一、電導(dǎo)率

電導(dǎo)率是用數(shù)字來表示降水樣品傳導(dǎo)電流的能力這種能力主要與降水總離子濃度、離子的電荷和水含半徑、濃度及測量時的溫度有關(guān)。降水中含有的無機酸、堿、鹽具有良好的導(dǎo)電作用。而有機化合物在降水中離解度低,且濃度也低,對降水電導(dǎo)率影響較小。

二、電極法

1、原理

測定降水電導(dǎo)率的方法是測定降水的電阻率,電阻率的倒數(shù)即為電導(dǎo)率。距離1cm,載面積為1cm²的電極間所測得的電阻稱為電阻率(Ω/cm)。距離1cm,截面積為1cm²的電極間所測得的電導(dǎo)稱為電導(dǎo)率。用K表示。電導(dǎo)率的國際單位是S/m(西門子/米),也常用mS/m(毫西門子/米)或μS/cm(微西門子/厘米)表示。

? ? ? ? ? ? (1)

式中:C——電極常數(shù);

? ? ? ? ? R——電阻。

測量電導(dǎo)率的電極是由兩塊平行的鉑黑片或鉑片組成。根據(jù)本地區(qū)降水電導(dǎo)率的高低,可分別選用鉑黑或鉑電極。對于給定電極,C為常數(shù),由(1)式可知,只要測出樣品的R值,即可算出K。

電極常數(shù)C的測定,可選用一種電導(dǎo)率已知的標準溶液,利用該電極測其電阻,用下式計算出C值,常用的標準溶液為氯化鉀溶液。

? ? ? ? ? ? ? ?(2)

對于0.01000mol/L標準氯化鉀溶液,25℃時K_KCl為1413μS/cm,則(2)式變?yōu)?

? ? ? ? ? ? ? ? ? (3)

電導(dǎo)率多在25℃時進行測定。如果溫度不是5℃,必須進行溫度校正,校正的方法包括圖解法和經(jīng)驗公式計算法。經(jīng)驗的溫度校正計算公式為:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? (4)

式中:K_t——溫度為t時的電導(dǎo)率;

? ? ? ? ? K_s——25℃時的電導(dǎo)率;

? ? ? ? ??a——各種離子電導(dǎo)率的平均溫度系數(shù)0.022;

? ? ? ? ??t——測定電導(dǎo)時溶液的溫度。

2、儀器

①容量瓶:1000ml。

②燒杯:50ml。

③電導(dǎo)儀。

④恒溫水浴器。

3、試劑

標準氯化鉀溶液C(KCl)=0.01000mol/L:稱取0.7455g氯化鉀,溶解于重蒸蒸餾水中(重蒸蒸餾水必須煮沸以除去水中溶解的CO₂,放冷后使用),移入1000ml容量瓶,用水稀釋至標線。

4、步驟

1)溫度調(diào)節(jié)

調(diào)節(jié)恒溫水浴的溫度為25℃,將盛有標準氯化鉀溶液30ml的4支試管放入水浴中,恒溫0.5h,使溶液溫度達到25℃。

2)電極常數(shù)的測定

用3支試管中的標準溶液依次沖洗電極和50ml燒杯,將第4支試管中的標準氯化鉀溶液倒入燒杯中,插入電極,測量電阻R_KCl值按

(3)式計算電極常數(shù)C。

3)樣品測定

使待測樣品保持在25℃或接近于室溫,用樣品沖洗50ml燒杯和電極,然后裝入30ml樣品,測量杯中樣品溫度和電阻R_t值(R為溫度t℃時的電阻)。

利用(1)式計算出樣品的電導(dǎo)率K_t,再用

(4)式求出K_s。

5、說明

①測量完電導(dǎo)率的降水可用于pH值的測定。但不能用測量過pH值的降水樣品來測量電導(dǎo)率,因為pH計的參比電極(甘汞電極)中的飽和KCl溶液會滲漏到降水中而改變它的電導(dǎo)率。同樣道理,測過pH值的樣品也不能用于降水離子成分的分析。

②新鮮蒸餾水的電導(dǎo)率為0.5～2μS/cm,存放數(shù)月后會增加到2～4μS/cm。原因是吸收了空氣中CO₂造成的,若實驗室有酸、堿性氣體污染則影響更大。因此降水樣品應(yīng)密封保存,盡快在采樣后24h內(nèi)測定完畢。