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        純水知識:電導率與TDS區別與聯系

        來源:蘭州純水設備??????2023/11/3 9:51:27??????點擊:

        蘭州純水設備http://m.sports-store.net國家標準GB17323-1998《瓶裝飲用純凈水》中對飲用純凈水沒有溶解性總固體(TDS)的限量要求。

        2、國家標準GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》中對飲用自來水的溶解性總固體(TDS)有限量要求:溶解性總固體≤1000 mg/L

        TDS值代表了水中溶解物雜質含量,TDS值越大,說明水中的雜質含量大,所以對生活飲用水作出這個規定;而飲用純凈水因為經過粗濾→精濾→去離子凈化(離子交換、反滲透、蒸餾及其他加工方法)等工藝處理,溶解物雜質含量很少,所以不作要求,取而代之的限量指標是:電導率和pH等。

        電導率是物體傳導電流的能力。

        純水設備電導率測量儀的測量原理是將兩塊平行的極板,放到被測溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(通常為正弦波電壓),然后測量極板間流過的電流。根據歐姆定律,電導率(G)--電阻(R)的倒數,是由電壓和電流決定的。

        電導率的基本單位是西門子(S),原來被稱為歐姆。因為電導池的幾何形狀影響電導率值,標準的測量中用單位電導率S/cm來表示,以補償各種電極尺寸造成的差別。單位電導率(C)簡單的說是所測電導率(G)與電導池常數(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長度,A為極板的面積。

        電導率是物質傳送電流的能力,是電阻率的倒數。在液體中常以電阻的倒數——電導來衡量其導電能力的大小。水的電導是衡量水質的一個很重要的指標。它能反映出水中存在的電解質的程度。根據水溶液中電解質的濃度不同,則溶液導電的程度也不同。通過測定溶液的導電度來分析電解質在溶解中的溶解度。這就是電導儀的基本分析方法。

        溶液的電導率與離子的種類有關。同樣濃度電解質,它們的電導率也不一樣。通常是強酸的電導率最大,強堿和它與強酸生成的鹽類次之,而弱酸和弱堿的電導率最小。因此,通過對水的電導的測定,對水質的概況就有了初步的了解。電導率電阻率的倒數即稱之為電導率L。在液體中常以電阻的倒數——電導來衡量其導電能力的大小。電導L的計算式如下式所示: L=l/R=S/l電導的單位用姆歐又稱西門子。用S表示,由于S單位太大。常采用毫西門子,微西門子單位1S=103mS=106μS。

        純水設備當量電導 液體的電導僅說明溶液的導電性能與幾何尺寸間的關系,未體現出溶液濃度與電性能的關系。為了能區分各種介質組成溶液的導電性能,必須在電導率的要領引入濃度的關系,這就提出了當量電導的概念。所謂的當量電導就是指把1g當量電解質的溶液全部置于相距為1cm的兩板間的溶液的電導,符號“λ”。由于在電導率的基礎上引入了濃度的概念。因此各種水溶液的導電來表示和比較了。在水質監測中,一般通過對溶液電導的測量可掌握水中所溶解的總無機鹽類的濃度指標。溫度對電導的影響溶液的電阻是隨溫度升高而減小,即溶液的濃度一定時,它的電導率隨著溫度的升高而增加,其增加的幅度約為2%-1。另外同一類的電解質,當濃度不同時,它的溫度系數也不一樣。在低濃度時,電導率的溫度之間的關系用下式表示: L1=L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)2]由于第二項β(t-t0)2之值較小,可忽略不計。在低溫時的電導率與溫度的關系可用以下近似值L1=L0[1+α(t-t0)]表示,因此實際測量時必須加入溫度補償。

        電導的溫度系數 對于大多數離子,電導率的溫度系數大約為+1.4%-13%-1對于H+OH-離子,電導率溫度系數分別為1.5%-1 1.8%-1,這個數值相對于電導率測量的準確度要求,一般為1%或優于1%,是不容忽視的。純水的電導率 即使在純水中也存在著H+OH-兩種離子,經常說,純水是電的不良導體,但是嚴格地說水仍是一種很弱的電解質,它存在如下的電離平衡:H2O←→H++OH2H2O←→H3+O+OH-

        其平衡常數:KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14

        式中KW稱為水的離子積[H+]2=[OH-]2=10-14[H+]2=[OH-]2=10-7H2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2已知水的密度d25/H2O=0.9970781cm3 故原有假設為1的水分離子濃度只能達到0.99707。實際上是僅0.99707份額的水離解成0.99707.10-7[H+][OH-],那么離解后的[H+][OH-]電導率的總和KH2O用下式求出:KH2O=CM/1000λH2O=(0.99707.10-7/1000).548.42=0.05468μS.cm-10.054μS.cm-1∴ρH2O=1/KH2O=1/0.05468×10-9=18.29(MΩ.cm)18.3(MΩ.cm) 由水的離子積為10-14可推算出理論上的高純水的極限電導為0.0547μS.cm-1,電阻為18.3MΩ.cm(25)。 水的電導率的溫度系數在不同電導率范圍有不同的溫度系數。對于常用的1μS.cm-1的蒸餾水而言大約為+2.5%。

        TDS筆與電解儀的實際用途

        1、有關TDS值、電導率以及硬度的概念

        (1)TDS

        TDS用來衡量水中所有離子的總含量, 通常以ppm表示

        在純水制造業,電導率也可用來間接表征TDS.

