Электропроводность это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основ

Электропроводность воды – очень важное для каждого из нас свойство воды.

Каждый человек должен знать, что вода, как правило, обладает электропроводностью. Незнание этого факта может привести к пагубным последствиям для жизни и здоровья.

Дадим несколько определений понятию электропроводность, в общем, и электропроводности воды в частности.

Электропроводность, это …

Скалярная величина, характеризующая электропроводность вещества и равная отношению плотности электрического тока проводимости к напряженности электрического поля .

Свойство вещества проводить неизменяющийся во времени электрический ток под действием неизменяющегося во времени электрического поля.

Толковый словарь Ушакова

Электропроводность (электропроводности, мн. нет, жен. (физ.)) – способность проводить, пропускать электричество.

Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935-1940

Большая политехническая энциклопедия

Электропроводность или Электрическая проводимость – свойство вещества проводить под действием не изменяющегося электрического поля неизменяющийся во времени электрический ток. Э. п. обусловлена наличием в веществе подвижных электрических зарядов - носителей тока. Видом носителя тока определяется электронная (у металлов и полупроводников), ионная (у электролитов), электронно-ионная (у плазмы) и дырочная (совместно с электронной) (у полупроводников). В зависимости от удельной электрической проводимости все тела делят на проводники, полупроводники и диэлектрики, физ. величина, обратная электрическому сопротивлению. В СИ единицей электрической проводимости является сименс (см.); 1 См = 1 Ом-1.

Большая политехническая энциклопедия. – М.: Мир и образование. Рязанцев В. Д.. 2011

Электропроводность воды, это …

Политехнический терминологический толковый словарь

Электропроводность воды – это показатель проводимости водой электрического тока, характеризующий содержание солей в воде.

Политехнический терминологический толковый словарь. Составление: В. Бутаков, И. Фаградянц. 2014

Морской энциклопедический справочник

Электропроводность морской воды – способность морской воды проводить ток под действием внешнего электрического поля благодаря наличию в ней носителей электрических зарядов - ионов растворенных солей, главным образом NaCl. Электропроводность морской воды увеличивается пропорционально повышению ее солености и в 100 - 1000 раз больше, чем у речной воды. Зависит также от температуры воды.

Морской энциклопедический справочник. - Л.: Судостроение. Под редакцией академика Н. Н. Исанина. 1986

Из приведенных выше определений становится очевидным, что величина электропроводности воды не является константой, а зависит от наличия в ней солей и других примесей. Так, например, электропроводность воды минимальна.

Как же узнать электропроводность воды, как ее измерить …

Кондуктометрия – измерение электропроводности воды

Для измерения электропроводности воды используется метод Кондуктометрия (смотрите определения ниже), а приборы, с помощью которых производят измерения электропроводности, имеют созвучное методу название – Кондуктометры.

Кондуктометрия, это …

Толковый словарь иностранных слов

Кондуктометрия и, мн. нет, ж. (нем. Konduktometrie
Толковый словарь иностранных слов Л. П. Крысина.- М: Русский язык, 1998

Энциклопедический словарь

Кондуктометрия (от англ. conductivity - электропроводность и греч. metreo - измеряю) – электрохимический метод анализа, основанный на измерении электрической проводимости растворов. Применяют для определения концентрации растворов солей, кислот, оснований, контроля состава некоторых промышленных растворов.

Энциклопедический словарь. 2009

Удельная электропроводность воды

И в завершение приведем несколько значений удельной электропроводности для различных видов вод*.

Удельная электропроводность воды, это …

Справочник технического переводчика

Удельная электропроводность воды – электропроводность единицы объема воды.

[ГОСТ 30813-2002]

Удельная электропроводность воды * :

Водопроводная вода – 36,30 мкСМ/м;
– 0,63 мкСМ/м;
Питьевая (бутилированная) – 20,2 мкСМ/м;
Питьевая вымороженная – 19,3 мкСМ/м;
Водопроводная вымороженная – 22 мкСМ/м.

* Статья «Электропроводность образцов питьевой воды разной степени чистоты» Авторы: Воробьёва Людмила Борисовна. Журнал: «Интерэкспо Гео-Сибирь Выпуск № -5 / том 1 / 2012».

Длина и расстояние Масса Меры объема сыпучих продуктов и продуктов питания Площадь Объем и единицы измерения в кулинарных рецептах Температура Давление, механическое напряжение, модуль Юнга Энергия и работа Мощность Сила Время Линейная скорость Плоский угол Тепловая эффективность и топливная экономичность Числа Единицы измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Угловая скорость и частота вращения Ускорение Угловое ускорение Плотность Удельный объем Момент инерции Момент силы Вращающий момент Удельная теплота сгорания (по массе) Плотность энергии и удельная теплота сгорания топлива (по объему) Разность температур Коэффициент теплового расширения Термическое сопротивление Удельная теплопроводность Удельная теплоёмкость Энергетическая экспозиция, мощность теплового излучения Плотность теплового потока Коэффициент теплоотдачи Объёмный расход Массовый расход Молярный расход Плотность потока массы Молярная концентрация Массовая концентрация в растворе Динамическая (абсолютная) вязкость Кинематическая вязкость Поверхностное натяжение Паропроницаемость Паропроницаемость, скорость переноса пара Уровень звука Чувствительность микрофонов Уровень звукового давления (SPL) Яркость Сила света Освещённость Разрешение в компьютерной графике Частота и длина волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Электрический заряд Линейная плотность заряда Поверхностная плотность заряда Объемная плотность заряда Электрический ток Линейная плотность тока Поверхностная плотность тока Напряжённость электрического поля Электростатический потенциал и напряжение Электрическое сопротивление Удельное электрическое сопротивление Электрическая проводимость Удельная электрическая проводимость Электрическая емкость Индуктивность Американский калибр проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Магнитодвижущая сила Напряженность магнитного поля Магнитный поток Магнитная индукция Мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Радиоактивный распад Радиация. Экспозиционная доза Радиация. Поглощённая доза Десятичные приставки Передача данных Типографика и обработка изображений Единицы измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 микросименс на сантиметр [мкСм/см] = 0,0001 сименс на метр [См/м]

Исходная величина

Преобразованная величина

сименс на метр пикосименс на метр мо на метр мо на сантиметр абмо на метр абмо на сантиметр статмо на метр статмо на сантиметр сименс на сантиметр миллисименс на метр миллисименс на сантиметр микросименс на метр микросименс на сантиметр условная единица электропроводности условный коэффициент электропроводности миллионных долей, коэф. пересчета 700 миллионных долей, коэф. пересчета 500 миллионных долей, коэф. пересчета 640 TDS, миллионных долей, коэф. пересчета 640 TDS, миллионных долей, коэф. пересчета 550 TDS, миллионных долей, коэф. пересчета 500 TDS, миллионных долей, коэф. пересчета 700

Подробнее об удельной электрической проводимости

Введение и определения

Удельная электрическая проводимость (или удельная электропроводность) является мерой способности вещества проводить электрический ток или перемещать электрические заряды в нем. Это отношение плотности тока к напряженности электрического поля. Если рассмотреть куб из проводящего материала со стороной 1 метр, то удельная проводимость будет равна электрической проводимости, измеренной между двумя противоположными сторонами этого куба.

Удельная проводимость связана с проводимостью следующей формулой:

G = σ(A/l)

где G - электрическая проводимость, σ - удельная электрическая проводимость, А - поперечное сечение проводника, перпендикулярное направлению электрического тока и l - длина проводника. Эту формулу можно использовать с любым проводником в форме цилиндра или призмы. Отметим, что эту формулу можно использовать и для прямоугольного параллелепипеда, потому что он является частным случаем призмы, основанием которой является прямоугольник. Напомним, что удельная электрическая проводимость - величина, обратная удельному электрическому сопротивлению.

Людям, далеким от физики и техники, бывает сложно понять разницу между проводимостью проводника и удельной проводимостью вещества. Между тем, конечно, это разные физические величины. Проводимость - это свойство данного проводника или устройства (например, резистора или гальванической ванны), в то время как удельная проводимость - это неотъемлемое свойство материала, из которого изготовлены этот проводник или устройство. Например, удельная проводимость меди всегда одинаковая, независимо от того как изменяется форма и размеры предмета из меди. В то же время, проводимость медного провода зависит от его длины, диаметра, массы, формы и некоторых других факторов. Конечно, похожие объекты из материалов с более высокой удельной проводимостью имеют более высокую проводимость (хотя и не всегда).

В Международной системе единиц (СИ) единицей удельной электрической проводимости является сименс на метр (См/м) . Входящая в нее единица проводимости названа в честь немецкого ученого, изобретателя, предпринимателя Вернера фон Сименса (1816–1892 гг.). Основанная им в 1847 г. компания Siemens AG (Сименс) является одной из самых больших компаний, выпускающих электротехническое, электронное, энергетическое, транспортное и медицинское оборудование.

Диапазон удельных электрических проводимостей очень широк: от материалов, обладающих высоким удельным сопротивлением, таких как стекло (которое, между прочим, хорошо проводит электрический ток, если его нагреть докрасна) или полиметилметакрилат (органическое стекло) до очень хороших проводников, таких как серебро, медь или золото. Удельная электрическая проводимость определяется количеством зарядов (электронов и ионов), скоростью их движения и количеством энергии, которое они могут переносить. Средними значениями удельной проводимости обладают водные растворы различных веществ, которые используются, например, в гальванических ваннах. Другим примером электролитов со средними значениями удельной проводимости является внутренняя среда организма (кровь, плазма, лимфа и другие жидкости).

Проводимость металлов, полупроводников и диэлектриков подробно обсуждается в следующих статьях Конвертера физических величин сайт: , и Электрическая проводимость. В этой статье мы обсудим подробнее удельную проводимость электролитов, а также методы и простое оборудование для ее измерения.

Удельная электрическая проводимость электролитов и ее измерение

Удельная проводимость водных растворов, в которых электрический ток возникает в результате движения заряженных ионов, определяется количеством носителей заряда (концентрацией вещества в растворе), скоростью их движения (подвижность ионов зависит от температуры) и зарядом, которые они несут (определяемой валентностью ионов). Поэтому в большинстве водных растворов повышение концентрации приводит к увеличению числа ионов и, следовательно, к увеличению удельной проводимости. Однако после достижения определенного максимума удельная проводимость раствора может начать уменьшаться при дальнейшем увеличении концентрации раствора. Поэтому растворы с двумя различными концентрациями одной и той же соли могут иметь одинаковую удельную проводимость.

Температура также влияет на проводимость, так как при повышении температуры ионы движутся быстрее, что приводит к увеличению удельной проводимости. Чистая вода - плохой проводник электричества. Обычная дистиллированная вода, в которой содержится в равновесном состоянии углекислый газ из воздуха и общая минерализация менее 10 мг/л, имеет удельную электрическую проводимость около 20 мСм/см. Удельная проводимость различных растворов приведена ниже в таблице.

Для определения удельной проводимости раствора используется измеритель сопротивления (омметр) или проводимости. Это практически одинаковые устройства, отличающиеся только шкалой. Оба измеряют падение напряжения на участке цепи, по которому протекает электрический ток от батареи прибора. Измеренное значение проводимости вручную или автоматически пересчитывается в удельную проводимость. Это осуществляется с учетом физических характеристик измерительного устройства или датчика. Датчики удельной проводимости устроены просто: это пара (или две пары) электродов, погруженных в электролит. Датчики для измерения удельной проводимости характеризуются постоянной датчика удельной проводимости , которая в простейшем случае определяется как отношение расстояния между электродами D к площади (электрода), перпендикулярной течению тока А

Эта формула хорошо работает, если площадь электродов значительно больше расстояния между ними, так как в этом случае большая часть электрического тока протекает между электродами. Пример: для 1 кубического сантиметра жидкости K = D/A = 1 см/1 см² = 1 см⁻¹. Отметим, что датчики удельной проводимости с маленькими электродами, раздвинутыми на относительно большое расстояние, характеризуются значениями постоянной датчика 1.0 cm⁻¹ и выше. В то же время, датчики с относительно большими электродами, расположенными близко друг к другу, имеют постоянную 0,1 cm⁻¹ или менее. Постоянная датчика для измерения удельной электрической проводимости различных устройств находится в пределах от 0,01 до 100 cm⁻¹.

Теоретическая постоянная датчика: слева - K = 0,01 см⁻¹ , справа - K = 1 см⁻¹

Для получения удельной проводимости из измеренной проводимости используется следующая формула:

σ = K ∙ G

σ - удельная проводимость раствора в См/см;

K - постоянная датчика в см⁻¹;

G - проводимость датчика в сименсах.

Постоянную датчика обычно не рассчитывают по его геометрическим размерам , а измеряют в конкретном измерительном устройстве или в конкретной измерительной установке с использованием раствора с известной проводимостью. Эта измеренная величина и вводится в прибор для измерения удельной проводимости, который автоматически рассчитывает удельную проводимость по измеренным значениям проводимости или сопротивления раствора. В связи с тем, что удельная проводимость зависит от температуры раствора, устройства для ее измерения часто содержат датчик температуры, который измеряет температуру и обеспечивает автоматическую температурную компенсацию измерений, то есть, приведение результатов к стандартной температуре 25°C.

