水的電導度和電導率是衡量其導電能力的重要參數(shù),與電阻率密切相關(guān)。
電導度與電導率的定義
電導度(S)表示水溶液的導電能力強弱。當水中存在溶解鹽類時,鹽類會以離子形式存在。若在水中插入一對電極并通電,離子會在電場作用下定向移動:陰離子趨向陽極,陽離子趨向陰極,從而形成電流。電導度的大小直接反映了水中離子的總濃度,即含鹽量。水越純凈,含鹽量越低,導電能力越弱,電導度越小。例如,超純水的電導度極低,幾乎不導電。
電導度的計算公式為電阻值的倒數(shù):S=1/R,其中,R為電阻(單位:歐姆,Ω),S的單位過去常用“姆歐”(Ω?1),現(xiàn)國際標準單位采用“西門子”(S)。實際應(yīng)用中,常以微西門子(μS)表示。
電導率(κ)則是比電導的簡稱,定義為電阻率的倒數(shù),計算公式為:K=1/ρ,其國際單位為西/米(S/m)。電導率的物理意義是:截面積1平方米、長度1米的導體所具有的電導。當電極常數(shù)Q=1時,電導率與電導度的數(shù)值相等。

電導度、電導率與電阻率的關(guān)系
電阻率(ρ)是材料抵抗電流的能力,單位為Ω·m。根據(jù)電阻公式R=ρ*(L/F),(L為電極間距,F(xiàn)為電極面積),代入電導度公式可得:

對于固定電極,LL和FF均為常數(shù),因此定義電極常數(shù)Q=L/F,簡化后得到:

由此可見,電導率與電阻率互為倒數(shù),電導度則通過電極常數(shù)與兩者關(guān)聯(lián)。
不同水質(zhì)的電導率和電阻率差異顯著,具體示例如下:
①強酸性溶液(如30%硫酸):電阻率僅1Ω·cm,電導率高達10^6μS/cm,說明其離子濃度極高,導電能力極強。
②海水:電阻率為33Ω·cm,電導率約3.3×10^4μS/cm,因含有大量氯化鈉等溶解鹽類。
③天然水(如河水、湖水):電阻率約2×10^4Ω?cm,電導率約50μS/cm,含少量礦物質(zhì)
④純水與超純水:普通蒸餾水電阻率10^6Ω?cm,電導率約1μS/cm。
⑤超純水電阻率可達10^7Ω?cm,電導率低至0.1μS/cm,接近理論純水的極限值(0.054 μS/cm)。
延伸閱讀
◆關(guān)于工業(yè)在線電導率儀校準方法
◆pH/ORP分析儀應(yīng)用和pH電極選型經(jīng)驗分享
◆為什么不能用過程校驗儀替代電阻箱校準電導率變送器
