Vodivosť všeobecne
Ako konštantná fyzikálna veličina označuje elektrická vodivosť mieru, do akej môžu látky alebo zmesi látok viesť elektrinu. Hodnota je pre každú zmes látok a pre každú látku iná.
Vodivosť je fyzikálna konštanta, čo znamená, že určitá látka alebo určitá zmes látok vedie elektrický prúd vždy rovnako dobre.
Z matematického hľadiska je vodivosť dôležitá na stanovenie prúdovej hustoty v súvislosti s intenzitou elektrického poľa. Merný elektrický odpor látky alebo zmesi látok je presne prevrátenou hodnotou elektrickej vodivosti.
Symbol elektrickej vodivosti v technickej, fyzikálnej a chemickej oblasti sa môže líšiť. Vodivosť alebo presne povedané vodivosť možno označiť gréckymi písmenami sigma, kappa alebo gama.
Jednotky elektrickej vodivosti
Na stanovenie vodivosti sa používa jednotka SI S / m (Siemens na meter). Ak je vodivosť veľmi nízka, vodivosť sa v technickej oblasti často uvádza v µS / cm.
Rádovo elektrická vodivosť
Najlepšie elektrické vodiče sú kovy. Striebro ako najlepší vodič má vodivosť 61 380 000 S / m, nehrdzavejúca oceľ asi šesťdesiatinu.
Voda je ako kvapalina oveľa horší vodič. Morská voda má vodivosť približne 5 S / m, ultračistá voda má vodivosť 0,0000005 S / m.
Elektrická vodivosť v kvapalinách
Vodivosť závisí od počtu voľne dostupných mobilných nosičov náboja v kvapaline. Sú to ióny, soli a jednotlivé rozpustené látky, ktoré predstavujú nabité častice.
Veľký rozdiel vo vodivosti morskej vody v porovnaní s ultračistou vodou možno vysvetliť iba obsahom solí. Naproti tomu je voda z osmózy mimoriadne zlý vodič, rovnako ako demineralizovaná voda.
Ak sa do ultračistej vody alebo úplne demineralizovanej vody pridajú asi 4% soli, vodivosť sa zvýši tisíckrát.
Podľa typu nosiča nákladu
V kvapalinách však nehrá rolu iba počet voľne sa pohybujúcich iónov, ale aj množstvo náboja, ktoré nesú.
Napríklad množstvo náboja horčíka je 2+, zatiaľ čo pre ióny vápnika je to iba 1+. Toto je možné spoznať podľa pravopisu iónov: Ca + a Mg2 +.
Okrem toho má vplyv aj rýchlosť jednotlivých typov iónov v smere poľa, ale táto zložka je v tomto ohľade zanedbateľná.
Záverom je, že vodivosť vody závisí nielen od množstva iónov v nej rozpustených, ale aj od typu iónov v nej rozpustených. Nie všetka voda teda vedie rovnako dobre. Závisí to od konkrétneho minerálneho zloženia.
Technické použitie na stanovenie čistoty
V prípade destilovanej vody a demineralizovanej vody sa môže elektrická vodivosť použiť priamo ako miera čistoty.
V tomto prípade treba čistotu chápať iba ako neprítomnosť nabitých iónov a častíc vo vode. Nenabité častice sa počas merania nezaznamenávajú a neovplyvňujú výsledok merania.
Čím je elektrická vodivosť vody nižšia, tým menej iónov je a voda je čistejšia.
Všeobecný obsah iónov a rozpustených solí možno tiež dobre odhadnúť pomocou vodivosti každej vody. Meranie vodivosti sa však zriedka používa ako metóda na stanovenie špecifických hodnôt v normálnej vode.
Závislosť vodivosti na teplote
Všetky plyny, roztoky a elektrolyty sú svojou vodivosťou vysoko závislé od teploty. To platí aj pre vodu, v ktorej sú rozpustené ióny. Počet voľne sa pohybujúcich iónov a mobilita nosičov náboja so zvyšujúcou sa teplotou výrazne stúpajú. To znamená, že vodivosť tiež so zvyšujúcou sa teplotou výrazne rastie.
Nepresnosť pri vyšších koncentráciách
Takzvané interiontové interakcie vedú k tomu, že pri vyšších koncentráciách jednotlivých alebo všetkých iónov je vzťah medzi vodivosťou a iónmi alebo množstvom náboja čoraz nepresnejší.
Čím viac iónov je v kvapaline - alebo vo vode - tým viac sa brzdia. Voľná pohyblivosť iónov v kvapaline klesá.
Meranie vodivosti
Vodivosť je možné určiť pomocou špeciálne navrhnutého meracieho prístroja. Alternatívne k tomu je tiež možné zmerať merný odpor v kvapaline a určiť tak príslušnú vodivosť výpočtom.
Existujú jednoduché ručné prístroje na meranie vodivosti. Meriate vodivosť medzi dvoma testovacími elektródami na základe poklesu množstva prúdu medzi výstupným a konečným prúdom. Vodivosť je možné odčítať priamo na displeji.
tipy a triky
Meranie vodivosti nemôže poskytnúť žiadny údaj o prítomnosti nenabitých častíc. Niektoré nečistoty z nenabitých látok vo vode neovplyvňujú meranie vodivosti. Malo by sa to pamätať aj na toto.
