Навіщо потрібен кондуктометр
Щодня ми покладаємося на хімічні та фізичні процеси, щоб отримати чисту питну воду, усвідомлюємо ми це чи ні. Хоча ми, звичайно, можемо відрізнити чисту водопровідну воду від каламутної озерної води, дивлячись на неї, вимірювання фізичних і хімічних властивостей рідини є єдиним вірним способом дізнатися, що саме там міститься.
Є кілька вимірюваних фізичних і хімічних властивостей, які роблять кожну речовину унікальною. Однією з цих властивостей є електропровідність рідини, яка вимірюється кондуктометром.
Кондуктометри використовуються в багатьох випадках для перевірки якості води. Вода, як правило, має високу електропровідність, особливо якщо вона знаходиться в природному середовищі з великою кількістю домішок. Саме через високу електропровідність води ніколи не можна купатися під час грози або користуватися електронними пристроями у ванні.
Однак чиста вода має дуже низьку електропровідність. Таким чином, кондуктометр є важливим діагностичним пристроєм для тих, хто стежить за домішками та забруднювачами у воді.
Наявність надійного інструменту для вимірювання провідності води є важливою складовою для багатьох застосувань. На точність його вимірювання покладаються не лише при моніторингу параметрів води на очисних спорудах. Це також поширений пристрій для тих, хто перевіряє солоність води для поливу рослин і контролює параметр солоності води в озерах, річках та струмках, або для компаній, яким потрібно забезпечити чистоту води для виробництва харчових продуктів або фармацевтичних препаратів.
Вода має важливе значення для нашого добробуту і не приносить нам користі, якщо її вміст залишається таємницею. Наявність відкаліброваного та надійного кондуктометра є одним з надійних способів бути впевненим у чистоті води.
Електропровідність означає здатність речовини проводити електрику. Коли об’єкт проводить електрику, він просто дозволяє електриці проходити через нього. Одним із повсякденних прикладів є мідна проводка. Мідь має високу провідність, тому її часто використовують у проводці для таких пристроїв, як світильники та стельові вентилятори.
Хоча вода, як правило, є провідною речовиною, не всі води однаково проводять електрику. Наприклад, солона морська вода має набагато вищу провідність, ніж очищена чиста вода. Чим більше хімічних речовин і мінералів у воді, тим вона більш електропровідна.
У цьому полягає одна з головних причин використовувати кондуктометр для вимірювання електропровідності води. Коли вимірювач показує високу провідність, це означає, що вода містить більшу кількість домішок.
Ми можемо побачити простий реальний приклад використання кондуктометра на водоочисних спорудах. На водоочисних спорудах повинні регулярно перевіряти провідність води, щоб виявити ознаки забруднення. Якщо відбувається раптова зміна провідності, це вірна ознака того, що у воді є забруднююча речовина.
Види кондуктометрів
Для вимірювання електропровідності розчину можна використовувати кондуктометр. Цей пристрій зазвичай компактний і портативний, і містить один або більше електродів. Зонди мають датчики на кінці, які зчитують провідність. Ці зонди приєднані до приладу, який відображає показання на РК-дисплеї. Існує два поширених типи кондуктометрів:
- Одним з варіантів є вимірювач контактного типу. У цьому пристрої зонд використовує два або чотири електроди для зчитування електричних струмів у речовині. Коли прилад увімкнений, він посилає напругу на електроди, генеруючи струм у досліджуваній речовині. Використовуючи закон Ома з параметрами як напруги, так і струму, прилад може розрахувати провідність речовини.
- Іншим поширеним типом вимірювача провідності є безелектродний вимірювач провідності. Цей вимірювальний прилад проводить вимірювання за допомогою електричних полів, а не за допомогою електродів, і працює, створюючи змінний струм у замкнутому контурі, і використовує величину для вимірювання провідності.
Як і будь-який вимірювальний прилад, важливо регулярно калібрувати кондуктометр. У цьому випадку калібрування необхідне на початку кожної серії вимірювань, щоб визначити постійну комірки. З ретельним і послідовним калібруванням ви щоразу отримуватимете точні показання кондуктометра.
Датчики провідності та електроди використовуються для вимірювання провідності процесу, питомого опору, відсоткової концентрації, TDS тощо. Різні варіанти встановлення включають висувну, проточну, занурену та пряму установку. Правильний вибір електрода/сенсора має вирішальне значення для отримання оптимальних результатів вимірювання.
Провідність – це вимірювання здатності розчину або речовини переносити або проводити електричний струм. Датчики провідності використовуються для вимірювання провідності у водних розчинах для визначення чистоти або домішок рідини.
Електричний струм протікає через рідини, коли між двома точками існує різниця напруги, присутність іонів або заряджених частинок необхідна, оскільки вони є «носіями» струму, що протікає через розчин. Якщо в рідині немає іонів, як, наприклад, у надчистій воді, струм не протікає, і розчин не є провідним.
Однак, якщо вода не є надчистою, тоді присутні іони, і електричний струм може протікати через розчин (наприклад, розсол), що виявляється датчиками провідності води. Те саме стосується хімічних розчинів, таких як HCl.
Існує два основних типи датчиків, які використовуються для вимірювання провідності: контактний та індуктивний (тороїдальний, безелектродний).
- Контактні датчики провідності ідеально підходять для використання в системах чистої та надчистої води. Вони дуже чутливі до присутніх іонів, забезпечуючи найвищу точність для вимірювань низької електропровідності.
- Індуктивні (тороїдальні, безелектродні). Індуктивні датчики провідності мають широкий діапазон можливостей і краще підходять для вимірювань у брудних, корозійних або високопровідних розчинах, вимагаючи менше обслуговування, ніж контактні датчики в тому самому середовищі.