Самый простой способ измерения проводимости - приложить напряжение к двум плоским электродам, погруженным в раствор, и измерить протекающий ток. Этот метод называется потенциометрическим. По закону Ома, проводимость G является отношением тока I к напряжению U :

Однако не все так просто, как описано выше - при измерении проводимости имеется много проблем. Если используется постоянный ток, ионы собираются у поверхностей электродов. Также у поверхностей электродов может возникнуть химическая реакция. Это приводит к увеличению поляризационного сопротивления на поверхностях электродов, что, в свою очередь, приводит к получению ошибочных результатов. Если попробовать измерить обычным тестером сопротивление, например, раствора хлористого натрия, будет хорошо видно, как показания на дисплее цифрового прибора довольно быстро изменяются в сторону увеличения сопротивления. Чтобы исключить влияние поляризации, часто используют конструкцию датчика из четырех электродов.

Поляризацию также можно предотвратить или, во всяком случае, уменьшить, если использовать при измерении переменный ток вместо постоянного, да еще и подстраивать частоту в зависимости от проводимости. Низкие частоты используются для измерения низкой удельной проводимости, при которой влияние поляризации невелико. Более высокие частоты используются для измерения высоких проводимостей. Обычно частота подстраивается в процессе измерения автоматически, с учетом полученных значений проводимости раствора. Современные цифровые двухэлектродные измерители проводимости обычно используют переменный ток сложной формы и температурную компенсацию. Они откалиброваны на заводе-изготовителе, однако в процессе эксплуатации часто требуется повторная калибровка, так как постоянная измерительной ячейки (датчика) изменяется со временем. Например, она может измениться при загрязнении датчики или при физико-химических изменениях электродов.

В традиционном двухэлектродном измерителе удельной проводимости (именно такой мы будем использовать в нашем эксперименте) между двумя электродами приложено переменное напряжение и измеряется протекающий между электродами ток. Этот простой метод имеет один недостаток - измеряется не только сопротивление раствора, но и сопротивление, вызванное поляризацией электродов. Для сведения влияния поляризации к минимуму используют четырехэлектродную конструкцию датчика, а также покрытие электродов платиновой чернью.

Общая минерализация

Устройства для измерения удельной электрической проводимости часто используют для определения общей минерализации или содержания твёрдых веществ (англ. total dissolved solids, TDS). Это мера общего количества органических и неорганических веществ, содержащихся в жидкости в различных формах: ионизированной, молекулярной (растворенной), коллоидной и в виде суспензии (нерастворенной). К растворенным веществам относятся любые неорганические соли. Главным образом, это хлориды, бикарбонаты и сульфаты кальция, калия, магния, натрия, а также некоторые органические вещества, растворенные в воде. Чтобы относиться к общей минерализации, вещества должны быть или растворенными, или в форме очень мелких частиц, которые проходят сквозь фильтры с диаметром пор менее 2 микрометров. Вещества, которые постоянно находятся в растворе во взвешенном состоянии, но не могут пройти сквозь такой фильтр, называется взвешенными твердыми веществами (англ. total suspended solids, TSS). Общее количество взвешенных веществ обычно измеряется для определения качества воды.

Существует два метода измерения содержания твердых веществ: гравиметрический анализ , являющийся наиболее точным методом, и измерение удельной проводимости . Первый метод - самый точный, но требует больших затрат времени и наличия лабораторного оборудования, так как воду нужно выпарить до получения сухого остатка. Обычно это производится при температуре 180°C в лабораторных условиях. После полного испарения остаток взвешивается на точных весах.

Второй метод не такой точный, как гравиметрический анализ. Однако он очень удобен, широко распространен и является наиболее быстрым методом, так как представляет собой простое измерение проводимости и температуры, выполняемое за несколько секунд недорогим измерительным прибором. Метод измерения удельной электропроводности можно использовать в связи с тем, что удельная проводимость воды прямо зависит от количества растворенных в ней ионизированных веществ. Данный метод особенно удобен для контроля качества питьевой воды или оценки общего количества ионов в растворе.

Измеренная проводимость зависит от температуры раствора. То есть, чем выше температура, тем выше проводимость, так как ионы в растворе при повышении температуры движутся быстрее. Для получения измерений, независимых от температуры, используется концепция стандартной (опорной) температуры, к которой приводятся результаты измерения. Опорная температура позволяет сравнить результаты, полученные при разных температурах. Таким образом, измеритель удельной проводимости может измерять реальную проводимость, а затем использовать корректирующую функцию, которая автоматически приведет результат к опорной температуре 20 или 25°C. Если необходима очень высокая точность, образец можно поместить в термостат, затем откалибровать измерительный прибор при той же температуре, которая будет использоваться при измерениях.

Большинство современных измерителей удельной проводимости снабжены встроенным датчиком температуры, который используется как для температурной коррекции, так и для измерения температуры. Самые совершенные приборы способны измерять и отображать измеренные значения в единицах удельной проводимости, удельного сопротивления, солености, общей минерализации и концентрации. Однако еще раз отметим, что все эти приборы измеряют только проводимость (сопротивление) и температуру. Все физические величины, которые показывает дисплей, рассчитываются прибором с учетом измеренной температуры, которая используется для автоматической температурной компенсации и приведения измеренных значений к стандартной температуре.

Эксперимент: измерение общей минерализации и проводимости

В заключение мы выполним несколько экспериментов по измерению удельной проводимости с помощью недорогого измерителя общей минерализации (называемого также солемером, салинометром или кондуктомером) TDS-3. Цена «безымянного» прибора TDS-3 на eBay с учетом доставки на момент написания статьи менее US$3.00. Точно такой же прибор, но с названием изготовителя стоит уже в 10 раз дороже. Но это для любителей платить за брэнд, хотя очень высока вероятность того, что оба прибора будут выпущены на одном и том же заводе. TDS-3 осуществляет температурную компенсацию и для этого снабжен датчиком температуры, расположенным рядом с электродами. Поэтому его можно использовать и в качестве термометра. Следует еще раз отметить, что прибор реально измеряет не саму минерализацию, а сопротивление между двумя проволочными электродами и температуру раствора. Все остальное он автоматически рассчитывает с использованием калибровочных коэффициентов.

Измеритель общей минерализации поможет определить содержание твердых веществ, например, при контроле качества питьевой воды или определения солености воды в аквариуме или в пресноводном пруде. Его можно также использовать для контроля качества воды в системах фильтрации и очистки воды, чтобы узнать когда пришло время заменить фильтр или мембрану. Прибор откалиброван на заводе-изготовителе с помощью раствора хлорида натрия NaCl с концентрацией 342 ppm (частей на миллион или мг/л). Диапазон измерения прибора - 0–9990 ppm или мг/л. PPM - миллионная доля, безразмерная единица измерения относительных величин, равная 1 10⁻⁶ от базового показателя. Например, массовая концентрация 5 мг/кг = 5 мг в 1 000 000 мг = 5 частей на миллион или миллионных долей. Точно так же, как процент является одной сотой долей, миллионная доля является одной миллионной долей. Проценты и миллионные доли по смыслу очень похожи. Миллионные доли, в отличие от процентов, удобны для указания концентрации очень слабых растворов.

Прибор измеряет электрическую проводимость между двумя электродами (то есть величину, обратную сопротивлению), затем пересчитывает результат в удельную электрическую проводимость (в англоязычной литературе часто используют сокращение EC) по приведенной выше формуле проводимости с учетом постоянной датчика K, затем выполняет еще один пересчет, умножая полученную удельную проводимость на коэффициент пересчета 500. В результате получается значение общей минерализации в миллионных долях (ppm). Подробнее об этом - ниже.

Данный прибор для измерения общей минерализации нельзя использовать для проверки качества воды с высоким содержанием солей. Примерами веществ с высоким содержанием солей являются некоторые пищевые продукты (обычный суп с нормальным содержанием соли 10 г/л) и морская вода. Максимальная концентрация хлорида натрия, которую может измерить этот прибор - 9990 ppm или около 10 г/л. Это обычная концентрация соли в пищевых продуктах. Данным прибором также нельзя измерить соленость морской воды, так как она обычно равна 35 г/л или 35000 ppm, что намного выше, чем прибор способен измерить. При попытке измерить такую высокую концентрацию прибор выведет сообщение об ошибке Err.

Солемер TDS-3 измеряет удельную проводимость и для калибровки и пересчета в концентрацию использует так называемую «шкалу 500» (или «шкалу NaCl»). Это означает, что для получения концентрации в миллионных долях значение удельной проводимости в мСм/см умножается на 500. То есть, например, 1,0 мСм/см умножается на 500 и получается 500 ppm. В разных отраслях промышленности используют разные шкалы. Например, в гидропонике используют три шкалы: 500, 640 и 700. Разница между ними только в использовании. Шкала 700 основана на измерении концентрации хлорида калия в растворе и пересчет удельной проводимости в концентрацию выполняется так:

1,0 мСм/см x 700 дает 700 ppm

Шкала 640 использует коэффициент преобразования 640 для преобразования мСм в ppm:

1,0 мСм/см x 640 дает 640 ppm

В нашем эксперименте мы вначале измерим общую минерализацию дистиллированной воды. Солемер показывает 0 ppm. Мультиметр показывает сопротивление 1,21 МОм.

Для эксперимента приготовим раствор хлорида натрия NaCl с концентрацией 1000 ppm и измерим концентрацию с помощью TDS-3. Для приготовления 100 мл раствора нам нужно растворить 100 мг хлорида натрия и долить дистиллированной воды до 100 мл. Взвесим 100 мг хлорида натрия и поместим его в мерный цилиндр, добавим немного дистиллированной воды и размешаем до полного растворения соли. Затем дольем воду до метки 100 мл и еще раз как следует размешаем.

Для экспериментального определения проводимости мы использовали два электрода, изготовленные из того же материала и с теми же размерами, что и электроды TDS-3. Измеренное сопротивление составило 2,5 КОм.

Теперь, когда нам известно сопротивление и концентрация хлорида натрия в миллионных долях, мы можем приблизительно рассчитать постоянную измерительной ячейки солемера TDS-3 по приведенной выше формуле:

K = σ/G = 2 мСм/см x 2,5 кОм = 5 см⁻¹

Это значение 5 см⁻¹ близко к расчетной величине постоянной измерительной ячейки TDS-3 с указанными ниже размерами электродов (см. рисунок).

D = 0,5 см - расстояние между электродами;
W = 0,14 см - ширина электродов
L = 1,1 см - длина электродов

Постоянная датчика TDS-3 равна K = D/A = 0,5/0,14x1,1 = 3,25 cm⁻¹. Это не сильно отличается от полученного выше значения. Напомним, что приведенная выше формула позволяет лишь приблизительно оценить постоянную датчика.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Дистиллиро́ванная вода́ - очищенная вода, практически не содержащая примесей и посторонних включений. Получают перегонкой в специальных аппаратах - дистилляторах.

Характеристики

Дистиллированная вода нормируется на основании ГОСТ 6709-72 «Вода дистиллированная».

Физические

Удельная электропроводность дистиллированной воды, как правило, менее 5 мкСм/см. Удельная электропроводность деионизованной воды может быть менее 0,05 мкСм/см.

Дистиллированная вода имеет pH =5,4- 6,6

Особенности

Будучи очень чистой, в отсутствие посторонних механических включений может быть перегрета выше точки кипения, или переохлаждена ниже точки замерзания без осуществления фазового перехода. Фазовый переход интенсивно происходит при введении механических примесей или встряхивании.

Использование

Дистиллированную воду используют для корректировки плотности электролита, безопасной эксплуатации аккумулятора, промывки системы охлаждения, разбавления концентратов охлаждающих жидкостей и для прочих бытовых нужд. Например, для корректировки температуры замерзания незамерзающей стеклоомывающей жидкости и при цветной фотопечати.

Вред здоровью человека

Постоянное потребление дистиллированной воды приносит непоправимый вред здоровью человека по причине создания дисбаланса водно-солевого баланса. Неуравновешенность возникает при несовпадении pH - водородного показателя крови человека и дистиллированной воды.

Важнейший для здоровья параметр питьевой воды

pH - водородный показатель

pH - это водородный показатель, (от латинских слов potentia hydrogeni - сила водорода) - мера активности (в случае разбавленных растворов отражает концентрацию) ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм концентрации водородных ионов, выраженной в молях на литр: pH = -log. Т.е. рН определяется количественным соотношением в воде ионов Н+ и ОН-, образующихся при диссоциации воды . (Моль - единица измерения количества вещества.) В дистиллированной воде рН Когда концентрации обоих видов ионов в растворе одинаковы, говорят, что раствор имеет нейтральную реакцию. При добавлении к воде кислоты концентрация ионов водорода увеличивается, а концентрация гидроксид-ионов соответственно уменьшается, при добавлении основания - наоборот, повышается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода падает. Когда > говорят, что раствор является кислым, а при > - щелочным.
Организм балансирует рН внутренних жидкостей, поддерживая значения на определенном уровне. Кислотно-щелочной баланс организма - это определенное соотношение кислот и щелочей в нем, способствующее его нормальному функционированию. Кислотно-щелочной баланс зависит от сохранения относительно постоянных пропорций между межклеточными и внутриклеточными водами в тканях организма. Если кислотно-щелочное равновесие жидкостей в организме не будет поддерживаться постоянно, нормальное функционирование и сохранение жизни окажутся невозможными.
Оптимальный pH питьевой воды = от 7,0 до 8,0.
По данным японских исследователей питьевая вода с pH выше 7 увеличивает показатели продолжительности жизни населения на 20-30%.

Как определить качество дистиллированной воды? Каким образом выполняется анализ и контроль показателей? Понятие дистиллированной воды и её характеристики. Основные химические показатели данной жидкости. Нормативные документы для контроля качества такой воды. Свойства дистиллированной воды и её влияние на человеческий организм. Методы контроля качества в домашних и лабораторных условиях. Качество дистиллированной воды проверяется по остатку примесей. Анализ и контроль показателей напрямую связан с составом исходной жидкости, способом производства дистиллята, исправностью устройства по перегонке, а также условиями, в которых хранится такая вода.

