電導電極一般分為二電極式和多電極式兩種類型。
二電極式電導電極是目前國內使用最多的電導電極類型,實驗式二電極式電導電極的結構是將二片鉑片燒結在二平行玻璃片上,或圓形玻璃管的內壁上,調節鉑片的面積和距離,就可以制成不同常數值的電導電極。通常有K=1.K=5.K=10等類型。而在線電導率儀上使用的二電極式電導電極常制成圓柱形對稱的電極。當K=1時,常采用石墨,當K=0.1.0.01時,材料可以是不銹鋼或鈦合金。
多電極式電導電極,一般在支持體上有幾個環狀的電極,通過環狀電極的串聯和并聯的不同組合,可以制成不同常數的電導電極。環狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鈦合金和鉑金。
電導電極還有四電極類型和電磁式類型。四電極電導電極的優點是可以避免電極極化帶來的測量誤差,在國外的實驗式和在線式電導率儀上較多使用。電磁式電導電極的特點是適宜于測量高電導率的溶液,一般用于工業電導率儀中,或利用其測量原理制成單組分的濃度計,如鹽酸濃度計、硝酸濃度計等。
根據公式K=S/G,電極常數K可以通過測量電導電極在一定濃度的KCL溶液中的電導G來求得,此時KCL溶液的電導率S是已知的。
由于測量溶液的濃度和溫度不同,以及測量儀器的精度和頻率也不同,電導電極常數K有時會出現較大的誤差,使用一段時間后,電極常數也可能會有變化,因此,新購的電導電極,以及使用一段時間后的電導電極,電極常數應重新測量標定,電導電極常數測量時應注意以下幾點:
1. 測量時應采用配套使用的電導率儀,不要采用其它型號的電導率儀。
2. 測量電極常數的KCL溶液的溫度,以接近實際被測溶液的溫度為好。
3. 測量電極常數的KCL溶液的濃度,以接近實際被測溶液的濃度為好。
電導率測量是與溫度相關的。溫度對電導率的影響程度依溶液的不同而不同,可以用下面的公式求得:
Gt = Gtcal{1 + α(T-Tcal)}
其中:
Gt = 某一溫度(°C)下的電導率
Gtcal = 標準溫度(°C)下的電導率
Tcal = 溫度修正值
α = 標準溫度(°C)下溶液的溫度系數。
下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值,只要測量某個溫度范圍內的電導率,并以溫度為縱軸繪出
溶液 (25°C) | 濃度 | Alpha (α) |
鹽酸 | 10 wt% | 1.56 |
氯化鉀溶液 | 10 wt% | 1.88 |
硫酸 | 50 wt% | 1.93 |
氯化鈉溶液 | 10 wt% | 2.14 |
氫氟酸 | 1.5 wt% | 7.20 |
硝酸 | 31 wt% | 31.0 |
相應的電導率的變化曲線,與標準溫度相對應的曲線點為該溶液的α值。
市場上所銷售的所有電導儀都可以參照標準溫度(通常為25°C)進行調節的或自動溫度補償。大多數固定溫度補償的電導儀的α調節為2%/°C(近似25°C時氯化鈉溶液的α)。可調節溫度補償的電導儀可以把α調節到更加接近所測溶液的α。
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