水的電導(dǎo)度和電導(dǎo)率是衡量其導(dǎo)電能力的重要參數(shù),與電阻率密切相關(guān)。
電導(dǎo)度與電導(dǎo)率的定義
電導(dǎo)度(S)表示水溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)弱。當(dāng)水中存在溶解鹽類(lèi)時(shí),鹽類(lèi)會(huì)以離子形式存在。若在水中插入一對(duì)電極并通電,離子會(huì)在電場(chǎng)作用下定向移動(dòng):陰離子趨向陽(yáng)極,陽(yáng)離子趨向陰極,從而形成電流。電導(dǎo)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(dǎo)電能力越弱,電導(dǎo)度越小。例如,超純水的電導(dǎo)度極低,幾乎不導(dǎo)電。
電導(dǎo)度的計(jì)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(guò)去常用“姆歐”(Ω?1),現(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位采用“西門(mén)子”(S)。實(shí)際應(yīng)用中,常以微西門(mén)子(μS)表示。
電導(dǎo)率(κ)則是比電導(dǎo)的簡(jiǎn)稱(chēng),定義為電阻率的倒數(shù),計(jì)算公式為:K=1/ρ,其國(guó)際單位為西/米(S/m)。電導(dǎo)率的物理意義是:截面積1平方米、長(zhǎng)度1米的導(dǎo)體所具有的電導(dǎo)。當(dāng)電極常數(shù)Q=1時(shí),電導(dǎo)率與電導(dǎo)度的數(shù)值相等。

電導(dǎo)度、電導(dǎo)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(dǎo)度公式可得:

對(duì)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(jiǎn)化后得到:

由此可見(jiàn),電導(dǎo)率與電阻率互為倒數(shù),電導(dǎo)度則通過(guò)電極常數(shù)與兩者關(guān)聯(lián)。
不同水質(zhì)的電導(dǎo)率和電阻率差異顯著,具體示例如下:
①?gòu)?qiáng)酸性溶液(如30%硫酸):電阻率僅1Ω·cm,電導(dǎo)率高達(dá)10^6μS/cm,說(shuō)明其離子濃度極高,導(dǎo)電能力極強(qiáng)。
②海水:電阻率為33Ω·cm,電導(dǎo)率約3.3×10^4μS/cm,因含有大量氯化鈉等溶解鹽類(lèi)。
③天然水(如河水、湖水):電阻率約2×10^4Ω?cm,電導(dǎo)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(dǎo)率約1μS/cm。
⑤超純水電阻率可達(dá)10^7Ω?cm,電導(dǎo)率低至0.1μS/cm,接近理論純水的極限值(0.054 μS/cm)。
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