Понятие и характеристики

Дистиллированная вода – это жидкость, очищенная от веществ неорганического и органического происхождения. Сюда относятся соединения минеральных солей, взвешенные вещества, патогенные микроорганизмы, продукты распада после различных живых организмов и т.п. Важно понимать, что не каждая жидкость, которая прошла процесс испарения и осела в конденсат, может считаться дистиллятом.

Дистиллированную жидкость применяют для лечения людей, поэтому её состав и качество очень важны. От этого зависит здоровье человека. В связи с этим качество дистиллированной воды регламентируется нормами, а именно ГОСТ 6709-72. Главные характеристики дистиллированной воды описываются в этих документах.

Базовые показатели по воде, прошедшей дистилляцию

Концентрация в мг на дм³	Название элемента
Не > 5	Остатки примесей после испарения
Не > 0,02	Количество элементов аммонийных солей и частиц аммиака
Не > 0,2	Доля нитратов
Не > 0,5	Присутствие в составе сульфатов
Не > 0,02	Уровень хлорирования
Не > 0,05	Наличие частиц алюминия
Не > 0,05	Остатки железа
Не > 0,8	Доля элементов кальция
Не > 0,02	Наличие частиц меди
Не > 0,05	Присутствие свинца
Не > 0,2	Наличие частиц цинка
Не > 0,08	Концентрация восстанавливающих элементов
5,4-6,6	Кислотность жидкости
5 х 10 в -4 степени	Удельная электропроводность состава

Дистиллированная вода бывает различной стадии очищения в зависимости от назначения жидкости. Анализ жидкости позволяет очень точно выявить степень её очистки и присутствие различных примесей в составе. Так, бывает апирогенная жидкость, которая отличает полным отсутствием пирогенных элементов в своём составе. К данным элементам относятся вещества органического происхождения, а также различные бактериальные компоненты. При этом данные составляющие в состоянии негативно влиять на человека, вызывая такие симптомы, как повышение температуры тела, нарушения в обмене веществ, изменения в системе кровообращения и тому подобное. Именно поэтому дистиллят, который предназначен для изготовления составов для инъекций, должен быть в обязательном порядке очищен от пирогенных веществ.

Свойства дистиллята

Очень важно отслеживать воздействие жидкости, прошедшей дистилляцию, на человеческий организм. Как мы уже говорили, дистиллят чаще всего используется для лечения человека. Именно поэтому в каждой аптеке должен вестись журнал анализа дистиллированной воды. Однако, несмотря на лечебные свойства такой жидкости, бесконтрольный приём её противопоказан, поскольку состав может оказывать негативное влияние на человеческий организм.

Если вы решите использовать дистиллированную воду вместо обычной питьевой, то рискуете нанести серьёзный вред своему здоровью, а именно:

Дистиллят способен очень быстро выводить из человеческого организма соединения хлоридов, что приведёт к стойкому дефициту этого микроэлемента.
Такая вода может приводить к нарушению объёмного и количественного равновесия меду жидкостными объёмами в теле человека.
Вода, прошедшая дистилляцию, плохо утоляет жажду, поэтому вы будете больше пить.
Данная жидкость вызывает учащённое мочеиспускание, что влечёт за собой потерю элементов калия, натрия и соединений хлоридов, и их нехватку в теле.
Концентрация гормонов, отвечающих за водно-солевой баланс, нарушается.

Контроль качества дистиллированной воды

Контролировать состав данной жидкости можно несколькими способами:

В домашних условиях, используя специально предназначенные для этого компактные приборы.
Контроль по количеству органики в составе воды, способной восстанавливать марганцовокислый калий.
Метод контроля по удельной электропроводности.

Рассмотрим каждый метод проверки подробнее.

В домашних условиях можно проверить качество дистиллированной воды, используя сразу несколько приборов. Так, для контроля жёсткости дистиллята используется прибор, называемый в народе, солемер (TDS-метр). Согласно ГОСТу номер 6702-72 допустимая концентрация солей в дистиллированной воде составляет 5 мг/л. Процент содержания хлоридов в такой воде определяют при помощи хлорметра. По ГОСТу этот показатель должен быть равен 0,02 мг/л. Кислотность воды измеряется рН-метром, который позволяет очень точно установить кислотно-щелочной баланс жидкости. Норма данного показателя должна быть в пределах 5,4-6,6 мг/л. Удельную электропроводность дистиллированной воды меряют кондуктометром. Показатель считается в пределах нормы, если прибор показывает значение 500.

Второй метод контроля можно проводить только в лабораторных условиях. Суть его состоит в том, что при обнаружении в дистиллированной воде веществ, способных восстанавливать перманганат калия в концентрации более 0,08 мг/дм³, вода считается некачественной. В такой ситуации требуется выполнить её повторную перегонку с добавлением необходимых растворов.

Довольно распространённым методом оценки качества дистиллированной воды является её проверка по удельной электропроводности. О растворе отличного качества говорит показатель равный не меньше 2 мкСм/см.

Вам необходимо оценить качество дистиллированной воды, но нужных приспособлений для самостоятельного проведения оценки у вас нет? Тогда обращайтесь в нашу лабораторию, где вам проведут все анализы, необходимые для контроля качества жидкости. Чтобы заказать анализ, вам достаточно связаться с нами по указанным телефонам. Стоимость наших услуг вы можете уточнить у менеджера при звонке.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ВОДА ДИСТИЛЛИРОВАННАЯ

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

ГОСТ 6709-72

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения 01.01.74

Настоящий стандарт распространяется на дистиллированную воду, получаемую в перегонных аппаратах и применяемую для анализа химических реактивов и приготовления растворов реактивов. Дистиллированная вода представляет собой прозрачную, бесцветную жидкость, не имеющую запаха. Формула: Н 2 О. Молекулярная масса (по международным атомным массам 1971 г.) - 18,01.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. По физико-химическим показателям дистиллированная вода должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице.

Наименование показателя
1. Массовая концентрация остатка после выпаривания, мг/дм 3 , не более
2. Массовая концентрация аммиака и аммонийных солей (NH 4), мг/дм 3 , не более
3. Массовая концентрация нитратов (КО 3), мг/дм 3 , не более
4. Массовая концентрация сульфатов (SO 4), мг/дм 3 , не более
5. Массовая концентрация хлоридов (С l), мг/дм 3 , не более
6. Массовая концентрация алюминия (А l), мг/дм 3 , не более
7. Массовая концентрация железа (Fe), мг/дм 3 , не более
8. Массовая концентрация кальция (Сa), мг/дм 3 , не более
9. Массовая концентрация меди (С u), мг/дм 3 , не более
10. Массовая концентрация свинца (Р b), %, не более
11. Массовая концентрация цинка (Zn), мг/дм 3 , не более
12. Массовая концентрация веществ, восстанавливающих КМ n О 4 (O), мг/дм 3 , не более
13. рН воды
14. Удельная электрическая проводимость при 20 °С, См/м, не более

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

2.1. Правила приемки - по ГОСТ 3885. 2.2. Допускается изготовителю показатели с 1 по 12 определять периодически. Периодичность контроля устанавливает изготовитель. (Введен дополнительно, Изм. № 2).

