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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7 L8 O9 q1 v9 Q7 _0 R) j' O- c1 ^2tech.cn

7 P1 ?, ^4 u# u$ G  @3 l- Y  @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。
1 E- z) @4 g* H- S! S+ G2 D8 G
# R9 Q+ u! u* c7 l9 o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)。 * Z. g* g5 F- M7 D: Q) Y/ ^, M2tech.cn

( s0 u9 }8 h* I1 T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。
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二、纯水电阻率概念+ D7 T: ?, `2 M2tech.cn
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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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( W) m2 x, ~: a0 |, N, X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 。. R: p. Q6 S" U" r' f2tech.cn

, [- p" D) C) ^. W三、纯水的电导率是多少
9 b$ A6 }  q3 u1 D3 T6 ^1 m& o% F# w$ `& g2tech.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:
- [' _) V  B1 e, s) g4 x/ T+ A" E: `  o8 L! L- R2 d/ f; y9 j2tech.cn
H2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH-
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: P; x' ]  d( d& B其平衡常数:7 D- {5 r4 i  H- z# [2tech.cn

' b6 l: s7 X0 J! Y0 Z8 ]KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14
3 p! t; z) T* t: v8 W0 a9 T/ M1 v2 s- W# C2 }% h2tech.cn
式中KW称为水的离子积. I: C) x& A0 t' n  v2tech.cn

- E; h- w+ s/ ^+ Q2 e[H+]2=[OH-]2=10-14∴[H+]2=[OH-]2=10-7lH2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2! n: X1 c2 T8 Q9 {2tech.cn

* m4 h' e) N! d8 h0 O: z已知水的密度d25℃/H2O=0.9970781cm3
3 x; ?6 o1 i/ q4 k/ u: _9 k, C. I# H: M( u  @+ z7 R6 o+ c. A3 r2tech.cn
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:4 b% ^9 ~  l( A' K9 M2tech.cn

# M- u, L1 |8 @4 pKH2O=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)4 j+ b# T3 }, C; u# E2tech.cn
- w5 z5 F) v. p. l1 _  f' M3 {" n2tech.cn
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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' I7 u, J  y8 l' I4 ^6 H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。: k$ E0 U7 ?/ F0 \( z3 J2tech.cn

1 Z1 O1 w2 z  S0 D四、各种纯水水质标准
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纯水分为:工业纯水和饮用纯水' s6 _. g( F2 Z. B2tech.cn

  M+ ^$ g. M6 i" n$ o" `' w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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# T/ ^9 @$ |0 O" I, S  J5 f! z, X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)
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饮用纯水水质标准:EC=1~10 us/cm(国家标准)7 J% I3 Q& b  W/ v0 I; f& z$ P2tech.cn
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五、纯水电导率检测方法
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8 R) \  C, c  N2 D. F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:
4 H" N9 I6 [- i; v; V' h4 J! O' z+ S# v* q4 R9 g* C2tech.cn
(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。( c! ]+ Z3 V3 i* `/ q9 v2tech.cn
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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:; [5 Q- U# @0 ?7 |7 I& ?( V2tech.cn
# @* @, g: Y+ }2 i2tech.cn
(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。
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