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電導(dǎo)率
本詞條是多義詞，共2個義項(xiàng)
也可以稱為導(dǎo)電率
以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電流的能力
電導(dǎo)率，物理學(xué)概念，也可以稱為導(dǎo)電率。在介質(zhì)中該量與電場強(qiáng)度E之積等于傳導(dǎo)電流密度J。對于各向同性介質(zhì)，電導(dǎo)率是標(biāo)量；對于各向異性介質(zhì)，電導(dǎo)率是張量。生態(tài)學(xué)中，電導(dǎo)率是以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電流的能力。單位以西門子每米（S/m）表示。
解釋
電導(dǎo)率（conductivity）是用來描述物質(zhì)中電荷流動難易程度的參數(shù)。在公式中，電導(dǎo)率用希臘字母κ來表示。電導(dǎo)率σ的標(biāo)準(zhǔn)單位是西門子/米（簡寫做S/m），為電阻率ρ的倒數(shù)，即
。
當(dāng)1安培（1 A）電流通過物體的橫截面并存在1伏特（1 V）電壓時，物體的電導(dǎo)就是1 S。西門子實(shí)際上等效于1安培/伏特。如果σ是電導(dǎo)（單位西門子），I是電流（單位安培），E是電壓（單位伏特），則：
電導(dǎo)和電阻也有關(guān)系，如果R是一個組件和設(shè)備的電阻（單位歐姆Ω），電導(dǎo)為G（單位西門子S），則：
。
電導(dǎo)率
影響因素
溫度
電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而減小。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而增加。在一段溫度值域內(nèi)，電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率，必須設(shè)定一個共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性，時?？梢员磉_(dá)為，電導(dǎo)率對上溫度線圖的斜率。
摻雜程度
固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會造成電導(dǎo)率增高。水溶液的電導(dǎo)率高低相依于其內(nèi)含溶質(zhì)鹽的濃度，或其它會分解為電解質(zhì)的化學(xué)雜質(zhì)。水樣本的電導(dǎo)率是測量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質(zhì)成分等等的重要指標(biāo)。水越純凈，電導(dǎo)率越低（電阻率越高）。水的電導(dǎo)率時常以電導(dǎo)系數(shù)來紀(jì)錄；電導(dǎo)系數(shù)是水在 25°C 溫度的電導(dǎo)率。
各向異性
有些物質(zhì)會有各向異性(anisotropy) 的電導(dǎo)率，必需用
矩陣來表達(dá)（使用數(shù)學(xué)術(shù)語，第二階張量，通常是對稱的）。
測量方法
電導(dǎo)率的測量通常是溶液的電導(dǎo)率測量。固體導(dǎo)體的電阻率可以通過歐姆定律和電阻定律測量。電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的測量一般采用交流信號作用于電導(dǎo)池的兩電極板，由測量到的電導(dǎo)池常數(shù)K和兩電極板之間的電導(dǎo)G而求得電導(dǎo)率σ。
測量原理
電導(dǎo)率的測量原理是將相互平行且距離是固定值L的兩塊極板（或圓柱電極），放到被測溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢（為了避免溶液電解，通常為正弦波電壓，頻率1～3 kHz）。然后通過電導(dǎo)儀測量極板間電導(dǎo)。
電導(dǎo)率的測量需要兩方面信息。一個是溶液的電導(dǎo)G，另一個是溶液的電導(dǎo)池常數(shù)Q。電導(dǎo)可以通過電流、電壓的測量得到。
根據(jù)關(guān)系式
可以得到電導(dǎo)率的數(shù)值。這一測量原理在直接顯示測量儀表中得到廣泛應(yīng)用。
而
A——測量電極的有效極板面積
L——兩極板的距離
這一值則被稱為電極常數(shù)。在電極間存在均勻電場的情況下，電極常數(shù)可以通過幾何尺寸算出。當(dāng)兩個面積為1 cm的方形極板，之間相隔1 cm組成電極時，此電極的常數(shù)
。如果用此對電極測得電導(dǎo)值
，則被測溶液的電導(dǎo)率
。
一般情況下，電極常形成部分非均勻電場。此時，電極常數(shù)必須用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行確定。標(biāo)準(zhǔn)溶液一般都使用KCl溶液這是因?yàn)镵Cl的電導(dǎo)率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定，準(zhǔn)確。
的KCl溶液在25℃時電導(dǎo)率為
。
種類