3. МЕТОДЫ АНАЛИЗА

3.1а. Общие указания по проведению анализа - по ГОСТ 27025. При взвешивании используют лабораторные весы общего назначения типов ВЛР-200 г и ВЛКТ-500 г-М или ВЛЭ-200 г. Допускается применение других средств измерения с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем стандарте. 3.1. Пробы отбирают по ГОСТ 3885. Объем средней пробы должен быть не менее 5 дм 3 . 3.1а, 3.1. (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.2. (Исключен, Изм. № 1). 3.3. Определение массовой концентрации остатка после выпаривания Определение проводят по ГОСТ 27026. Для этого берут 500 см 3 анализируемой воды, отмеренные цилиндром 2-500 (ГОСТ 1770). Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если масса сухого остатка не будет превышать 2,5 мг. (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.4. (Исключен, Изм. № 2). 3.5. Определение массовой концентрации аммиака и аммонийных солей (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.5.1. вода дистиллированная по настоящему стандарту; проверенная по п. 3.3; вода дистиллированная, не содержащая аммиака и аммонийных солей; готовят следующим образом: 500 см 3 дистиллированной воды помещают в круглодонную колбу прибора для отгонки, прибавляют 0,5 см 3 концентрированной серной кислоты, нагревают до кипения и отгоняют 400 см 3 жидкости, отбросив первые 100 см 3 дистиллята. Воду, не содержащую аммиак и аммонийные соли, хранят в колбе, закрытой пробкой с «гуськом», содержащим раствор серной кислоты; кислота серная по ГОСТ 4204, концентрированная и раствор 1:3; натрия гидроокись, раствор с массовой долей 20 %, не содержащий аммиака; готовят по ГОСТ 4517; реактив Несслера: готовят по ГОСТ 4517; раствор, содержащий NH 4 ; готовят по ГОСТ 4212; соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,001 мг/дм 3 NH 4 ; прибор для отгонки, состоящий из круглодонной колбы вместимостью 1000 см 3 холодильника с брызгоуловителем и приемной колбы; пробирка плоскодонная из бесцветного стекла с пришлифованной пробкой диаметром 20 мм и вместимостью 120 см 3 ; пипетка 4(5)-2-1(2) и 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169; цилиндр 1(3)-100 и 1-500 по ГОСТ 1770. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.5.2. Проведение анализа 100 см 3 анализируемой воды помещают цилиндром в пробирку, прибавляют 2,5 см 3 раствора гидроокиси натрия и перемешивают. Затем прибавляют 1 см 3 реактива Несслера и снова перемешивают. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если наблюдаемая через 20 мин по оси пробирки окраска анализируемого раствора не будет интенсивнее окраски раствора сравнения, приготовленного одновременно с анализируемым и содержащего в таком же объеме: 100 см 3 воды, не содержащей аммиака и аммонийных солей, 0,002 мг NH 4 , 2,5 см 3 раствора гидроокиси натрия и 1 см 3 реактива Несслера. 3.6. Определение массовой концентрации нитратов 3.5.2, 3.6. (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.6.1. вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; индигокармин; раствор готовят по ГОСТ 10671.2; кислота серная по ГОСТ 4204, х.ч.; натрия гидроокись по ГОСТ 4328, х.ч., раствор концентрации с (NaOH) = 0, l моль/дм 3 (0,1 н.), готовят по ГОСТ 25794.1 без установления коэффициента поправки; натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор с массовой долей 0,25 %; раствор, содержащий NO 3 ; готовят по ГОСТ 4212; соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,01 мг/см 3 NO 3 ; колба Кн-1-50-14/23 ТХС или Кн-2-50-18 ТХС по ГОСТ 25336; пипетки 4(5)-2-1 и 6(7)-2-5(10, 25) по ГОСТ 29169-91; чашка выпарительная 2 по ГОСТ 9147 или чаша 50 по ГОСТ 19908; цилиндр 1(3)-25(50) по ГОСТ 1770. 3.6.2. Проведение анализа 25 см 3 анализируемой воды помещают пипеткой в чашку, прибавляют 0,05 см 3 раствора гидроокиси натрия, перемешивают и выпаривают досуха по п. 3.3. Чашку сразу же снимают с бани, к сухому остатку прибавляют 1 см 3 раствора хлористого натрия, 0,5 см 3 раствора индигокармина и осторожно при перемешивании добавляют 5 см 3 серной кислоты. Через 15 мин содержимое чашки количественно переносят в коническую колбу, чашку ополаскивают в два приема 25 см 3 дистиллированной воды, присоединяя ее к основному раствору, и содержимое колбы перемешивают. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если окраска анализируемого раствора не будет слабее окраски раствора сравнения, приготовленного следующим образом: в выпарительную чашку помещают 0,5 см 3 раствора, содержащего 0,005 мг NO 3 , 0,05 см 3 раствора гидроокиси натрия и выпаривают досуха на водяной бане. Чашку сразу же снимают с водяной бани; далее сухой остаток обрабатывают таким же образом одновременно с сухим остатком, полученным после выпаривания анализируемой воды, прибавляя такие же количества реактивов в том же порядке. 3.6.1, 3.6.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.7. Определение массовой концентрации сульфатов (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.7.1. Реактивы, растворы и аппаратура: вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; барий хлористый по ГОСТ 4108, раствор с массовой долей 10 %; кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор концентрации с (НС1) = 1 моль/дм 3 (1 н.), готовят по ГОСТ 25794.1 без установления коэффициента поправки; раствор, содержащий SO 4 ; готовят по ГОСТ 4212 на анализируемой воде соответствующим разбавлением основного раствора той же водой получают раствор с концентрацией SO 4 0,01 мг/см 3 ; спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300; пипетки 4(5)-2-2 и 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169; стакан В-1-50 ТС по ГОСТ 25336; цилиндр 1(3)-50 по ГОСТ 1770. 3.7.2. Проведение анализа 40 см 3 анализируемой воды помещают цилиндром в стакан (с меткой на 10 см 3) и упаривают на электроплитке до метки. Затем охлаждают, прибавляют медленно при перемешивании 2 см 3 этилового спирта, 1 см 3 раствора соляной кислоты и 3 см 3 раствора хлористого бария, предварительно профильтрованного через обеззоленный фильтр «синяя лента». Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если опалесценция анализируемого раствора, наблюдаемая на темном фоне через 30 мин, не будет интенсивнее опалесценции раствора сравнения, приготовленного одновременно с анализируемым и содержащего: 10 см 3 анализируемой воды, содержащей 0,015 мг SO 4 , 2 см 3 этилового спирта, 1 см 3 раствора соляной кислоты и 3 см 3 раствора хлористого бария. 3.7.1, 3.7.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.8. Определение массовой концентрации хлоридов 3.8.1. Реактивы, растворы и аппаратура: вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; кислота азотная по ГОСТ 4461, растворы с массовой долей 25 и 1 %; готовят по ГОСТ 4517; натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор с массовой долей 1 %; серебро азотнокислое по ГОСТ 1277; раствор с массовой долей около 1,7 %; раствор, содержащий С l ; готовят по ГОСТ 4212; соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,001 мг/см 3 С l ; пробирка П4-15-14/23 ХС по ГОСТ 25336; пипетки 4(5)-2-1 и 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169; чашка выпарительная 3 по ГОСТ 9147 или чаша 100 по ГОСТ 19908; цилиндр 1(3)-50 по ГОСТ 1770. 3.8.2. Проведение анализа 50 см 3 анализируемой воды помещают цилиндром в выпарительную чашку, прибавляют 0,1 см 3 раствора углекислого натрия и выпаривают досуха по п. 3.3. Остаток растворяют в 3 см 3 воды, если раствор мутный, его фильтруют через обеззоленный фильтр «синяя лента», промытый горячим раствором азотной кислоты с массовой долей 1 %, и переносят в пробирку. Чашку смывают 2 см 3 воды, присоединяя промывные воды к раствору, прибавляют при перемешивании 0,5 см 3 раствора азотной кислоты с массовой долей 25 % и 0,5 см 3 раствора азотнокислого серебра. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если наблюдаемая через 20 мин на темном фоне опалесценция анализируемого раствора не будет интенсивнее опалесценции раствора сравнения, приготовленного одновременно с анализируемым и содержащего в таком же объеме: 0,001 мг С l , 0,1 см 3 раствора углекислого натрия, 0,5 см 3 раствора азотной кислоты с массовой долей 25 % и 0,5 см 3 раствора азотнокислого серебра. 3.8.1, 3.8.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.9. Определение массовой концентрации алюминия с применением стильбазо (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.9.1. Реактивы, растворы и аппаратура: вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; аскорбиновая кислота (витамин С) раствор с массовой долей 5 %, свежеприготовленный; ацетатный буферный раствор рН 5,4; готовят по ГОСТ 4919.2; кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор концентрации с (НС l) = 0,1 моль/дм 3 (0,1 н.); готовят по ГОСТ 25794.1 без установления коэффициента поправки; раствор, содержащий А l ; готовят по ГОСТ 4212; соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,001 мг/см 3 А l ; стильбазо, раствор с массовой долей 0,02 %; годен в течение двух месяцев; пипетки 4(5)-2-1(2) и 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169; пробирка П4-15-14/23 ХС по ГОСТ 25336; чашка выпарительная № 2 по ГОСТ 9147 или чаша 40(50) по ГОСТ 19908; цилиндр 1(3)-25(50) по ГОСТ 1770. 3.9.2. Проведение анализа 20 см 3 анализируемой воды помещают цилиндром в выпарительную чашку и выпаривают досуха по п. 3.3. К остатку прибавляют 0,25 см 3 раствора соляной кислоты, количественно переносят 2,25 см 3 воды в пробирку, прибавляют при перемешивании 0,15 см 3 раствора аскорбиновой кислоты, 0,5 см 3 раствора стильбазо и 5 см 3 ацетатного буферного раствора. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если окраска анализируемого раствора через 10 мин не будет интенсивнее окраски раствора сравнения, приготовленного одновременно с анализируемым и содержащего в таком же объеме: 0,001 мг А l , 0,25 см 3 раствора соляной кислоты, 0,15 см 3 раствора аскорбиновой кислоты, 0,5 см 3 раствора стильбазо и 5 см 3 буферного раствора. 3.9.1, 3.9.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.9а. Определение массовой концентрации алюминия с применением ксиленолового оранжевого 3.9а.1. Реактивы, растворы и аппаратура: вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; раствор ацетатный буферный рН 3,4; готовят по ГОСТ 4919.2; кислота соляная по ГОСТ 3118, х.ч., раствор концентрации с (НС l) = 0,1 моль/дм 3 (0,1 н.); готовят по ГОСТ 25794.1 без установления коэффициента поправки; ксиленоловый оранжевый, раствор с массовой долей 0,1 %; готовят по ГОСТ 4919.1; раствор, содержащий А l ; готовят по ГОСТ 4212; соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,001 мг/см 3 А l ; колба Кн-1-50-14/23 ТХС или Кн-2-50-18 ТХС по ГОСТ 25336; пипетки 4(5)-2-1 и 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169; чашка выпарительная № 3 по ГОСТ 9147 или чаша 100 по ГОСТ 19908; цилиндр 1(3)-100 по ГОСТ 1770. 3.9а.2. Проведение анализа 60 см 3 анализируемой воды помещают цилиндром в выпарительную чашку и выпаривают досуха по п. 3.3. Остаток растворяют в 0,25 см 3 раствора соляной кислоты, 2 см 3 воды и количественно переносят 8 см 3 воды в коническую колбу. Затем к раствору прибавляют 10 см 3 ацетатного буферного раствора, 1 см 3 раствора ксиленолового оранжевого, колбу помещают в водяную баню (80 °С) на 5 мин и охлаждают. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если наблюдаемая в проходящем свете на фоне молочного стекла розовато-оранжевая окраска по розовому оттенку будет не интенсивнее окраски раствора сравнения, приготовленного одновременно с анализируемым и содержащего в таком же объеме воды 0,003 мг А l , 0,25 см 3 раствора соляной кислоты, 10 см 3 ацетатного буферного раствора и 1 см 3 раствора ксиленолового оранжевого. 3.9а. - 3.9а.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.10. Определение массовой концентрации железа (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.10.1. Реактивы, растворы и аппаратура: вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор с массовой долей 5 %, свежеприготовленный; аммоний роданистый по ГОСТ 27067, раствор с массовой долей 30 %, очищенный от железа экстракцией изоамиловым спиртом (экстракцию проводят после подкисления раствора раствором серной кислоты до обесцвечивания спиртового слоя); кислота серная по ГОСТ 4204, х.ч., раствор с массовой долей 20 %; раствор, содержащий Fe ; готовят по ГОСТ 4212; соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,001 мг/см 3 Fe ; спирт изоамиловый по ГОСТ 5830; пипетки 4(5)-2-1(2) и 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169; пробирка из бесцветного стекла с пришлифованной пробкой вместимостью 100 см 3 и диаметром 20 мм; цилиндр 1(3)-50(100) по ГОСТ 1770. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.10.2. Проведение анализа 40 см 3 анализируемой воды помещают цилиндром в пробирку, прибавляют 0,5 см 3 раствора серной кислоты, 1 см 3 раствора надсернокислого аммония, 3 см 3 раствора роданистого аммония, перемешивают, прибавляют 3,7 см 3 изоамилового спирта, тщательно перемешивают и выдерживают до расслоения раствора. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если наблюдаемая окраска спиртового слоя анализируемого раствора не будет интенсивнее окраски спиртового слоя раствора сравнения, приготовленного одновременно с анализируемым таким же образом и содержащего: 20 см 3 анализируемой воды, 0,001 мг Fe , 0,25 см 3 раствора серной кислоты, 1 см 3 раствора надсернокислого аммония, 1,5 см 3 раствора роданистого аммония и 3 см 3 изоамилового спирта. 3.11. Определение массовой концентрации кальция 3.10.2, 3.11. (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.11.1. Реактивы, растворы и аппаратура: вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор с массовой долей 10 %; готовят по ГОСТ 4517; мурексид (аммонийная соль пурпуровой кислоты), раствор с массовой долей 0,05 %; годен в течение двух суток; натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор концентрации с (NaOH) = 1 моль/дм 3 (1 н.), готовят по ГОСТ 25794.1 без установления коэффициента поправки; раствор, содержащий Ca ; готовят по ГОСТ 4212; соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,01 мг/см 3 Ca ; пробирки П4-15-14/23 ХС по ГОСТ 25336; пипетки 4(5)-2-1 и 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169; чашка выпарительная 1 по ГОСТ 9147 или чаша 20 по ГОСТ 19908; цилиндр 1(3)-25(50) по ГОСТ 1770. 3.11.2. Проведение анализа 10 см 2 анализируемой воды помещают цилиндром в выпарительную чашку и выпаривают досуха по п. 3.3. Сухой остаток обрабатывают 0,2 см 3 раствора соляной кислоты и количественно переносят 5 см 3 воды в пробирку. Затем прибавляют 1 см 3 раствора гидроокиси натрия, 0,5 см 3 раствора мурексида и перемешивают. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если наблюдаемая через 5 мин розовато-фиолетовая окраска анализируемого раствора по розовому оттенку не будет интенсивнее окраски раствора сравнения, приготовленного одновременно с анализируемым и содержащего в таком же объеме: 0,008 мг Ca , 0,2 см 3 раствора соляной кислоты, 1 см 3 раствора гидроокиси натрия и 0,5 см 3 раствора мурексида. 3.11.1, 3.11.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.12. Определение массовой концентрации меди (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.12.1. Реактивы, растворы и аппаратура: вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; натрия N , N -диэтилдитиокарбамат 3-водный по ГОСТ 8864, раствор с массовой долей 0,1 %; свежеприготовленный; кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор с массовой долей 25 %; готовят по ГОСТ 4517; раствор, содержащий Cu ; готовят по ГОСТ 4212; соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,001 мг/см 3 Cu ; спирт изоамиловый по ГОСТ 5830; пробирка из бесцветного стекла с пришлифованной пробкой вместимостью 100 см 3 и диаметром 20 мм или цилиндр 2(4)-100 по ГОСТ 1770; пипетка 4(5)-2-1(2) и 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169; цилиндр 1(3)-50(100) по ГОСТ 1770. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.12.2. Проведение анализа 50 см 3 анализируемой воды помещают цилиндром в пробирку, прибавляют 1 см 3 раствора соляной кислоты, перемешивают, прибавляют 3,8 см 3 изоамилового спирта и дважды по 1 см 3 раствора 3-водного N , N -диэтилдитиокарбамата натрия, перемешивая немедленно после прибавления каждой порции раствора 3-водного N , N -диэтилдитиокарбамата натрия в течение 1 мин и выдерживают до расслоения. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если наблюдаемая окраска спиртового слоя анализируемого раствора не будет интенсивнее окраски спиртового слоя раствора сравнения, приготовленного одновременно с анализируемым таким же образом и содержащего: 25 см 3 анализируемой воды, 0,0005 мг Cu , 1 см 3 раствора соляной кислоты, 3 см 3 изоамилового спирта и 2 см 3 раствора 3-водного N , N -диэтилдитиокарбамата натрия. 3.13. Определение массовой концентрации свинца 3.12.2, 3.13. (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.13.1. Реактивы, растворы и аппаратура: вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; кислота уксусная по ГОСТ 61, х.ч., раствор с массовой долей 10%; калий железистосинеродистый 3-водный по ГОСТ 4207, раствор с массовой долей 1 %, свежеприготовленный; натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, раствор концентрации с (Na 2 B 4 O 7 ·10 H 2 O) = 0,05 моль/дм 3 ; раствор, содержащий Pb ; готовят по ГОСТ 4212; соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,001 мг/см 3 Pb ; сульфарсазен (индикатор), раствор готовят по ГОСТ 4919.1; пипетки 4(5)-2-1(2) и 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169; пробирка П4-15-14/23 ХС по ГОСТ 25336; чашка выпарительная 2 по ГОСТ 9147 или чаша 50 по ГОСТ 19908; цилиндр 1(3)-25(50) по ГОСТ 1770. 3.13.2. Проведение анализа 20 см 3 анализируемой воды помещают цилиндром в выпарительную чашку и выпаривают досуха по п. 3.3. Сухой остаток обрабатывают 1 см 3 раствора уксусной кислоты и снова выпаривают досуха. Затем чашку охлаждают, остаток смачивают 0,1 см 3 раствора уксусной кислоты, количественно переносят 3 см 3 воды в пробирку, прибавляют 0,2 см 3 раствора железистосинеродистого калия, 0,25 см 3 раствора сульфарсазена, перемешивают, прибавляют 2 см 3 раствора тетраборнокислого натрия и снова перемешивают. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если окраска анализируемого раствора, наблюдаемая по оси пробирки в проходящем свете на белом фоне, не будет интенсивнее окраски раствора сравнения, приготовленного одновременно с анализируемым и содержащего в таком же объеме: 0,001 мг Р b , 0,1 см 3 раствора уксусной кислоты, 0,2 см 3 раствора железистосинеродистого калия, 0,25 см 3 раствора сульфарсазена и 2 см 3 раствора тетраборнокислого натрия. 3.13.1, 3.13.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.14. Определение массовой концентрации цинка (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.14.1. Реактивы, растворы и аппаратура: вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 5 %, свежеприготовленный; кислота винная по ГОСТ 5817, раствор с массовой долей 10 %; кислота лимонная моногидрат и безводная по ГОСТ 3652, раствор с массовой долей 10 %; раствор, содержащий Zn ; готовят по ГОСТ 4212; соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,001 мг/см 3 Zn ; сульфарсазен, раствор с массовой долей 0,02 %; готовят следующим образом: 0,02 г сульфарсазена растворяют в 100 см 3 воды и добавляют 1 - 2 капли раствора аммиака; пипетки 4(5)-2-1(2) и 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169; пробирка П4-15-14/23 ХС по ГОСТ 25336; чашка выпарительная 1 по ГОСТ 9147 или чаша 20 по ГОСТ 19908; цилиндр 1-10 по ГОСТ 1770 или пипетка 6(7)-2-5(10) по ГОСТ 29169. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.14.2. Проведение анализа 5 см 3 анализируемой воды помещают цилиндром или пипеткой в выпарительную чашку и выпаривают досуха по п. 3.3. Чашку охлаждают, сухой остаток количественно переносят 3 см 3 воды в пробирку, прибавляют при перемешивании 0,8 см 3 раствора винной кислоты, 0,2 см 3 раствора лимонной кислоты, 0,8 см 3 раствора аммиака и 0,5 см 3 раствора сульфарсазена. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если окраска анализируемого раствора, наблюдаемая по оси пробирки, в проходящем свете на белом фоне не будет интенсивнее окраски стандартного раствора, приготовленного одновременно с анализируемым и содержащего в таком же объеме: 0,001 мг Zn , 0,8 см 3 раствора винной кислоты, 0,2 см 3 раствора лимонной кислоты, 0,8 см 3 раствора аммиака и 0,5 см 3 раствора сульфарсазена. 3.15. Определение массовой концентрации веществ, восстанавливающих марганцовокислый калий 3.14.2, 3.15. (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.15.1. Реактивы, растворы и аппаратура: вода дистиллированная по настоящему стандарту, проверенная по п. 3.3; калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор концентрации с (1/5 КМ n О 4) = 0,01 моль/дм 3 (0,01 н.), свежеприготовленный, готовят по ГОСТ 25794.2; кислота серная по ГОСТ 4204, раствор с массовой долей 20 %, готовят по ГОСТ 4517; колба Кн-1-500-24/29 ТХС или Кн-2-500-34 ТХС по ГОСТ 25336; пипетки 4(5)-2-1 и 6(7)-2-5 по ГОСТ 29169; цилиндр 1(3)-250 по ГОСТ 1770. 3.15.2. Проведение анализа 250 см 3 анализируемой воды помещают цилиндром в колбу, прибавляют 2 см 3 раствора серной кислоты и 0,25 см 3 раствора марганцовокислого калия и кипятят в течение 3 мин. Воду считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если при наблюдении в проходящем свете на белом фоне в анализируемом растворе будет заметна розовая окраска, при сравнении с равным объемом той же воды, к которой не прибавлены названные выше реактивы. 1 см 3 раствора марганцовокислого калия, концентрации точно с (КМ n О 4) = 0,01 моль/дм 3 соответствует 0,08 мг кислорода. 3.15.1, 3.15.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3.16. Определение рН воды проводят на универсальном иономере ЭВ-74 со стеклянным электродом при 20 °С. (Измененная редакция, Изм. № 2). 3.17. Удельную электрическую проводимость определяют на кондуктометре любого типа при 20 °С.

