Τι είναι?

Η ηλεκτρική αγωγιμότητα διαλύματος είναι μια μαθηματική έκφραση της ικανότητας ενός υδατικού διαλύματος να άγει το ηλεκτρικό ρεύμα. Αγωγιμότητα G είναι το ρεύμα Ι προς την διαφορά δυναμικού Ε που εφαρμόζεται σε δυο ηλεκτρόδια μέσα σε ένα διάλυμα. Η ικανότητα αυτή εξαρτάται από την παρουσία ιόντων, το σθένος τους, την κινητικότητά τους, τη συγκέντρωσή τους, τη θερμοκρασία και το ιξώδες του διαλύματος, καθώς και το μέγεθος της διαφοράς δυναμικού, με την οποία γίνεται η μέτρηση.Σε ένα υδατικό διάλυμα, η αγωγιμότητα είναι ανάλογη της συγκέντρωσης των διαλυμένων αλάτων στο υγρό. Έτσι λοιπόν, όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση των αλάτων τόσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα. Τα διαλύματα των περισσότερων ανόργανων οξέων και βάσεων και όλων των αλάτων είναι σχετικά καλοί αγωγοί του ρεύματος. Αντίθετα, τα μόρια των οργανικών ενώσεων που δεν διίστανται όταν διαλυθούν στο νερό, άγουν ελάχιστα ή καθόλου το ηλεκτρικό ρεύμα.

 

Μονάδες

Μετριέται σε Siemens(S) και είναι το αντίστροφο της αντίστασης.

Η αγωγιμότητα εξαρτάται από τα γεωμετρικά στοιχεία του αγωγού σύμφωνα με τη σχέση, όπου:

A= το εμβαδόν της επιφάνειας των ηλεκτροδίων σε cm2

l = η απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων σε cm

k= η ειδική αγωγιμότητα, η οποία ισούται με το αντίστροφο της ειδικής αντίστασης(ρ) και εκφράζει την αγωγιμότητα των ιόντων που ευρίσκονται σε κύβο διαλύματος ακμής 1cm.

Η πιο κοινή μονάδα μέτρησης της αγωγιμότητας είναι το Siemens/cm (S/cm), με υποδιαιρέσεις: το microSiemens/cm (μS/cm) ίσο με 10-6 S/cm και το milliSiemens/cm (mS/cm) ίσο με 10-3 S/cm. Για όσους δεν θυμούνται: 1 mS/cm = 1000 μS/cm.

Η σχέση μεταξύ της αγωγιμότητας και των διαλυμένων αλάτων εκφράζεται (TDS)– αναλόγως της εφαρμογής – κατά προσέγγιση ως εξής:

Αγγλικοί Βαθμοί : 1,4 μS/cm = 1 ppm (parts per million CaCO3) ή

Αμερικανικοί Βαθμοί : 2 μS/cm = 1 ppm (parts per million CaCO3)
όπου 1ppm = 1 mg/l, η οποία είναι η μονάδα
μέτρησης για τα διαλυμένα άλατα (TDS).

 

ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΤΡΗΣΗΣ

Τα αγωγιμόμετρα διαχωρίζονται σε 2 κατηγορίες, ανάλογα με την μέθοδο που χρησιμοποιούν:

  • Την αμπερομετρική και
  • Την ποτενσιομετρική

 

Αμπερομετρική

Η αμπερομετρική μέθοδος στα αγωγιμόμετρα χρησιμοποιεί μία γνωστή διαφορά δυναμικού (V) σε δύο ηλεκτρόδια και μετράει το ρεύμα (Ι) που διαρρέεται μέσω αυτών. Σύμφωνα με τον νόμο του Ohm: I = V/R όπου :R= αντίστασηV= η γνωστή διαφορά δυναμικούΙ = το ρεύμα (Ι) που διαρρέεται από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο Λογικό είναι ότι όσο αυξάνεται το ρεύμα τόσο αυξάνεται και η αγωγιμότητα. Ομως η αντίσταση εξαρτάται από την απόσταση που υπάρχει μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων και την επιφάνειά τους, η οποία επιφάνεια μπορεί να μεταβληθεί λόγω της εναπόθεσης αλάτων ή άλλων υλικών (ηλεκτρόλυση).Για τον λόγο αυτόν η αμπερομετρική μέθοδος συνιστάται για μετρήσεις σε διαλύματα με χαμηλό ποσοστό αλάτων (έως 2000 μS/cm).

 

Ποτενσιομετρική

Η ποτενσιομετρική μέθοδος των 4 δακτυλίων εκμηδενίζει τα προβλήματα που εμφανίζονται στην αμπερομετρική μέθοδο.Οι δύο ακραίοι δακτύλιοι εφαρμόζουν μια εναλλασόμενη τάση και δημιουργούν ροή ρεύματος στο διάλυμα. Οι δύο εξωτερικοί δακτύλιοι, μετράνε την τάση την τάση που δημιουργείται από τη ροή ρεύματος στο διάλυμα, η οποία είναι ανάλογη της αγωγιμότητας του διαλύματος. Το PVC – υλικό μεταξύ των δακτυλίων – εξασφαλίζει τη σωστή μόνωση, ώστε το ρεύμα να παραμένει σταθερό χωρίς απώλειες.Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των 4 δακτυλίων, έχουμε τη δυνατότητα να μετράμε αγωγιμότητα σε διαλύματα έως 200.000 μS/cm (200 mS/cm).