Độ dẫn điện Conductivity

Tại sao độ dẫn điện quan trọng?• Có thể ước tính được tổng chất rắn hòa tan trong mẫu chất lỏng • TDS là thông số đo chất lượng nước ban đầu trong các ứng dụng – Nước uống – Nước tưới ti

Độ dẫn điện – Nội dung

• Giới thiệu độ dẫn điện

• Lý thuyết đo Độ dẫn điện

• Độ dẫn điện vs TDS

• Kỹ thuật đo

Tại sao độ dẫn điện quan trọng?

• Có thể ước tính được tổng chất rắn hòa tan trong mẫu chất lỏng

• TDS là thông số đo chất lượng nước ban đầu trong các ứng dụng

– Nước uống

– Nước tưới tiêu

Phương pháp đo TDS truyền thống

• Đo theo trọng lượng TDS thì tốn nhiều thời cần có cân, ống đong thể tích và lò nung

gian-– Lọc mẫu với thể tích biết trước

– Đặt vào lò nung

– Mẫu để khô đến khối lượng không đổi

Độ dẫn điện và TDS

• Độ dẫn điện của nước có thể cung cấp dễ dàng và nhanh chóng một ước tính hợp lý về TDS cho hầu hết các ứng dụng

– Để đầu đo vào mẫu và thu được kết quả tức thì

Độ dẫn điện – Nội dung

• Giới thiệu độ dẫn điện

• Lý thuyết đo Độ dẫn điện

• Độ dẫn điện vs TDS

• Kỹ thuật đo

Lý thuyết đo độ dẫn điện

• Độ dẫn điện là gì?

– Độ dẫn điện là khả năng để tạo thành dòng điện tích của dung dịch

Lý thuyết đo độ dẫn điện

• Nước tinh khiết dẫn điện kém

– Nước tinh khiết có điện trở cao ngăn cản dòng điện tích

Pure Water

Lý thuyết đo độ dẫn điện

• Nồng độ các ion trong nước càng cao (từ các muối) thì khả năng dẫn điện càng tốt

Ions là gì?

• Ion là một nguyên tử hay phân tử có mang điện tích,

âm hoặc dương

– Cation – ion mang điện tích dương

– Anion – ion mang điện tích âm

Ions là gì?

• Ions trong dung dịch cũng được biết như là chất điện phân, bởi vì sự hiện diện của chúng cho phép dẫn điện

Các ion có từ đâu?

• Ions đến từ các hợp chất ion hòa tan một phần hay hoàn toàn trong dung dịch lỏng

– Muối – NaCl

– Ferric chloride – FeCl3

– Potassium permanganate – KMnO4

Các ion nào phổ biến?

Calcium (Ca2+) Chloride (Cl– )

Magnesium (Mg2+) Nitrate (NO3– )

Sodium (Na+) Sulfate (SO42– )

Iron (Fe2+) Phosphate (PO43– )Aluminum (Al3+) Bicarbonate(HCO3 –)

Cái gì không phải là ion?

• Hầu hết các vật chất hữu cơ như dầu, phenols, rượu

và đường không hình thành ion và không có khả

năng dẫn điện (không có độ dẫn điện)

– Nước môi trường (nước tưới tiêu)

– Nước nồi hơi/tháp làm lạnh

Độ dẫn điện -ứng dụng

• Độ dẫn điện có thể liên quan tới:

– Độ tinh khiết hóa học của nước

– Lượng chất rắn tan trong một dung dịch

– Hiệu suất của các quá trình xử lý khác nhau – Nồng độ muối trong nước biển

Độ dẫn điện được đo như thế nào?

• Đầu đo độ dẫn điện đo độ điện trở của một dung dịch

Độ dẫn điện được đo như thế nào?

• Một điện thế được áp vào giữa hai điện cực nhúng trong dung dịch thí nghiệm, và điện thế giảm đi gây

ra bởi điện trở của dung dịch được tính là độ dẫn

điện của dung dịch đó

Độ dẫn điện được đo như thế nào?