4. ХРАНЕНИЕ

4.1. Воду хранят в герметически закрытых полиэтиленовых и фторопластовых бутылках или другой таре, обеспечивающей стабильное качество воды. (Измененная редакция, Изм. № 2).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

Добрый день!
Подскажите, существует ли какой либо теореточеский метод определения проводимости воды с растворенными в ней соединениями, если известна исходная проводимость воды и точное количественное содержание растворенных в воде соединений.

Заранее благодарю!

Точный расчет удельной электропроводности производят по специальным эмпирическим формулам с использованием откалиброванных растворов хлористого калия с заранее известной величиной УЭП. Измеренную величину принято отображать с использованием единицы измерения Сименс, 1 См обратен 1 Ом. Причем для соленой воды результаты исследований отображаются См/м, а пресной воды – в мкСм/метр, то есть в микросименсах. Измерение электропроводности водных растворов дает для дистиллированной воды величину УЭП от 2 до 5 мкСм/метр, для атмосферных осадков величину от 6 до 30 и более мкСм/метр, а для пресных речных и озерных вод в тех районах, где воздушная среда сильно загрязнена, величина УЭП может колебаться в пределах 20-80 мкСМ/см.

Чтобы смягчить эту проблему, часто вместо двух используются четыре электрода. Поляризация электрода может быть предотвращена или уменьшена путем применения переменного тока и регулировки частоты измерения. Низкие частоты используются для измерения низкой проводимости, где сопротивление поляризации сравнительно невелико. Более высокие частоты используются для измерения высоких значений проводимости. Современные цифровые двухэлектродные измерители проводимости обычно используют сложные формы переменного тока и температурную компенсацию.

Для приблизительной оценки УЭП можно воспользоваться эмпирически найденным соотношением зависимости УЭП от содержания солей в воде (минерализация):

УЭП ( мкСм/cм ) = содержание солей (мг / л) / 0,65

То есть, для определения УЭП (мкСм/cм) показатель содержание солей (минерализацию воды) (мг/л) делят на поправочный коэффициент 0,65. Величина этого коэффициента колеблется в зависимости от типа вод в диапазоне 0,55-0,75. Растворы хлористого натрия проводят ток лучше: содержание NaCl (мг/л) = 0,53 мкСм/cм или 1 мг/л NaCl обеспечивает электропроводность в 1,9 мкСм/cм.

Эксперимент: измерение общей минерализации и проводимости

Они откалиброваны на заводе, и часто требуется повторная калибровка в поле, поскольку постоянная ячейки изменяется со временем. Он может быть изменен из-за загрязнения или физико-химической модификации электродов. В традиционном двухэлектродном измерителе проводимости между двумя электродами подается переменное напряжение и измеряется результирующий ток. Этот счетчик, хотя и прост, имеет один недостаток - он измеряет не только сопротивление раствора, но и сопротивление, вызванное поляризацией электродов.

Для ориентировочного расчета УЭП по содержанию солей в воде (минерализации) можно воспользоваться следующим графиком (рис. 1):

Рис. 1. График зависимости УЭП от содержания в воде солей (минерализации).

УЭП также измеряется при помощи специального прибора – кондуктометра, состоящего из платиновых или стальных электродов, погружаемых в воду, через которые пропускается переменный ток частотой от 50 Гц (в маломинерализованной воде) до 2000 Гц и более (в соленой воде), путем измерения электрического сопротивления.

Для минимизации влияния поляризации часто используются 4-электродные ячейки, а также платинированные клетки, покрытые платиновой черной. Устройства для измерения электропроводности часто используются для измерения общего количества растворенных твердых веществ. Это мера общей массы всех органических и неорганических веществ, содержащихся в жидкости в различных формах: ионизированной, молекулярной, коллоидной и суспендированной. Растворенные твердые вещества относятся к любым неорганическим солям, главным образом кальция, калия, магния, натрия, хлоридов, бикарбонатов и сульфатов и некоторого органического вещества, растворенного в воде.

Принцип действия кондуктометра основан на прямой зависимости электроводности воды (силы тока в постоянном электрическом поле, создаваемом электродами прибора) от количества растворенных в воде соединений. Широкий спектр соответствующего оборудования позволяет сейчас измерять проводимость практически любой воды, от сверхчистой (очень низкая проводимость) до насыщенной химическими соединениями (высокая проводимость).

Общее количество растворенных твердых веществ обычно измеряется в воде для определения его качества. Существует два основных метода измерения общего количества растворенных твердых веществ: гравиметрический анализ, который является наиболее точным методом, и измерение проводимости.

Второй метод не так точен, как гравиметрический анализ. Однако метод проводимости является наиболее удобным, полезным, широко распространенным и быстрым методом, поскольку это простое измерение проводимости и температуры, что можно сделать за несколько секунд с помощью недорогого устройства. Этот метод может быть использован, поскольку электропроводность воды напрямую связана с концентрацией ионизированных веществ, растворенных в воде. Это особенно полезно для целей контроля качества, таких как контроль питьевой воды или оценка общего количества ионов в растворе.

Кондуктометр можно приобрести даже в зоомагазинах, при этом возможны комбинации такого прибора с рН метром. Кроме того, такой прибор можно приобрести в конторах и фирмах, торгующих оборудованием для экологических исследований www.tdsmeter.ru/com100.html.

Умельцы, хорошо владеющие паяльником, могут сами изготовить прибор для измерения электропроводности конструкции И.И.Ванюшина. (журнал "Рыбное хозяйство", 1990 г., №5, стр. 66-67. Кроме того, во всех деталях это устройство и способы его калибровки описаны в очень полезной книге "Современный аквариум и химия", авторы И.Г.Хомченко, А.В.Трифонов, Б.Н.Разуваев, Москва, 1997 г). Прибор сделан на распространенной микросхеме К157УД2, которая представляет собой два операционных усилителя. На первом собран генератор переменного тока, на втором – усилитель по стандартной схеме, с которого снимаются показания цифровым или аналоговым вольтметром (рис. 2).

Получение и контроль качества дистиллированной воды

Измерения проводимости зависят от температуры, т.е. при повышении температуры проводимость также увеличивается, поскольку ионы в растворе движутся быстрее. Для получения не зависящих от температуры измерений была введена концепция эталонной температуры. Это позволяет сравнивать результаты проводимости при разных температурах. Если требуется очень высокая точность, образец можно поместить в термостат, а затем измеритель будет откалиброван с точно такой же температурой, которая используется для измерения.

Рис. 2. Самодельный кондуктометр.

Для исключения влияния температуры измерения эоектропроводности производятся при постоянной температуре 20 0 С, поскольку значение электропроводности и результат измерений зависят от температуры, как только температура повышается хотя бы на 1 0 С, измеряемая величина электропроводности тоже увеличивается приблизительно на 2 %. Чаще всего ее пересчитывают по отношению к 20 0 С по корректировочной таблице, либо приводятся к ней с использованием эмпирических формул.

Большинство современных измерителей проводимости содержат встроенный температурный датчик, который можно использовать для коррекции температуры, а также для измерения температуры. Однако все они измеряют только проводимость и температуру, а затем вычисляют необходимое физическое значение и производят температурную компенсацию.

Такое же устройство с фирменным наименованием, вероятно, сделанное на той же фабрике, будет стоить в 10 раз больше. Но это для тех, кто любит платить только за фирменное наименование. Следует отметить, что два фактических физических значения, которые это устройство измеряет, являются сопротивлением раствора между двумя электродами и температурой раствора.

Корректировочная таблица для расчета УЭП.

Температура, °С	Поправочный коэффициент	Температура, °С	Поправочный коэффициент	Температура, °С	Поправочный коэффициент

Расчет удельной электропроводности воды в данном случае производится по формуле:

Это безразмерная величина. Так же, как процент означает из сотни, части на миллион единиц означает из миллиона. Мы обсудим эти расчеты ниже. Примерами веществ с высокой концентрацией солей являются некоторые пищевые продукты и морская вода. Это только нормальная концентрация соли во многих пищевых продуктах.

Во многих отраслях существует множество разных масштабов. Разница между ними заключается в их использовании. Для нашего эксперимента мы сначала измерим общее количество растворенных твердых веществ в дистиллированной воде. Чтобы приготовить 100 мл раствора, нам понадобится 100 мг хлорида натрия и до 100 мл дистиллированной воды. Чтобы сделать раствор, мы помещаем хлорид натрия в измерительный цилиндр, добавляем немного дистиллированной воды и перемешиваем до полного растворения хлорида натрия. Затем добавьте дистиллированную воду до отметки 100 мл и снова хорошо перемешайте.

УЭП = C п / R

где C п - емкость датчика прибора, зависящий от материала и размеров электродов и имеющий размерность см-1, определяется при тарировке прибора по растворам хлористого калия с известной величиной удельной электропроводности; K - температурный коэффициент для приведения измеренной величины при любой температуре к принятому постоянному ее значению; R - измеренное электрическое сопротивление воды прибором, в Омах.

Это немного меньше значения 5 см-1. Заметим, что формула для вычисления константы ячейки может давать только приблизительное значение. У вас есть трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Электропроводность оценивает количество всех растворенных солей или общее количество растворенных ионов в воде.

Что в мире микросферы на сантиметр? Это единицы электропроводности. Датчик просто состоит из двух металлических электродов, которые ровно на расстоянии 0 см друг от друга и выступают в воду. На электродах подается постоянное напряжение. Электрический ток протекает через воду из-за этого напряжения и пропорционален концентрации растворенных ионов в воде - чем больше ионов, тем больше проводящая вода приводит к более высокому электрическому току, который измеряется электронным способом. Дистиллированная или деионизированная вода имеет очень мало растворенных ионов и поэтому почти нет тока, протекающего через щель.

Прибор необходимо отградуировать в значениях сопротивления. Для градуировки можно рекомендовать следующие сопротивления: 1 кОм (электропроводность 1000 мкСм), 4 кОм (250 мкСм), 10 кОм (100 мкСм).

Для того, чтобы точнее определить удельную электропроводность, нужно знать постоянную сосуда для измерения СX. Для этого необходимо приготовить 0,01 М раствора хлорида калия (KCl) и измерить его электросопротивление R KCl , (в кОм) в приготовленной ячейке. Емкость сосуда определяется по формуле:

Классификация солевых вод

Вы найдете оба набора единиц в опубликованной научной литературе, хотя их числовые значения идентичны. Это просто символ масштаба, от 0 до 14, который оценивает водные растворы в зависимости от их кислотности или щелочности. Чистой воде дается число 7 - прямо в середине шкалы - потому что оно содержит равное количество кислотных и основных ионов и поэтому является нейтральным. По мере увеличения щелочности раствора значение рН повышается; по мере увеличения кислотности, рН снижается. Каждый шаг представляет собой увеличение или уменьшение в десять раз.

C п = R KC УЭП KCl

где УЭП KC - удельная электропроводность 0,01М раствора KCl при данной температуре в мкСм/см, найденная по корректировочной таблице.

