零。

(2)将校正测量开关4扳在“校正”位置上。

(3)接电源线并打开电源开关,预热10 mins后调节校正调节器使电表满刻度。

(4)当溶液的电导率低于300μS·cm -1 时,将开关3扳到“低周”、电导率为300μS·cm -1 ~10 5 μS·cm -1 时,扳到“高周”。

(5)将量程开关5扳到所需的量程范围。如事先不知被测电阻率大小,可先扳到最大值档,再依次减小,以保护电表。

(6)电极的使用:用电极杆上的电极夹夹紧电极的胶木帽,将电极插入电极插口7内,旋紧插口上的螺丝,再将电极浸入待测溶液中。把电极常数调节器10旋在与该电极的电极常数相对应的位置。

(7)将校正开关4扳在“校正”,调节校正调节器9使电表指针满刻度。为了提高测量精度,当使用“×10 4 μΩ -1 ·cm -1 ”和“×10 3 μΩ -1 ·cm -1 ”这两档时,校正必须在电导池接妥(电导插头插入插孔,电极浸入待测液中)的情况下进行。

(8)测量:将开关4扳到“测量”,这时指针指示数乘以量程开关的5倍率即为被测溶液的电导率。

二、DDS-11D型电导率仪

DDS-11D型电导率仪(图Ⅱ-7)是用于实验室测定一般介质的电导率仪。也可用于电子工业、化学工业、制药工业、核能工业、电厂测量高纯水的电导率,且能满足蒸馏水、饮用水、锅炉水、废水等纯度测定的需要。

图Ⅱ-7 DDS-11D型电导率仪外形
1. 头 2. 源开关 3. 度补偿调节器 4. 数补偿调节器 5. 正调节器 6. 程开关 7. 极支架 8. 极夹 9. 面板 10. 源插座 11. 险丝座 12. 出插口 13. 极插座

操作步骤如下:

(1)接通电源预热20 mins。

(2)把“量程”开关扳到“检查”位置,调节“校正”旋钮,使电表指示满度。

(3)按被测介质电阻率(电导率)的高低,选择不同常数的电极和测试方法。一般当介质电阻率大于10 MΩ·cm(电导率小于0.1μS·cm -1 )时选用0.01 cm -1 常数的电极,且应将电极装在管道内流动测量;电阻率在1 MΩ·cm~10 MΩ·cm(电导率在1μS·cm -1 ~0.1μS·cm -1 )时,选用0.1 cm -1 常数的电极,在任意状态下测量。当电导率在1μS·cm -1 ~100μS·cm -1 之间时,选用常数为1 cm -1 的DJS-1C型光亮电极。当电导率为100μS·cm -1 ~1 000μS·cm -1 时,选用DJS-1C型铂黑电极,在任意状态下测量。当电导率大于1 000μS·cm -1 时,应选用DJS-10C型铂黑电极。

(4)用温度计测出被测介质温度后,把“温度”旋钮置于相应介质温度上(注意:若把旋钮置于25℃线上,仪器将不能进行温度补偿)。

(5)把“常数”旋钮置于与使用电极的常数相一致的位置上。

①对DJS-1C型电极,若常数为0.95,则调在0.95的位置上。

②对DJS-10C型电极,若常数为9.5,则调在0.95的位置上。

③对DJS-0.1C型电极,若常数为0.095,则调在0.95的位置上。

④对DJS-0.01C型电极,若常数为0.009 5,则调在0.95的位置上。

(6)测量:

①把“量程”开关扳到所需的测量档。如预先不知被测介质电导率大小,应先把“量程”开关扳到最大量程,然后逐渐下调,以防表针打坏。

②把电极插头插入仪器上的电极插座,用蒸馏水冲洗电极二次,再用被测试样冲洗电极三次,然后将电极浸入被测介质中。

③读数时,若“量程”开关扳在黑点时,读表盘上黑色刻度(0~1),若“量程”开关扳在红点上,则读表盘上红色刻度(0~3)。

(7)测量完毕,断开电源,拔下电极,用蒸馏水冲洗干净并放回电极盒内。 /bbVD5UyafEDgL2MMr2VKFGyQ0g/0Kn/EqjmXYAQI1QmjQmlqc+WZ8XUcilir3Zk

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