Veden johtavuus


Sähköinen johtavuus on erilainen jokaisessa aineessa. Mitä veden johtavuudella tapahtuu, jos johtokykyä voidaan käyttää myös teknisenä arviointikriteerinä ja miksi yksittäiset veden tyypit ovat erilaiset johtavuudella, selitetään tässä yksityiskohtaisesti.

Johtavuus yleensä

Sähköinen johtavuus, kuten vakio fyysinen määrä, osoittaa, missä määrin aineet tai aineiden seokset voivat johtaa sähköä. Arvo on erilainen kunkin aineen seoksen ja kunkin aineen osalta.

Johtokyky on kuitenkin fyysinen vakio, mikä tarkoittaa, että tietty aine tai aineiden seos johtaa aina sähkövirtaa yhtä hyvin.

Laskennallisesti johtavuus on tärkeä sähkökentän voimakkuuden yhteydessä vallitsevan tiheyden määrittämiseksi. Aineen tai aineiden seoksen erityinen sähköinen vastus muodostaa täsmälleen sähkönjohtavuuden vastavuoroisuuden.

Sähkönjohtavuuden symboli teknisissä, fysikaalisissa ja kemiallisissa kentissä voi vaihdella. Johtokykyä eli tarkasti kutsuttu johtokykyä voidaan kutsua kreikkalaisiksi kirjaimiksi Sigma, Kappa tai Gamma.

Sähköjohtavuuden yksiköt

Sähkönjohtavuuden osoittamiseksi käytetään SI-yksikköä S / m (Siemens per metri). Hyvin alhaisilla johtokyvyillä johtavuus on usein annettu myös μS / cm teknisessä kentässä.

Sähköjohtavuuden suuruus

Parhaat sähköjohtimet ovat metalleja. Hopea on paras johtaja, jonka johtokyky on 61 380 000 S / m, ruostumatonta terästä noin yksi kuusikymmentä.

Nesteenä vesi on paljon huonompi johtaja. Meriveden johtokyky on noin 5 S / m, ultrapuhtaan veden johtavuus on 0,0000005 S / m.

Sähköjohtavuus nesteissä

Johtokyky riippuu vapaasti käytettävissä olevien, mobiililaitteiden latauskannattimien lukumäärästä nesteessä. Nämä ovat ioneja, suoloja ja liuenneita hiukkasia.

Suuri ero meriveden johtavuudessa verrattuna ultrapuhtaan veteen selittyy pelkällä suolapitoisuudella. Sen sijaan osmoosivesi on erittäin huono johtaja sekä demineralisoitu vesi.

Jos puhdasta vettä tai demineralisoitua vettä lisätään noin 4-prosenttiseen suolaan, johtavuus jo kasvaa tuhatkertaisesti.

Riippuvuus latauskannattimien tyypistä

Nesteissä ei pelkästään vapaasti liikkuvien ionien lukumäärällä ole merkitystä, vaan myös niiden kantama määrä.

Esimerkiksi magnesiumin varauksen määrä on 2+, kun taas se on vain 1+ kalsiumionien osalta. Tämä on tunnistettavissa ionien merkinnällä: Ca + ja Mg2 +.

Lisäksi yksittäisten ionilajien nopeus kentän suunnassa on edelleen vaikuttava, mutta tämä komponentti on tässä analyysissä merkityksetön.

Yhteenvetona voidaan todeta, että veden johtavuus ei riipu pelkästään siinä liuenneiden ionien määrästä vaan myös siinä liuenneiden ionien tyypistä. Ei jokainen vesi toimi yhtä hyvin. Se riippuu erityisestä mineraalikoostumuksesta.

Tekninen käyttö puhtauden määrittämiseksi

Tislatulla vedellä ja demineralisoidulla vedellä sähköä voidaan käyttää suoraan puhtauden mittana.

Tässä tapauksessa puhtaus on kuitenkin ymmärrettävä vain varautuneiden ionien ja hiukkasten puuttumisena veteen. Lataamattomia hiukkasia ei havaita mittauksen aikana eikä ne vaikuta mittaustulokseen.

Mitä pienempi veden sähköjohtavuus on, sitä vähemmän ioneja on läsnä ja puhtaampaa vettä.

Ionien ja liuenneiden suolojen yleinen sisältö voidaan arvioida myös kunkin veden johtavuudesta. Menetelmänä spesifisten arvojen määrittämiseksi käytetään normaalissa vedessä johtokyvyn mittausta harvoin.

Johtokyvyn riippuvuus lämpötilasta

Kaikki kaasut, liuokset ja elektrolyytit ovat erittäin riippuvaisia ​​johtavuudesta. Tämä koskee myös vettä, jossa ionit ovat liuenneet. Vapaasti liikkuvien ionien lukumäärä ja latauskannattimien liikkuvuus kasvavat huomattavasti lämpötilan nousun myötä. Siten johtavuus kasvaa huomattavasti lämpötilan nousun myötä.

Epätarkkuus suuremmilla pitoisuuksilla

Niin sanotuista interionisista vuorovaikutuksista johtuen se, että yksittäisten tai kaikkien ionien suuremmilla pitoisuuksilla johtavuuden ja ionien tai varauksen määrän välinen suhde on yhä epätarkempi.

Mitä enemmän ioneja on nesteessä - tai vedessä -, sitä enemmän ne jarruttavat toisiaan. Vapaan ionin liikkuvuus nesteen sisällä laskee.

Johtavuuden mittaaminen

Johtokyky voidaan määrittää erillisellä mittarilla. Vaihtoehtoisesti nesteen resistiivisyyden mittaus on mahdollista ja siten lasketaan laskennallisesti vastaava johtavuus.

On yksinkertaisia ​​kädessä pidettäviä laitteita johtokyvyn mittaamiseksi. Ne mittaavat kahden testielektrodin välistä johtokykyä lähtö- ja loppuvirtojen välisen virran määrän vähenemisen perusteella. Johtokyky voidaan lukea suoraan näytöllä.

Vihjeitä

Johtokyvyn mittaus ei anna mitään merkkiä lataamattomien hiukkasten läsnäolosta. Jossain vedessä olevista varauksista johtuva saastuminen ei vaikuta johtokyvyn mittaukseen. On myös pohdittava sitä.


Video Board: Veden sähkönjohtavuus