Расчет УЭП после этого производится по формуле:

УЭП = C п {K Т } / R

РН образца воды является мерой концентрации ионов водорода. Термин рН был получен от того, как рассчитывается концентрация ионов водорода - это отрицательный логарифм концентрации ионов водорода. То, что это означает для тех из нас, кто не является математиком, заключается в том, что при более высоком рН меньше ионов свободного водорода и что изменение одной единицы рН отражает десятикратное изменение концентраций иона водорода. Например, количество ионов водорода в 10 раз больше, чем при рН 7, чем при рН.

Установление величины общей минерализации воды

Диапазон значений рН от 0 до рН, равный 7, считается нейтральным. Вещества с рН менее 7 являются кислотными; вещества с рН более 7 являются основными. Например, в дополнение к влиянию того, сколько и какая форма фосфора наиболее распространена в воде, рН также может определять, может ли ее использовать водная жизнь. В случае тяжелых металлов степень их растворимости определяет их токсичность.

где C п - емкость датчика прибора, зависящий от материала и размеров электродов и имеющий размерность см -1 , определяется при калибровке прибора по растворам хлористого калия с известной величиной УЭП; K т - температурный коэффициент для приведения измеренной величины при любой температуре к принятому постоянному ее значению; R - измеренное электрическое сопротивление воды прибором, в Омах.

Металлы, как правило, более токсичны при более низком рН, потому что они более растворимы. Не нужно регулировать нормально Легкое управление Надежность и устойчивость Легко переносить. Деионизированная вода часто используется для точной очистки. Это проверенный процесс, но с рядом скрытых ловушек.

В общем, есть три общих уровня воды: водопроводная вода, дистиллированная вода и деионизированная вода. С точки зрения точной очистки ни водопроводная вода, ни дистиллированная вода не являются достаточно чистыми, чтобы справиться с этой задачей, поскольку они загрязнены в большей или меньшей степени минералами и органическими веществами.

УЭП соленой воды принято выражать в См/м (См - Сименс, величина, обратная Ому), пресной воды - в микросименсах (мкСм/см). УЭП дистиллированной воды равна 2-5 мкСм/см, атмосферных осадков - от 6 до 30 мкСм/см и более, в районах с сильно загрязненной воздушной средой, речных и пресных озерных вод 20-800 мкСм/см.

Нормируемые величины минерализации приблизительно соответствуют удельной электропроводности 2 мСм/см (1000 мг/дм 3) и 3 мСм/см (1500 мг/дм 3) в случае как хлоридной (в пересчете на NaCl), так и карбонатной (в пересчете на CaCO 3). минерализации.

Двуниточные деионизаторы используют отдельные резервуары, в которых содержится катионная смола, а другая - анионная смола. Очевидно, что затраты, потребление энергии, сквозные и управляющие проблемы скачутся экспоненциально по мере увеличения чистоты воды. Чем чище вода, тем более голодны для ионов, и чем больше загрязнений она будет привлекать, если упаковка и обработка не будут контролироваться жестко.

Теперь вы не указали каких-либо особенностей приложения, в котором вы работали. Если вода достаточно чистая, чтобы быть агрессивным очистителем, она мгновенно станет загрязнена, как только откроется бутылка или контейнер, и в этот момент вы также можете очистить дистиллированной водой и сэкономить немного денег.

Чистая вода в результате ее собственной диссоциации имеет удельную электрическую проводимость при 25 С равную 5,483 мкСм/м.

Более подробно о методах расчета УЭП смотрите в соответствующих разделах нашего сайта.

К.х.н. О.В. Мосин

Ниже приводятся методические по расчету общей минерализации, ионной силы, жесткости и определения содержания сульфат-ионов в природных и сточных водах по величине удельной электропроводности как обобщенного показателя их качества.

Это произошло потому, что они обнаружили, что через час или около того очистка остановилась независимо от того, как долго они запускали машины. Единственный жизнеспособный вариант - плотно закрытая замкнутая система, которая очищает воду, выполняет очистку, а затем перерабатывает воду. Они, как правило, дорогие, энергоемкие и относительно медленные в сквозном режиме.

Фильтр обратного осмоса удаляет дополнительные загрязнители, а фильтр смолы с смешанным слоем удаляет окончательные растворенные минералы. Если вы чистите высококачественную полупроводниковую окончательную очистку оптики или медицинских устройств высокого класса, то тип 1 является правильным выбором.

Определение электропроводности (L) воды сводится к измерению обратной ее величины - сопротивления (R), которое вода оказывает приходящему через нее току. Таким образом, L= 1:R, и поэтому величина электропроводности выражается в обратных Омах, а по современной классификации СИ - в Сименсах (См).

Величина удельной электропроводности сохраняется неизменной в пределах допускаемой погрешности (10%) при наличии в природных и сточных водах различных по природе органических соединений (до 150 мг/дм) и взвешенных веществ (до 500 мг/дм3).

Как работают системы фильтрации и обратного осмоса. Фильтр картриджа Далее - фильтр типа картриджа. Этот фильтр типа обычно имеет съемный корпус, в который могут быть размещены различные типы «элементов». Элемент картриджа фильтра осадка может быть изготовлен для удаления частиц определенного размера и большего размера. Большинство элементов промышленного и лабораторного использования указывают на удаление от 15 до 15 микрон и более. и добавить после него слова «Абсолют». Это просто означает, что если он говорит, что он равен 5 мкм, это значит!

Для измерения удельной электропроводности (кси) могут быть использованы любые кондуктометры с диапазоном от 1*10(-6) См/см до 10*10(-2) См/см.

1. ПОЛУЧЕНИЕ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЫ

1.1. НОРМАТИВЫ КАЧЕСТВА

В лабораториях по контролю качества природных и сточных вод дистиллированная вода является основным растворителем для приготовления реактивов, разбавителем исследуемых проб, экстрагентом, а также используется для ополаскивания лабораторной посуды. Поэтому для успешной работы любой химико-аналитической лаборатории наряду с выполнением таких условий, как высокая квалификация специалистов, наличие точных поверенных приборов, использование реактивов требуемой степени чистоты, стандартных образцов и стандартной мерной посуды, большое внимание должно быть уделено качеству дистиллированной воды, которая по своим физико-химическим показателям должна соответствовать требованиям ГОСТ 670972 (см. таблицу).

НОРМАТИВЫ

КАЧЕСТВА ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЫ ПО

рН ¦ 5,4-6,6 ¦

Вещества, восстанавливающие КМnО4 ¦ 0,08 ¦

Остаток после выпаривания ¦ 5,0 ¦

Остаток после прокаливания ¦ 1,0 ¦

Аммиак и соли аммония ¦ 0,02 ¦

Нитраты ¦ 0,20 ¦

Сульфаты ¦ 0,50 ¦

Хлориды ¦ 0,02 ¦

Алюминий ¦ 0,05 ¦

Железо ¦ 0,05 ¦

Кальций ¦ 0,80 ¦

Медь ¦ 0,02 ¦

Свинец ¦ 0,05 ¦

Цинк ¦ 0,20 ¦

Удельная электропроводность при 20 град. С не более 5*10(-6) См/см

Если все показатели соответствуют установленным нормам, то дистиллированная вода пригодна для использования в лабораторных исследованиях, и ее качество не повлияет на метрологические характеристики выполняемых в лаборатории анализов. Нормативы периодичности проведения контроля качества дистиллированной воды не установлены.

1.2. ПОЛУЧЕНИЕ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

Дистиллированную воду получают в дистилляторах различных марок. Дистиллятор устанавливают в отдельном помещении, воздух которого не должен содержать вещества, легко поглощаемые водой (пары аммиака, соляной кислоты и др.). При первоначальном пуске или при пуске дистиллятора после длительной консервации пользование дистиллированной водой разрешается только после 40 часов работы дистиллятора и после проверки качества получаемой воды в соответствии с требованиями ГОСТ.

В зависимости от состава исходной воды может быть получена дистиллированная вода различного качества.

При высоком содержании в воде солей кальция и магния на поверхности нагревательных элементов, внутренних стенках парообразователя и холодильной камеры образуется накипь, в результате чего ухудшаются условия теплообмена, приводящие к снижению производительности и сокращению срока службы дистиллятора. В целях умягчения исходной воды и уменьшения образования накипи аппарат целесообразно эксплуатировать в комплексе с противонакипным магнитным устройством или химическим водоподготовителем (на основе ионообменных смол в натриевой форме), например марки КУ-2-8чс.

Вопрос о сроках проведения периодической профилактической промывки дистиллятора и очистки от накипи решается опытным путем, руководствуясь при этом данными о качестве дистиллированной воды при периодическом контроле. После очистки и промывки дистиллятора дистиллированная вода вновь анализируется по всем показателям согласно ГОСТ.

Все результаты анализов воды следует вносить в журнал, где одновременно необходимо отражать режим работы дистиллятора. Анализ полученных результатов позволит установить для каждой исходной воды свой режим работы аппарата: период эксплуатации, срок его отключения для проведения профилактической чистки, мойки, промывки и т.д.

Если в качестве исходной воды используется вода с высоким содержанием органических веществ, то часть их может перейти с отгоном в дистиллят и повысить контрольную величину окисляемости. Поэтому ГОСТ предусматривает определение содержания органических веществ, восстанавливающих марганцовокислый калий.

Для освобождения перегоняемой воды от органических примесей и улучшения качества дистиллята рекомендуется использовать химические водоподготовители с гранулированным сорбентом из березового активированного угля или с макропористым гранулированным анионитом марки АВ-17-10П.

При обнаружении в дистиллированной воде веществ, восстанавливающих перманганат калия в концентрации более 0,08 мг/дм необходимо провести вторичную перегонку дистиллята с добавлением в него перед отгоном раствора 1% КМnО4, из расчета 2.5 см.куб на 1 дм воды. Общая затрата времени на контроль качества дистиллированной воды по всем 14 показателям, указанным в таблице, составляет 11 часов рабочего времени аналитика (65 лабораторных единиц). Определение удельной электропроводности воды выгодно отличается по временным затратам от традиционного химического анализа при определении отдельных показателей, т.к. затрата времени на ее определение составляет не более 1 лабораторной единицы (10 минут) и рекомендуется как экспресс - метод при контроле качества дистиллированной воды.

По величине удельной электропроводности можно обобщенно охарактеризовать всю сумму составляющих остаточного количества минеральных веществ (в том числе нитраты, сульфаты, хлориды, алюминий, железо, медь, аммиак, кальций, цинк, свинец).

При необходимости получения экспрессных сведений о содержании в воде сульфат-ионов последнее может быть рассчитано по величине удельной электропроводности и содержанию гидрокарбонати хлорид-ионов (см. раздел 2).

Согласно ГОСТ результат намерения величины дистиллированной воды выражается при 20 град. С

1.3. УСЛОВИЯ ХРАНЕНИЯ

Дистиллированная вода для лабораторных исследований должна быть свежеперегнанной. При необходимости воду можно хранить в герметически закрытых полиэтиленовых или фторопластовых бутылях. Для предотвращения поглощения из воздуха углекислоты бутыли с дистиллированной водой должны быть закрыты пробками с хлоркальциевыми трубками. Безаммиачная вода хранится в бутыли, закрытой пробкой с "гуськом", содержащим раствор серной кислоты.

3. УСТАНОВЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОБЩЕЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ВОДЫ

3.1. ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ

Одним из наиболее важных показателей качества воды является величина общей минерализации, обычно определяемая гравиметрически по сухому остатку. Используя данные химического анализа о содержании хлорид-, гидрокарбонати сульфат-ионов, с помощью переводных множителей можно рассчитать величину общей минерализации (М, мг/дм.куб.) исследуемой воды по формуле (2) :

М=[НСО(3-)*80+[Сl-]-55+*67

где [НСО(3-)], [Сl], - концентрации гидрокарбонат-, хлорид-, сульфат-ионов в мг-экв/дм.куб. соответственно. Численные множители приблизительно отвечают среднеарифметическим значениям молярных масс эквивалентов солей соответствующего аниона с кальцием, магнием, натрием и калием.

3. СПОСОБ ОЦЕНКИ ИОННОЙ СИЛЫ ВОДНОГО РАСТВОРА

В практике гидрохимических исследований величина ионной силы воды используется при контроле ионного состава воды с помощью ионселективных электродов, а также при экспрессном расчете общей жесткости.

Расчет ионной силы (мю) природных и сточных вод производится по результатам двукратного измерения величины удельной электропроводности воды: неразбавленной (кси1) и разбавленной в соотношении 1:1 (кси2).

Вычисление ионной силы производится по формуле (4) :

(мю)=К*См10 (4)

Где См - общая минерализация воды, рассчитанная по величине удельной электропроводности как а * 10(4) и выраженная в мг-экв/дм.куб;

К - ионный показатель, устанавливаемый с помощью корректировочной таблицы по величинам См и кси2/кси1.

Рассчитанные данным способом значения (мю) природных и сточных вод (даже содержащих большое количество взвешенных частиц) согласуются с величинами (мю), определенными по данным химического анализа содержания главных ионов; расхождение результатов двух способов не превышает 10%, что согласуется с допускаемыми нормативами воспроизводимости.

Данный экспрессный способ определения ионной силы природных и сточных вод более экономичен и имеет преимущество при контроле мутных и окрашенных вод.

4. СПОСОБ ОЦЕНКИ ОБЩЕЙ ЖЕСТКОСТИ ВОДЫ

Смещая жесткость является одним из важнейших групповых показателей качества воды для всех типов водопользования. Общепринятое комплекснометрическое определение жесткости имеет существенное ограничение и не может быть использовано при анализе мутных и окрашенных вод, а также при значительном содержании ряда металлов. Такие воды при определении общей жесткости должны подвергаться специальной обработке, что сопряжено с увеличением расхода химических реактивов и дополнительными затратами рабочего времени на проведение анализа.