        溶液的電導率等于溶液中各種離子電導率之和,比如:純食鹽溶液:

        Cond.=Cond(pure? water) + Cond(NaCl) 或者Cond.= 0.055 + Cond(NaCl)

        電導率和TDS的關系并不呈線性,但在有限的濃度區段內,可用采用線性公式表示: 例如. 100uS/cm x 0.5 (as NaCl) = 50 ppm TDS(uS:微西門子)

        從上面兩個公式可以知道:純水的電導率為:0.055uS (18.18兆歐)

        食鹽的TDS-電導率換算系數為0.5.

        所以:經驗公式是:將以微西門子為單位的電導率折半約等于TDS(ppm)

        有時TDS 也用其它鹽類表示,CaO3(系數則為0.66)

        TDS與電導率的換算系數可以在0.4-1.0之間調節,以對應不同種類的電解質溶液。

        (2)電導率

        電導率是物質傳送電流的能力,與電阻值相對,單位Siemens/cm (S/cm),該單位的10-6以μS/cm表示,10-3時以mS/cm表示。

        電導率是物體傳導電流的能力。電導率測量儀的測量原理是將兩塊平行的極板,放到被測溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(通常為正弦波電壓),然后測量極板間流過的電流。根據歐姆定律,電導率(G)--電阻(R)的倒數,由導體本身決定的。

        電導率的基本單位是西門子(S),原來被稱為歐姆。因為電導池的幾何形狀影響電導率值,標準的測量中用單位電導率S/cm來表示,以補償各種電極尺寸造成的差別。單位電導率(C)簡單的說是所測電導率(G)與電導池常數(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長度,A為極板的面積。

        (3)電 導 率 與 水 的 硬 度

        純水設備水的硬度是指水中鈣、鎂離子的濃度,硬度單位是ppm,1ppm代表水中碳酸鈣含量1毫克/(mg/L)。

        水溶液的電導率直接和溶解固體量濃度成正比,而且溶解固體量濃度越高,電導率越大。電導率和溶解固體量濃度的關系近似表示為:1.4μS/cm=1ppm2μS/cm=1ppm(每百萬單位CaCO3)。利用電導率儀或總固體溶解量計可以間接得到水的總硬度值,如前述,為了近似換算方便,1μs/cm電導率 = 0.5ppm硬度

        但是需要注意:(1)以電導率間接測算水的硬度,其理論誤差約20-30ppm(2)溶液的電導率大小決定分子的運動,溫度影響分子的運動,為了比較測量結果,測試溫度一般定為20℃或25(3)采用試劑檢測可以獲取比較準確的水的硬度值。

        2、TDS筆和水質電解儀并不能檢測水質好壞

        事實上,TDS筆和水質電解儀并不是用來檢測水質好壞的,而是用來檢測水中是否含有導電離子的。純凈水因為不含導電離子,因此電解出來的水沒有顏色變化,TDS值也非常小,而經過凈水器過濾出來的凈化水或者是天然礦泉水,因為含有有益的礦物質微量元素,故TDS值都較高,電解后的水也因為含導電離子,經電解棒氧化后會呈現出各種顏色。目前市場上用TDS筆和水質電解儀來檢測判斷水質好與壞的做法是帶有欺騙性的,他們往往都是為了達到推銷其反滲透純水機的目的。舉例說,在純凈水中加些食鹽電解,以及電解天然山泉水、礦泉水后也會出現和電解自來水的一樣的顏色現象,而一瓶可樂或果汁的TDS值一般都在400以上,所以TDS值并不是表征水質好與差的指標,而是反映水中導電離子的含量多少。

        3、TDS筆測試水質不科學

        TDS中文譯為「總溶解固體量」即水中無機物(鈉、鈣等)含量多少的測定值。有些競爭廠商用TDS筆來測試水質,并宣稱他們的純水機所過濾后的水非常清澈、潔凈,因為所顯示的數字接近0。而非反滲透制水機過濾后的水,在測試后所顯示的數字卻高出許多。因此他們告訴顧客,凈水器過濾后的水仍然很臟。

        上海本昂科學儀器有限公司技術人員在測試過程中發現,TDS筆所顯示數值的高低與水質是否純凈,是毫無任何關系的。顯示的數字接近0,表示其水中無礦物質,大于0則表示水中有礦物質存在。自來水經過處理后,如果水中保留有益身體健康的礦物質, 那么TDS筆的指數將大于0,反之則接近0。如果我們在純凈水中加入少許食鹽(氯化鈉),則TDS棒上所顯示數值會立即上升,這是因為食鹽中含有金屬離子鈉的成分。因此水凈化前后顯示的數值,可能會有少許差異:或高或低,均為正常情況。

        因為礦物質會因下列因素而產生變化:

        流通變化: 取用不同流動時間的水,礦物質含量會受到影響。

        取水容量: 取水容量多少,影響礦物質含量多少。

        取水溫度:水溫升高,碳酸鈣、碳酸鎂濃度也會提高,電導率加大,其數值也會提 高。

        況且世界衛生組織建議:人類不應長期飲用毫無礦物質的水。

        TDS代表“所有溶解的固體物”,即所有溶解于水中的固體的總重量。水中溶解的固體大部分是鈣和鎂,所以并非衡量污染的方法,測量水的導電性的試驗,僅提供對溶解固體物一個大概的評估,而不應該被視為一種測試水質的顯示方法。純水設備,實驗室純水設備蘭州純水設備。

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