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DDSJ-308型电导率仪的使用

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基本概念

导体导电能力的大小常以电阻(R)或电导(G)表示,电导是电阻的倒数 :

(1)

电阻、电导的SI单位分别是欧姆(Ω)、西门子(S),显然1S=1Ω-1 。

导体的电阻与其长度(L)成正比,而与其截面积(A)成反比 :

(2)

式中,为比例常数,称电阻率或比电阻。根据电导与电阻的关系,容易得出 :

k 称为电导率,是长1m、截面积为1m2导体的电导,SI单位是西门子每米,用符号S·m-1。对于电解质溶液来说,电导率是电极面积为1m2,且两极相距1m时溶液的电导。

电解质溶液的摩尔电导率()是指把含有1mol的电解质溶液置于相距为1m的两个电极之间的电导。溶液的浓度为C ,通常用mo1·L-1表示,则含有1mo1电解质溶液的体积为 ,此时溶液的摩尔电导率等于电导率和溶液体积的乘积:

(3)

摩尔电导率的单位是S·m2·mol-1。摩尔电导率的数值通常是测定溶液的电导率,用上式计算得到。

测定电导率的方法是用两个电极插入溶液,测出两极间的电阻Rx。对于一个电极而言,电极面积A与间距L都是固定不变的,因此L/A是常数,称电极常数,以Q表示。根据式1和式2得:

(4)

由于电导的单位西门子太大,常用毫西门子(mS)、微西门子(mS)表示。它们间的关系是1S=103mS=106mS 。

(5)

式中,Rx——液体电阻;Rm——分压电阻。

由式(5)可见,当V、Rx和Q均为常数时,电导率k的变化必将引起Vm作相应的变化,所以测量Vm的大小,也就测得溶液电导率的数值。


DDSJ—308型电导率仪的使用

DDSJ—308型电导率仪可精确测定水溶液的电导率和温度,也可用于测量纯水的纯度。

1.仪器的结构

仪器由DY—1型电源,测试部分、电极组成。仪器面板的右下方有10个功能键

(1) 设置键 用于设置电极常数Q、温度系数a

(2) 确认键 用于确认当前的操作状态以及操作数据;

(3) ▲键、▼键 上行、下行键 用于调节参数或功能之间的翻转;

(4) 标定键 用于标定电极常数;

(5) 取消键 用于从设置状态返回到测量状态。

其余键在实验中不用,故不作介绍。

仪器后面的面板上,从左至右安装有电源插座,测量电极插座,温度传感器插座等。

2.电极的选择

应根据待测液的电导率范围选择相应的电极。电导率范围与对应电极常数如下 :

电导率范围(mS/cm)

电极常数(cm-1

0.0520

0.01

1200

0.1

1010000

1

1002×105

10

当电导率≥20000mS/cm时,一定要用常数为10的电极。

3.仪器的使用

(1)测量

① 将电源插头插入仪器插座,电导电极插头的豁口对插座的豁口后插上,插入温度电极插头。用纯水冲洗电导电极,但不能碰黑色的铂黑部分。再用待测液冲洗3次,取少许被测液在小烧杯中,用滴管取被测液洗电导电极,荡洗烧杯后倒去洗涤液;再取少许被测液,洗第二次;重复洗第三次。用纯水洗温度电极,用吸水纸吸干。取待测液后,将电极浸入被测溶液中。

② 接上电源,仪器先显示仪器型号DDSJ,片刻后,直接进入测量状态,闪烁标记指向测量,因出厂时设定电极常数为1.00,温度系数为0.020,如不需要改变参数,即可测量。显示屏上排数据为所测溶液折算成25℃时的电导率值,单位为每厘米毫西门子,下排数据为所测溶液的温度值。

(2)设置电极常数Q

按下设置键 闪烁标记指向设置,表示当前为设置状态,按上行或下行键,可在E-5(表示常数设置)、L-5(对打印的序号设置)、P-5(打印机装置)之间翻转,现在需E-5的功能,按下确认键,仪器进入常数设置功能部分 :

第一步 选择电极常数的档次 左上标记指向电极常数,表示当前状态为设置电极常数的档次,上排数据显示上一次设置的电极常数档次1.00。用▲或▼键可以正或反方向地在0.01、0.1、1.00、5.00、10.00各档间翻转,当需改变某一档电极常数时,按下确认键,仪器将自动记忆当前的档次值后转入第二步调节电极常数。如不改变档次,按设置键,仪器也转入第二步,但不存贮当前的档次值,而显示上一次的电极常数。


第二步 左上标记指向常数调节,表示当前状态为调节电极常数值,若使用电极的电极常数为1.02时,用上行键加至1.02,按确认键确认,仪器将保存此值后转入第三步温度系数a的设置;如按下设置键,仪器也转入第三步设置,但不存贮电极常数值。

第三步 左上标记指向温度系数,初值为0.020,用上行或下行键可加、减温度补偿系数值;按确认键仪器将保留此值,并返回第一步电极常数设置。按设置键,仪器不保存温度系数值,返回电极常数设置。

按取消键,仪器退出设置功能,返回测量状态。

(3)电极常数的标定

①标定电极常数的KCl标准溶液浓度如下 :

电极常数Q

cm-1

0.01

0.1

1

10

KCl溶液近似浓度

mol·L-1

0.001

0.01

0.010.1

0.11

若待标定的电导电极的电极常数为1左右,可配制0.01mol·L-1的KCl溶液。

②将洗至KCl标准溶液的电导电极浸在KCl标准溶液中;温度电极拔出不用,仪器则认为温度为25℃,此时仪器显示的电导率值是未经温度补偿的绝对电导率值。

③控制溶液的温度为20.0±1℃。待仪器稳定后,按下标定键,显示屏上排数据为当前测量所得的绝对电导率值。左下标记指向标定,表示当前状态为标定状态。下表列出了

0.01mol·L-1,KCl溶液电导率与温度的关系 :

温度

15.0

18.0

20.0

25.0

电导率

mS/cm

1141.4

1220.0

1273.7

1408.3

按上行或下行键,使仪器显示20.0℃时的电导率值1274,按下确认键,仪器将自动计算出电极常数并贮存,随即自动返回到测量状态;如按取消键,仪器退出标定状态返回测量状态。

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