Ускоренный способ оценки ориентировочной величины общей жесткости (Ж общ.) основан на данных, получаемых по результатам измерения электропроводности. Расчет производят по формуле (5) %

Ж общ.= 2(мю) * 10(3) - (2См + SO4(2-)]) (5)

где (мю) - величина ионной силы воды (расчет по данным электропроводности, см. раздел 4); См - общая минерализация, мг-экв/дм.куб. (расчет по данным электропроводности, см. раздел 4); - концентрация сульфат-ионов, мг-экв/дм.куб. (расчет по данным электропроводности, см. раздел 2, или другого метода). Погрешность определения жесткости данным способом находится в пределах допустимых норм (5%). Способ рекомендуется как ускоренный для оценки общей жесткости в условиях массового анализа проб в системе экологического мониторинга, особенно в случае мутных, окрашенных вод и вод, сильно загрязненных ионами ряда тяжелых металлов.

ЛИТЕРАТУРА

ГОСТ 6709-72 "Вода дистиллированная".

Указания по организации и структуре лабораторного контроля в системе Минжилкомхоза РСФСР. М. 1986.

Воробьев И.И. Применение измерения электропроводности для характеристики химического состава природных вод. М., Изд-во АН СССР, 1963-141 с.

Почкин Ю.Н. Определение электропроводности воды при изучении солевого режима открытых водоемов // Гигиена и санитария. 1967, N 5.

ГОСТ 17403-72. Гидрохимия. Основные понятия. Термины и определения.

Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М., Химия, 1984.-447 с.

РД 52.24.58-88. Методика выполнения измерений содержания сульфат-ионов титриметрическим методом с солью бария.

РД 52.24.53-88. Методика выполнения измерении содержания сульфат-ионов с солью свинца.

ГОСТ 27384-87. Вода. Нормы погрешности измерения показателен состава и свойств.

ГОСТ 26449.1-85. Установки дистилляционные опреснительные стационарные. Методы химического анализа соленых вод.

Информационный листок N 29-83. Определение содержания котловой воды. ЦНТИ, Архангельск. 1983.

Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Л., Гидрометеоиздат. 1977. - 537 с.

Ускоренное установление общей минерализации, общей жесткости, ионной силы, содержания сульфат-ионов и свободной СО2 по удельной электропроводности. Казань. ГИДУВ. 1989. - 20 с.

Произведение концентраций водородных и гидроксильных ионов в химически чистой воде является постоянной величиной, равной 10 -14 при температуре 25 °С. Оно остается неизменным и в присутствии веществ, диссоциирующих с образованием водородных и гидроксильных ионов. В чистой воде концентрации водородных и гидроксильных ионов равны 10 -7 моль/дм 3 , что соответствует нейтральному состоянию раствора. В кислых растворах [Н + ] > 10 -7 моль/дм 3 , а в щелочных [Н + ]

Для удобства выражения концентрации водородных ионов в воде используют величину, представляющую собой взятый с обратным знаком десятичный логарифм их концентрации. Эта величина называется водородным показателем и обозначается рН (рН = - lg ¢).

Величина рН является одним из важнейших показателей качества вод и характеризует состояние кислотно-основного равновесия воды. От величины рН зависит развитие и жизнедеятельность водной биоты, формы миграции различных элементов, агрессивное действие воды на вмещающие породы, металлы, бетон.

На величину рН поверхностных вод влияет состояние карбонатного равновесия, интенсивность процессов фотосинтеза и распада органических веществ, содержание гумусовых веществ.

В большинстве водных объектов рН воды обычно колеблется в пределах от 6,3 до 8,5. В речных и озерных водах зимой отмечаются более низкие по сравнению с летним периодом значения рН.

Величина рН поверхностных вод, подверженных интенсивному загрязнению сточными водами или влиянию подземных вод, может изменяться в более широких пределах из-за наличия в их составе сильных кислот или оснований.

Удельная электрическая проводимость (удельная электропроводность) - количественная характеристика способности воды проводить электрический ток. В чисто физическом смысле это величина, обратная электрическому сопротивлению воды при температуре 25 °С, находящейся между двумя электродами с поверхностью 1 см 2 , расстояние между которыми равно 1 см. Единица удельной электрической проводимости - Сименс на 1 м (См/м). Для воды в качестве единицы измерения используют производные величины - миллиСимменс на 1 м (мСм/м) или микроСименс на 1 см (мкСм/см).

В большинстве случаев удельная электрическая проводимость поверхностных вод суши является приблизительной характеристикой концентрации в воде неорганических электролитов - катионов Na + , K + , Са 2+ , Mg 2+ и анионов Сlˉ, SO 4 2- , HCO 3 - . Присутствие других ионов, например Fe (II), Fe (III), Mn(II), NO 3 - , НРО 4 2- обычно мало сказывается на величине удельной электрической проводимости, так как эти ионы редко встречаются в воде в значительных количествах. Водородные и гидроксильные ионы в диапазоне их обычных концентраций в поверхностных водах суши на удельную электрическую проводимость практически не влияют. Столь же мало и влияние растворенных газов.

Таким образом, удельная электрическая проводимость поверхностных вод суши зависит в основном от их минерализации и обычно колеблется в пределах от 50 до 10000 мкСм/см.

Измерение рН воды осуществляют потенциометрическим, а удельной электрической проводимости - кондуктометрическим методом с помощью соответствующих приборов - рН-метров (иономеров) и кондуктометров. Современные приборы (иономеры-солемеры) комплектуются датчиками на оба показателя и позволяют проводить их измерение практически одновременно.

РД 52.24.495-2005

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ И УДЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ ВОД. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Дата введения 2005-07-01

Область применения

Настоящий руководящий документ устанавливает методики выполнения измерений (далее - методика) водородного показателя в диапазоне от 4 до 10 ед. рН и удельной электрической проводимости в диапазоне от 5 до 10000 мкС/см в пробах поверхностных вод суши и очищенных сточных вод электрометрическим методом.

Характеристики погрешности измерения

Метод измерений

При измерении рН воды электрометрическим методом используется система, состоящая из стеклянного электрода, потенциал которого зависит от концентрации (активности) ионов водорода, и вспомогательного электрода. Электродная система при погружении в пробу воды развивает э.д.с, линейно зависящую от активности ионов водорода.

Измерение удельной электрической проводимости основано на измерении электрического сопротивления раствора, находящегося между двумя платиновыми (платинированными) электродами с поверхностью 1 см 2 , расстояние между которыми равно 1 см.

При изменении температуры на 1 °С величина удельной электрической проводимости изменяется (возрастает с ростом температуры) примерно на 2 %. Поэтому для исключения данной погрешности измерение проводят в термостатируемой пробе или с использованием автоматического термокомпенсатора. В противном случае в результаты вносят соответствующие поправки.

Требования безопасности, охраны окружающей среды

где v t - величина удельной электрической проводимости притемпературе измерения, мкСм/см;

f - температурная поправка (Приложение).

Если прибор градуирован в других единицах, результат измерениянеобходимо перевести в микросименс на сантиметр.

где рН - среднее арифметическое значение двух результатов, разность между которыми не превышает предела повторяемости r (0,06 ед. рН).

где: v - среднее арифметическое значение двух результатов, разность между которыми не превышает предела повторяемости r (2,77 s r);

± D - границы погрешности измерений (таблица).

При этом указывают действительную температуру измерения, если проводилась автоматическая или математическая коррекция результата. Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности.

Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории

При реализации методики в лаборатории обеспечивают:

Оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);

Контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости).

Алгоритм оперативного контроля исполнителем процедуры выполнения измерений приведен в РД 52.24.495-2005.

Периодичность оперативного контроля и процедуры контроля стабильности результатов выполнения измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.

Главный метролог ГУ ГХИ А.А. Назарова

Основные сведения. Измерение удельной электропроводности водных растворов получило широкое распространение в лабораторной практике, при автоматическом химическом контроле водного режима паросиловых установок, эффективности работы установок очистки воды и промышленных теплообменных и других установок, а также различных показателей качества, характеризующих химикотехнологические процессы.

Технические средства, предназначенные для измерения удельной электропроводимости водных растворов, принято называть кондуктометрическими анализаторами жидкости. Шкалу вторичных приборов кондуктометров жидкости (лабораторных и промышленных) для измерения удельной электропроводности градуируют в единицах сименс на сантиметр или микросименс на сантиметр Кондуктометры жидкости, которые применяют в производственных условиях для измерения показателей качества, характеризующих содержание солей в паре, конденсате и питательной воде парогенераторов, обычно называют солемерами. Шкалу вторичных приборов солемеров градуируют по (на условное содержание в растворе этих солей) в следующих единицах: миллиграмм на килограмм микрограмм на килограмм или миллиграмм на литр и микрограмм на литр Кондуктомеры жидкости, используемые для измерения концентрации растворов солей, кислот, щелочей и т. д., называют часто концентратомерами. Шкала вторичных приборов концентратомеров градуируется в процентах значения массовой концентрации. Кондуктометрические анализаторы жидкости используются также и в качестве сигнализаторов.

При повышенных требованиях к показателям качества питательной воды, пара и конденсата необходимо производить измерение малых значений электропроводности, не превышающих 5-б При контроле за истощением фильтров очистительных установок значение измеряемой электропроводности воды составляет , а при контроле концентрации растворов реагентов - от до .

Измерение электропроводности водных растворов обычно производят с помощью электродного кондуктометрического измерительного преобразователя, состоящего из двух электродов,

расположенных в сосуде, в который поступает контролируемый водный раствор. Устройство этих преобразователей и применяемые измерительные схемы кондуктометров жидкости рассматриваются ниже. Для измерения электропроводности растворов широко применяют также безэлектродные кондуктометры жидкости.

Удельная электропроводность представляет собой величину, обратную удельному сопротивлению:

Здесь удельная электропроводность, удельное сопротивление, Ом-см, определяемое выражением

где электрическое сопротивление фиксированного объема раствора с концентрацией С между металлическими электродами, Ом; эффективное поперечное сечение раствора, через которое протекает ток, расстояние между электродами, см.

Согласно уравнению (22-2-2) выражение (22-2-1) принимает вид:

где электрическая проводимость фиксированного объема раствора, Ом; постоянная электродного преобразователя,

Из выражения (22-2-3) имеем:

Для преобразователей с простой конфигурацией электродов постоянная может быть определена расчетным путем. Если преобразователь имеет сложную конструкцию, то постоянная определяется экспериментально.

Следует отметить, что на основании изучения удельной электропроводимости мы не имеем возможности производить сравнение значений электропроводимости растворов между собой в зависимости от их концентрации. Это становится возможным при введении понятия эквивалентной электропроводности. Кольрауш эквивалентной электропроводностью назвал величину

где - эквивалентная электропроводность, См -экв; -эквивалентная концентрация растворенного вещества, .

Значение электропроводности растворов зависит не только от эквивалентной концентрации и эквивалентной электропроводности, но также и от степени электролитической диссоциации раствора.

Следовательно, в общем случае, когда не все молекулы распались на ионы, для удельной электропроводности получим следующее уравнение:

Здесь степень электролитической диссоциации, т. е. отношение числа диссоциированных молекул электролита к общему числу растворенных молекул. Электролитами называют вещества, водные растворы которых проводят электрический ток (соли, щелочи и кислоты). Степень электролитической диссоциации а зависит как от природы растворенного вещества, так и от концентрации раствора. Числовое значение а увеличивается с разбавлением раствора. В зависимости от степени электролитической диссоциации электролиты делятся на сильные (соляная, серная, азотная кислоты, щелочи, почти все соли) и слабые (например, органические кислоты). Для сильных электролитов, которые в водных растворах при малой концентрации почти полностью распадаются на ионы, значение а принимают равным единице.

Рис. 22-2-1. Зависимость электропроводности водных растворов некоторых веществ от их концентрации при 18° С.

Уравнение (22-2-6) можно представить в следующем виде:

где подвижность соответственно катионов и анионов

Подвижности ионов представляют собой произведение их абсолютной скорости на число Фарадея

Электропроводность водных растворов находится в сложной зависимости от концентрации раствора. На рис. 22-2-1 представлены зависимости удельной электропроводности к водных растворов некоторых веществ от их концентрации. Из этого графика видно, что однозначная зависимость между электропроводностью раствора и концентрацией имеет место лишь в том случае, если измерения электропроводности выполняются в области сравнительно низких концентраций. Концентрации растворенных веществ, которые приходится определять при контроле качества пара, конденсата, питательной и котловой воды, соответствуют начальным участкам приведенных на рис. 22-2-1 кривых, где удельная электропроводность непрерывно увеличивается с ростом концентраций.

При измерении электропроводности конденсата пара и питательной воды, являющихся водными растворами с очень малой концентрацией солей, степень электролитической диссоциации можно

принять равной единице. В этом случае для определения электропроводности можно использовать упрощенное уравнение

Здесь эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении, которая определяется равенством

где - подвижности соответственно катионов и анионов при бесконечном разбавлении раствора (для .

Значения и температурных коэффициентов подвижностей ионов, соответствующие температуре 18° С, приведены в . Температура при измерении удельной электропроводности водных растворов обычно принимается за нормальную (исходную), для которой приводятся данные по электропроводности.

