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纯水电导率及水质标准

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学社教育 发表于 2019-9-18 10:20 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
一、纯水电导率概念( _" N5 S8 t9 @. A5 }4 K- O5 D& L2tech.cn

+ X+ J2 }& i6 l4 x7 A6 z+ X我们知道水的导电性能,与水的电阻值大小有关,电阻值大,导电性能差,电阻值小,导电性能就良好。- I* t1 B' Y8 ]4 y/ [, e" k1 q2tech.cn
+ o% U3 I$ K. x$ U8 D5 r. t$ V2tech.cn
根据欧姆定律,在水温一定的情况下,水的电阻值R大小与电极的垂直截面积F成反比,与电极之间的距离L成正比: R=ρ·L/F 式中ρ为电阻率,或称比电阻。电阻的单位为欧姆(欧,代号Ω),或用微欧(μΩ),1Ω等于106μΩ电阻率的国际制(SI)单位为欧米(Ω·M)。 0 O- g# o" g1 u, F. J: a! G- v2tech.cn
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如果电极的截面积F做成1CM2,那么电阻值就等于电阻率。 水的电阻率的大小,与水中含盐量的多少,水中离子浓度、离子的电荷数以及离子的运动速度有关。因此,纯水电率很大,超纯水电阻率就更大,也就说水越纯,电阻率越大。
: q2 {# Q! [5 f1 t; z0 J1 b9 k2 d! ?& m& }2tech.cn
二、纯水电阻率概念
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# Z+ Y9 G$ ]9 s# |由于水中含有各种溶解盐类,并以离子的形态存在。当水中插入一对电极时,通电之后,在电场的作用下,带电的离子就产生一定方向的移动,水中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,使水溶液起导电作用。水的导电能力的强弱程程度,就称为电导度S(或称电导)。
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电导度反映了水中含盐量的多少,是水的纯净程度的一个重要指标。水越纯净,含盐量越少,电阻越大,电导度越小。超纯水几乎不能导电。电导的大小等于电阻的倒数,即:S=1/R 。( B6 p: b  V8 X6 I7 Y3 W3 M" P2tech.cn

! u8 }9 F( c# E) R1 V三、纯水的电导率是多少0 Z" e+ s8 D3 q1 d2tech.cn
4 n0 u# I- S* {2 @" M0 K2tech.cn
即使在纯水中也存在着H+和OH-两种离子,经常说,纯水是电的不良导体,但是严格地说水仍是一种很弱的电解质,它存在如下的电离平衡:
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; I. k! o9 M  y7 ]3 HH2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH-; u9 i, m% ?* m$ ^2 b2 d  q2tech.cn
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其平衡常数:- ^+ K/ p4 R& k2tech.cn
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KW=[H+].[OH-]/H2O=10-143 p1 A6 f( r; y3 b2tech.cn

9 K) w# L) `% S$ F) t( E式中KW称为水的离子积
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: m/ h$ b/ v9 O9 h8 t- ]9 @/ m% j4 u) |[H+]2=[OH-]2=10-14∴[H+]2=[OH-]2=10-7lH2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2
+ j1 C5 K, d. g
! z/ R+ x5 W' V) X5 z已知水的密度d25℃/H2O=0.9970781cm3
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; n' m; `6 H1 t% J故原有假设为1的水分离子浓度只能达到0.99707。实际上是仅0.99707份额的水离解成0.99707.10-7的[H+]和[OH-],那么离解后的[H+]和[OH-]电导率的总和KH2O用下式求出:) I  M$ k- R3 D  |! C: B* b2tech.cn

: Q/ w- E& `9 [+ G# l6 ZKH2O=CM/1000λH2O=(0.99707.10-7/1000).548.42=0.05468μS.cm-1≈0.054μS.cm-1∴ρH2O=1/KH2O=1/0.05468×10-9=18.29(MΩ.cm)≈18.3(MΩ.cm)* H" G* e6 _! a5 T/ T$ e; ]/ i2tech.cn

/ P9 `$ m: `" J) ?( E, U- g$ q% h3 `' _0 B由水的离子积为10-14可推算出理论上的高纯水的极限电导为0.0547μS*cm-1,电阻为18.3MΩ.cm(25℃)。
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: v+ ]* ~' h0 B- T水的电导率的温度系数在不同电导率范围有不同的温度系数。对于常用的1μS*cm-1的蒸馏水而言大约为+2.5%-1。0 }" `3 I% q" T) C5 @2tech.cn

, T' n1 ~' u+ f9 e" ?: p& L, i& n) F四、各种纯水水质标准: f+ `+ w6 C$ p2 y5 E) l. t- t, \+ |2tech.cn
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纯水分为:工业纯水和饮用纯水, x. v, T5 F: ~. U9 C8 j5 @" d2tech.cn
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工业纯水水质标准:在25摄氏度中,普通纯水:EC=1~10us/cm;高纯水:EC=0.1~1.0us/cm;超纯水:EC=0.1~0.055;
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. a& Z6 i5 B& o0 j3 A7 J# ?8 `制药用纯化水水质标准:电导率 ≤2μS/cm (电阻率≥0.5 MΩ.CM),(2010版药典标准)  q! X! e  y! M/ e) Q) H2tech.cn
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饮用纯水水质标准:EC=1~10 us/cm(国家标准)
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9 z0 P  F  d3 l五、纯水电导率检测方法
+ m4 ?) A; [9 R5 X0 [0 G
4 o- x" y' ]8 D* C8 o% B0 u纯化水设备在线电导率与与温度、PH值都密切相关。所以在测量电导率的时候需要充分考虑到温度与PH值的情况。电导率的详细测量方法如下:
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(1)使用在线或离线电导率仪,记录测定温度。在表1中,测定温度对应的电导率值即为限度值。如测定温度未在表1中列出,则应采用线性内插法计算得到限度值。如测定的电导率值不大于限度值,则判为符合规定;如测定的电导率值大于限度值,则判为不符合规定。
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纯化水设备在线电导率与与温度、PH值都密切相关。所以在测量电导率的时候需要充分考虑到温度与PH值的情况。电导率的详细测量方法如下:9 t. g6 x6 D, x7 V) ^5 l* M2tech.cn

" y- Y% P9 P: Z& }0 z(1)使用在线或离线电导率仪,记录测定温度。在表1中,测定温度对应的电导率值即为限度值。如测定温度未在表中列出,则应采用线性内插法计算得到限度值。如测定的电导率值不大于限度值,则判为符合规定;如测定的电导率值大于限度值,则判为不符合规定。7 N/ t" O' d$ j/ n/ U1 g2tech.cn

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