電導(dǎo)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(dǎo)電極是目前國內(nèi)使用最多的電導(dǎo)電極類型，實(shí)驗(yàn)式二電極式電導(dǎo)電極的結(jié)構(gòu)是將二片鉑片燒結(jié)在二平行玻璃片上，或圓形玻璃管的內(nèi)壁上，調(diào)節(jié)鉑片的面積和距離，就可以制成不同常數(shù)值的電導(dǎo)電極。通常有
等類型。而在線電導(dǎo)率儀上使用的二電極式電導(dǎo)電極常制成圓柱形對稱的電極。當(dāng)
時，常采用石墨，當(dāng)
時，材料可以是不銹鋼或鈦合金。
多電極式電導(dǎo)電極，一般在支持體上有幾個環(huán)狀的電極，通過環(huán)狀電極的串聯(lián)和并聯(lián)的不同組合，可以制成不同常數(shù)的電導(dǎo)電極。環(huán)狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鈦合金和鉑金。
電導(dǎo)電極還有四電極類型和電磁式類型。四電極電導(dǎo)電極的優(yōu)點(diǎn)是可以避免電極極化帶來的測量誤差，在國外的實(shí)驗(yàn)式和在線式電導(dǎo)率儀上較多使用。電磁式電導(dǎo)電極的特點(diǎn)是適宜于測量高電導(dǎo)率的溶液，一般用于工業(yè)電導(dǎo)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。
電導(dǎo)電極常數(shù)
根據(jù)公式
，電極常數(shù)K可以通過測量電導(dǎo)電極在一定濃度的KCL溶液中的電導(dǎo)G來求得，此時KCL溶液的電導(dǎo)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(dǎo)電極常數(shù)K有時會出現(xiàn)較大的誤差，使用一段時間后，電極常數(shù)也可能會有變化，因此，新購的電導(dǎo)電極，以及使用一段時間后的電導(dǎo)電極，電極常數(shù)應(yīng)重新測量標(biāo)定，電導(dǎo)電極常數(shù)測量時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1． 測量時應(yīng)采用配套使用的電導(dǎo)率儀，不要采用其它型號的電導(dǎo)率儀。
2． 測量電極常數(shù)的KCL溶液的溫度，以接近實(shí)際被測溶液的溫度為好。
3． 測量電極常數(shù)的KCL溶液的濃度，以接近實(shí)際被測溶液的濃度為好。
溫度補(bǔ)償
電導(dǎo)率測量是與溫度相關(guān)的。溫度對電導(dǎo)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：
其中：
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(nèi)的電導(dǎo)率，并以溫度為縱軸繪出
展開表格
相應(yīng)的電導(dǎo)率的變化曲線，與標(biāo)準(zhǔn)溫度相對應(yīng)的曲線點(diǎn)為該溶液的α值。
市場上所銷售的所有電導(dǎo)儀都可以參照標(biāo)準(zhǔn)溫度（通常為25°C）進(jìn)行調(diào)節(jié)的或自動溫度補(bǔ)償。大多數(shù)固定溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀的α調(diào)節(jié)為2%/°C（近似25°C時氯化鈉溶液的α）?？烧{(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀可以把α調(diào)節(jié)到更加接近所測溶液的α。
電導(dǎo)率基準(zhǔn)
將一種純度優(yōu)于99.99%的高純度氯化鉀作為符合國際推薦的電導(dǎo)率基準(zhǔn)物質(zhì)，由它所配制的基準(zhǔn)溶液應(yīng)具有國際推薦電導(dǎo)率值。以25℃的溶液電導(dǎo)率為起始點(diǎn)，相應(yīng)地測出各個電導(dǎo)率常數(shù)，然后按下式求出其他溫度的電導(dǎo)率常數(shù)K
上式為近似推導(dǎo)結(jié)果，與考慮復(fù)雜情況時最多不會超過正負(fù)1xl0的差別。再根據(jù)不同溫度下各溶液在相應(yīng)電導(dǎo)池上所實(shí)測到的電阻值，相應(yīng)地計算出各溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率。因?yàn)殡妼?dǎo)池常數(shù)相對變化的溫度系數(shù)為
，而KCl溶液電導(dǎo)率的溫度系數(shù)大約為
。因此，假如1D、0.1D和0.01D溶液在18℃和20℃下所測得的電導(dǎo)率與國際推薦值—致，則可以認(rèn)為這樣的相對測量方法是可靠的，這在以后的國際樣品比較中得到了驗(yàn)證。其中20℃的國際推薦值是1972年和1976年IUPAC推薦值。
參考資料
[1]
省消協(xié)提醒消費(fèi)者：桶裝水不一定就放心[引用日期2022-06-20 19:45:51]
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
作者