• Điện thế giảm ít= Độ dẫn điện cao (hay điện trở thấp)

• Điện thế giảm nhiều= Độ dẫn điện thấp (hay điện trở cao)

Độ dẫn điện – đơn vị

• Đơn vị cơ bản của độ dẫn điện là siemen (hay mho)

– mho là viết nghịch đảo của ohm (đơn vị của điện trở)

• Thang đo trong dung dịch lỏng

– Millisiemens trên cm - mS/cm

– Microsiemens trên cm - µ S/cm

Độ dẫn điện – Nội dung

• Giới thiệu độ dẫn điện

• Lý thuyết đo độ dẫn điện

• Độ dẫn điện vs TDS

• Kỹ thuật đo

Xác định TDS

• TDS diễn tả tổng nồng độ ion theo đơn vị

grams/liter (g/L) hay milligrams/liter (mg/L)

– Đầu đo không xác định được từng loại ion

– Nó đo tổng nồng độ của tất cả ion thành phần của dung dịch

TDS và Độ dẫn điện

• Thông thường: TDS = 0.5 X Độ dẫn điện

• Đây là hệ số thực nghiệm được chọn do nó đơn giản

và phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau

TDS và Độ dẫn điện

• TDS gần như tương đương với nồng độ NaCl khi

dùng hệ số chuyển đổi là 0.5 – nhưng không phải tất

cả dung dịch đều được cấu tạo như NaCl

– Cần biết rằng nhiệt độ và tính ion của một mẫu để chọn

hệ số chính xác hơn

• Hầu hết nước tự nhiên có hệ số gần bằng 0.65 do

NaCl không phải là muối duy nhất trong dung dịch

TDS versus Độ dẫn điện

mg/L TDS

as NaCl

100 200 300 400 500 600 50

100 150 200

EC µS / cm

Độ dẫn điện – Nội dung

• Giới thiệu độ dẫn điện

• Lý thuyết đo độ dẫn điện

• Độ dẫn điện vs TDS

• Kỹ thuật đo

Hiệu chuẩn

• Yêu cầu hiệu chuẩn thường kì do tuổi thọ của thành phần điện của đầu đo hay một đầu đo mới được gắn vào

• Hiệu chuẩn bằng dung dịch chuẩn với độ dẫn điện

và nhiệt độ tương tự với mẫu thông thường

• Cũng có thể hiệu chuẩn bằng cách điều chỉnh hằng

số cell

Hằng số Cell

• Thể tích của dung dịch được dùng để đo bằng đầu

đo được thiết kế để xác định hằng số cell của đầu đo

• Độ trở kháng – điện trở giữa 2 mặt song song là một 1-cm khối

• Điện cực được thiết kế để đo phân số của điện trở

đặc biệt

– Phân số của điện trở được gọi là hằng số cell

Sự bù trừ nhiệt độ

• Độ dẫn điện chịu tác động nhiệt độ của mẫu

• Đo độ dẫn điện liên quan đến nhiệt độ tham chiếu:

25 °C (chung nhất)

• Một vòng dây bù trừ nhiệt độ điều chỉnh giá trị đo cần có giống với nhiệt độ tham chiếu

Sự bù trừ nhiệt độ

• Hệ số nhiệt độ trong thiết bị của Hach là 2% /độ C (có thể được điều chỉnh)

Đo mẫu

• Đặt đầu đo vào mẫu, chắc chắn là điểm cuối ngập hoàn toàn trong mẫu

• Khuấy mạnh đầu đo để loại bỏ bọt khí

• Chờ cho kết quả hiện ra ổn định

Bảo quản đầu đo

• Đầu đo phải để khô

• Khi sử dụng lại phải để một thời gian để đầu đo bị ướt trở lại

Hệ số chuyển đổi

• Kết quả đo độ dẫn điện có thể chuyển sang dưới

nhiều đơn vị khác bằng cách nhân hoặc chia với hệ