Кондуктометричне дослідження води особливості
Електропровідність є мірою здатності води пропускати електричний струм. На електропровідність у воді впливає присутність неорганічних розчинених твердих речовин, таких як хлорид-, нітрат-, сульфат- та фосфат-аніони (іони, що несуть негативний заряд) або катіони натрію, магнію, кальцію, заліза та алюмінію (іони, що несуть позитивний заряд). Органічні сполуки, такі як олія, фенол, спирт і цукор, погано проводять електричний струм і тому мають низьку провідність у воді. На електропровідність також впливає температура: чим тепліша вода, тим вища електропровідність. З цієї причини показник провідності визначається як провідність при 25 °C.
На провідність води в струмках та річках впливає в першу чергу геологія території, через яку протікає вода. Потоки, які протікають через території з гранітною основою, як правило, мають нижчу електропровідність, оскільки граніт складається з більш інертних матеріалів, які не іонізуються (розчиняються на іонні компоненти) під час промивання у воді. З іншого боку, потоки, які протікають через ділянки з глинистим ґрунтом, як правило, мають вищу електропровідність через наявність матеріалів, які іонізуються, коли потрапляють у воду. Притоки ґрунтових вод можуть мати такий самий вплив залежно від породи, через яку вони протікають.
Викиди в потоки можуть змінювати провідність залежно від їх складу. Несправна система каналізації підвищить провідність через наявність хлоридів, фосфатів і нітратів, а розлив нафти знизить провідність.
Провідність корисна як загальна міра якості потокової води. Кожен потік, як правило, має відносно постійний діапазон провідності, який після встановлення можна використовувати як базову лінію для порівняння з регулярними вимірюваннями провідності. Значні зміни провідності можуть бути індикатором того, що в потік потрапив скид або якесь інше джерело забруднення.
Електропровідність вимірюється кондуктометром, який складається з щупа та вимірювального блока. Напруга подається між двома електродами в зонді, зануреному у зразок води. Падіння напруги, викликане опором води, використовується для обчислення електропровідності на сантиметр. Кондуктометр перетворює вимірювання і відображає результат на дисплеї для користувача.
Деякі моделі кондуктометрів також можна використовувати для перевірки загальної кількості розчинених твердих речовин і солоності. Загальну концентрацію розчинених твердих речовин у міліграмах на літр (мг/л) також можна розрахувати шляхом множення результату електропровідності на коефіцієнт від 0,55 до 0,9, який визначається емпірично.
Моделі кондуктометрів в середньому ціновому діапазоні також повинні вимірювати температуру та автоматично компенсувати її в показаннях електропровідності. Електропровідність можна виміряти в польових умовах або в лабораторії. У більшості випадків, ймовірно, краще, якщо зразки будуть зібрані в польових умовах та доставлені в лабораторію для тестування. Якщо важливо провести перевірку в польових умовах, необхідно придбати кондуктометри, призначені для польового використання в інтернет-маркеті https://simvolt.ua/.
Якщо зразки будуть зібрані в польових умовах для подальшого дослідження, їх необхідно збирати в спеціальну ємність, яка була вимита безфосфатним миючим засобом і ретельно промита як водопровідною, так і дистильованою водою. Також можна використовувати спеціальні поліетиленові пакети для забору зразків.
Процедури збору проб і аналізу провідності складаються з наступних кроків:
- Підготуйте ємність для зразків. Якщо для відбору проб використовуються спеціальні одноразові пакети, підготовка не потрібна. Повторно використані контейнери для зразків (і весь скляний посуд, що використовується в цій процедурі) необхідно очистити перед першим використанням і після кожного відбору, дотримуючись відповідної процедури.
- Підготуватися перед виїздом на місце відбору проб. Дізнайтеся більше інформації про підтвердження дати та часу відбору зразків, міркування щодо безпеки, перевірку запасів, а також перевірку погодних умов. На додаток до стандартного обладнання для відбору проб та одягу, під час відбору проб на провідність включіть таке обладнання:
- Вимірювач провідності та зонд (якщо перевіряється провідність у польових умовах).
- Стандарт провідності, який відповідає діапазону, характерному для потоку.
- Таблицю даних для провідності для запису результатів.
- Обов’язково повідомте, куди ви збираєтеся і коли плануєте повернутися.
- Зібрати зразок (якщо зразки будуть досліджуватися в лабораторії).
- Проаналізуйте зразок (польовий або лабораторний). Наступна процедура стосується польового чи лабораторного використання кондуктометра:
- Підготуйте кондуктометр до використання згідно з інструкціями виробника. Використовуйте стандартний розчин провідності (зазвичай хлорид калію або хлорид натрію), щоб відкалібрувати пристрій для діапазону, який ви будете вимірювати.
- Промийте зонд дистильованою або деіонізованою водою. Виберіть відповідний діапазон, починаючи з найвищого діапазону і продовжуючи вниз. Зчитайте електропровідність зразка води. Якщо показання знаходяться в нижніх 10 відсотках діапазону, перейдіть до наступного нижчого діапазону. Якщо провідність зразка перевищує діапазон приладу, ви можете розбавити зразок. Обов’язково виконуйте розведення відповідно до вказівок виробника, оскільки розведення може не мати простого лінійного співвідношення з провідністю.
- Промийте зонд дистильованою або деіонізованою водою та повторюйте крок 4 до завершення.
- Повернути зразки та аркуші польових даних до лабораторії/пункту видачі. Зразки, які надсилаються в лабораторію для аналізу провідності, повинні бути перевірені протягом 28 днів після збору. Зберігайте зразки на льоду або в холодильнику.