При измерении электропроводности необходимо учитывать влияние температуры раствора на показания прибора, так как с изменением температуры раствора на 1°С его электропроводность изменяется на Этим определяется важность поддержания постоянства температуры анализируемого раствора при измерении электропроводности или использования эффективно работающей автоматической температурной компенсации, уменьшающей влияние колебаний температуры раствора на показания прибора.

Зависимость электропроводности водных растворов от температуры при малых отклонениях от 18° С выражается формулой

При температуре отличающейся от 18° С на 10-25° С и более, необходимо пользоваться уравнением

где температурный коэффициент электропроводности согласно формуле

Здесь температурные коэффициенты подвижности соответственно катиона и аниона

Температурный коэффициент электропроводности по данным Кольрауша, связан с коэффициентом соотношением

Зависимость электрического сопротивления фиксированного объема раствора между электродами преобразователя от температуры незначительно отличающейся от 18° С, выражается формулой

При температуре отличающейся от 18° С на 10-25° С и более, следует пользоваться уравнением

При контроле водного режима электростанций концентрацию солей обычно выражают в миллиграммах на литр или микрограммах на литр В приведенных выше уравнениях используется эквивалентная концентрация. Пересчет этих концентраций производят по формуле

где эквивалентная концентрация, С-концентрация, - эквивалентная масса ионов растворенного вещества, согласно формуле

Здесь эквивалентная масса соответственно катиона и аниона растворенного вещества (для . Значения эквивалентных масс ионов веществ, встречающихся при измерении электропроводности водных растворов, приведены в .

Выше отмечалось, что градуировка кондуктометров жидкости (солемеров) производится по т. е. на условное содержание в растворе этой соли. Это обусловлено тем, что среди различных солей, содержащихся в конденсате водяного пара и питательной воде парогенераторов, средним значением электропроводности обладает хлористый натрий

Электропроводность водного раствора при малых концентрациях и при исходной температуре С может быть определена с учетом выражений (22-2-8), (22-2-9) и (22-2-16) по уравнению

Подставляя в это выражение значения и получаем:

Градуировку кондуктометров жидкости (солемеров) обычно производят при нормальной температуре . Для пересчета на значение температуры можно воспользоваться формулой (22-2-10)

Подставляя в это уравнение значения получаем:

Электрическое сопротивление фиксированного объема раствора преобразователя при малой его концентрации и при температуре С может быть определено с учетом выражений (22-2-3) и (22-2-20) по формуле

В конденсате пара и питательной воде парогенераторов кроме небольшого количества солей обычно присутствуют растворенные газы - аммиак и углекислый газ и гидразин. Наличие растворенных газов и гидразина изменяет электропроводность конденсата и питательной воды, и показания кондуктометра жидкости (солемера) не соответствуют однозначно условному содержанию солей, т. е. значению сухого остатка, полученного путем выпарки конденсата или питательной воды. Это приводит к необходимости внесения поправок в показания прибора или применения дополнительного устройства для удаления из пробы растворенных газов и гидразина.

Дополнительное устройство в виде дегазатора для удаления из пробы растворенных газов не исключает влияния на показания кондуктометрического анализатора гидразина. Применяемый в настоящее время фильтр, заполненный катионитом марки позволяет исключить влияние на показания прибора аммиака и гидразина.

Электродные кондуктометрические преобразователи. Электродные преобразователи, применяемые для измерения электропроводности растворов, изготовляют для лабораторных исследований различных растворов и для технических измерений. Измерения в лабораторных условиях производят на переменном токе. При этом необходимо отметить, что кондуктометрический метод измерения на переменном токе остается общепринятым в повседневной лабораторной практике. Технические измерения электропроводности растворов с использованием электродных преобразователей производят, как правило, на переменном токе с частотой 50 Гц.

Устройство, размеры, а следовательно, и постоянная электродных преобразователей в существенной степени зависят от измеряемого значения электропроводности раствора. В технических измерениях наиболее распространены преобразователи с цилиндрическими коаксиальными и в меньшей степени - с плоскими электродами. Устройство преобразователей с цилиндрическими коаксиальными электродами схематично показано на рис. 22-2-2. У преобразователя, представленного на рис. 22-2-2, а, наружный цилиндрический электрод является одновременно и корпусом его. Второй преобразователь (рис. 22-2-2, б) имеет также цилиндрические коаксиальные электроды, но они расположены в стальном его корпусе, к которому приварен один электрод. Этот преобразователь

используется в солемерах ЦКТИ с малогабаритными концентраторами . В преобразователь через левый штуцер из концентратора поступает дегазированная и обогащенная проба, имеющая постоянную температуру, близкую к 100° С. Верхний штуцер преобразователя соединяют стальной трубой с паровым пространством малогабаритного концентратора, солемера. Схема устройства преобразователя с плоскими электродами приведена на рис. 22-2-3. Особенность преобразователя, показанного на рис. 22-2-3, заключается в том, что площади его электродов и эффективного сечения раствора, через которое протекает ток, неодинаковы.

Рис. 22-2-2. Устройство преобразователей с цилиндрическими коаксиальными электродами. 1 - зажимы для присоединения проводов; 2 - электроды; 3 - стальной корпус; 4 - изоляторы.

Рис. 22-2-3. Устройство преобразователя с плоскими электродами. 1 - корпус преобразователя; 2 - зажимы для присоединения проводов; 3 - электроды.

Кроме рассмотренных проточных электродные преобразователи выполняют также погружного типа, непосредственно погружаемые в трубопровод с жидкостью, электропроводность (или концентрацию) которой необходимо контролировать. Электроды преобразователей для технических измерений выполняют из нержавеющей стали марки Электроды преобразователей для лабораторных исследований растворов электролитов изготовляют из платины. Для уменьшения поляризации электродов их покрывают слоем платиновой черни. Сосуды этих преобразователей выполняют обычно из стекла. Размеры сосудов выбирают в зависимости от ожидаемого значения электропроводности исследуемого раствора.

На электродах преобразователя, соприкасающихся с раствором, протекают сложные электрохимические процессы. Пространство между электродами заполнено при измерении электропроводности водных растворов средой с высоким значением диэлектрической проницаемости. По этим причинам фиксированный объем раствора между электродами преобразователя при измерении на переменном токе представляет комплексное электрическое сопротивление - комбинацию активных

и емкостных составляющих. Эквивалентная электрическая схема электродного преобразователя с учетом электродных процессов представлена на рис. 22-2-4. К электродным процессам относятся процесс электролиза раствора при прохождении через него электрического тока и процесс образования двойного электрического слоя на границе раздела сред «металл электрода - раствор». Образование двойного электрического слоя происходит за счет воздействия внешнего электрического поля, неравенства химических потенциалов ионов металла электродов и ионов в растворе и специфической адсорбции ионов и полярных молекул. В цепи переменного тока двойной электрический слой эквивалентен электрической емкости Электрическая емкость двойного слоя не зависит от частоты напряжения питания и является функцией концентрации и размера приложенного к электродам потенциала.

Рис. 22-2-4. Эквивалентная электрическая схема электродного преобразователя.

Эквивалентная электрическая схема процесса поляризации представляется в общем случае нелинейным активно-емкостным сопротивлением которое называют фарадеевским импедансом. Одна из моделей эквивалентной схемы определяется выражением

где постоянная, Ом - угловая скорость, рад/с При осуществлении технических измерений стремятся создать такую конструкцию электродного преобразователя, чтобы его полное сопротивление определялось активным сопротивлением фиксированного объема раствора между электродами а влияние электрохимических процессов и обусловленных этими процессами реактивных составляющих электрического сопротивления было бы пренебрежимо мало. Если эти условия выполнены с требуемым приближением, то электрическое сопротивление фиксированного объема раствора между электродами преобразователя определяется согласно выражению (22-2-3) следующей формулой:

Рис. 22-2-5. Упрощенная эквивалентная электрическая схема электродного преобразователя.

Рассмотрим упрощенную эквивалентную электрическую схему электродного преобразователя, которая не учитывает эффекта электролиза. В этом случае полное сопротивление преобразователя будет определяться, как это следует из схемы, показанной на рис. 22-2-5, емкостями двойного слоя на электродах активным электрическим сопротивлением раствора между электродами и емкостью шунтирующей это сопротивление. Емкость может быть названа «конструктивной». Следует отметить, что вода обладает большим по сравнению с другими жидкостями значением относительной диэлектрической проницаемости (для конденсата при что приводит к необходимости учета емкости между электродами.

Используя известное соотношение, которое определяет модуль емкостного сопротивления можно провести качественный анализ влияния емкостных составляющих и частоты на модуль полного сопротивления преобразователя.

При допущении, что активное сопротивление не зависит от частоты напряжения на электродах, легко заметить, что с возрастанием со относительное влияние емкости двойного слоя на модуль полного сопротивления уменьшается, а «конструктивной» емкости увеличивается. Можно показать, что относительное влияние емкости практически не зависит от формы электродов, их взаимного

расположения и расстояния между ними. Действительно, конструктивные изменения влияют практически в равной степени на активное сопротивление преобразователя и на значение емкости Степень же влияния емкости двойного слоя можно изменять конструктивными приемами. При увеличении площади электродов преобразователя возрастает емкость двойного слоя, а уменьшение площади эффективного сечения раствора, через который проходит ток, приводит к возрастанию активного сопротивления раствора. Относительное влияние емкости двойного слоя снижается по сравнению с преобразователем, у которого площадь электродов и эффективного сечения раствора одинаковы.

Для уменьшения влияния на точность измерения электропроводности растворов поляризации электродов применяют четырехэлектродные преобразователи, например, в кондуктометрических анализаторах для чистых водных растворов применяют преобразователи типов с диапазоном измерений . Два электрода этого преобразователя являются токовыми, питаемыми напряжением переменного тока через большое ограничивающее сопротивление, а два других, расположенных между ними, - потенциальными. В этом случае напряжение, измеряемое на потенциальных электродах, однозначно определяет концентрацию контролируемого раствора и не зависит от частичной поляризации токовых электродов.

Рис. 22-2-6. Принципиальная схема электродного преобразователя с температурной компенсацией.

Способы температурной компенсации и типовые измерительные схемы кондуктометрических анализаторов. Температурная компенсация осуществляется с помощью дополнительных элементов в цепи электродного преобразователя или в измерительной схеме кондуктометра жидкости, уменьшающих влияние отклонения температуры раствора от 20° С на показания прибора. Автоматическая температурная компенсация не исключает полностью влияния температуры раствора на показания прибора, что представляет большие трудности, но значительно его уменьшает.

Из числа применяемых способов автоматической температурной компенсации в кондуктометрах жидкости наиболее часто используется электродный преобразователь с температурной компенсацией, схема которого показана на рис. 22-2-6. Схема температурной компенсации электродного преобразователя образована параллельно и последовательно включенными с сопротивлением раствора резисторами Сопротивление раствора с резистором обладает отрицательным, а последовательно включенный резистор положительным температурным коэффициентом электрического сопротивления. Резистор изготовляют из манганиновой проволоки, а резистор из медной проволоки. Для изготовления резистора иногда применяют ннкелевую или платиновую проволоку. Резистор выполняемый аналогично с чувствительным элементом термометра сопротивления, помещают во внутренний

электрод преобразователя (рис. 22-2-2, а). Резистор включенный параллельно с сопротивлением раствора линеаризует зависимость а вместе с тем и уменьшает температурный коэффициент приведенного сопротивления Это создает более благоприятные условия для использования компенсирующего резистора

Рис. 22-2-7. Зависимость полного сопротивления цепи преобразователя от концентрации С для температур 18 и 35° С.

Расчет параметров схемы температурной компенсации обычно производится из условия полной температурной компенсации для двух заданных концентраций и определенных значений температур выбираемых с учетом возможных отклонений температуры раствора от этом случае измерения концентрации (электропроводности) необходимо производить в интервале от до так как погрешность при изменении температуры раствора за границами этого интервала может быть больше, чем внутри него (рис. 22-2-7).

Полное сопротивление цепи преобразователя относительно зажимов А к В (см. рис. 22-2-6) при концентрации раствора С и температуре его определяется выражением

Здесь, а также в последующих уравнениях, индексами указано, к какой концентрации раствора и температуре относятся рассматриваемые величины (сопротивление электрическая проводимость удельная электропроводность ). Условие полной температурной компенсации сводится к равенствам

В последних двух выражениях температурный коэффициент сопротивления меди, соответствующий 0° С При расчете параметров схемы температурной компенсации принимают для измерения электропроводности (солесодержания) водных растворов при малых концентрациях значения величин являются четвертым плечом моста); асинхронный реверсивный двигатель; синхронный двигатель. Резисторы выполнены из манганиновой проволоки. Резистор служит для установления необходимого диапазона изменения сопротивления при измерении электропроводности раствора от начального до конечного значения шкалы, что позволяет использовать без изменений реохорда и усилителя серийно выпускаемые автоматические уравновешенные мосты КСМ2.

Рис. 22-2-8. Принципиальная схема кондуктометра жидкости с использованием электродного преобразователя (рис. 22-2-2, 6).

Рассмотренная мостовая измерительная схема вторичного прибора кондуктометра жидкости может быть использована также для измерения электропроводности водных растворов электродным преобразователем с температурной компенсацией (см. рис. 22-2-6), если его присоединить к зажимам вместо преобразователя Кондуктометры жидкости с таким электродным преобразователем, изготовляемые Тулэнерго, применяют на ТЭС для измерения электропроводности химически обессоленной воды. В этих кондуктометрах жидкости используются электродные преобразователи с температурной компенсацией от 15 до 35° С проточного и погружного типов. Приборы имеют диапазон измерения удельной электропроводности от 0,04 до при 20° С.

Рассмотрим способ температурной компенсации с помощью терморезистора, включаемого в измерительную схему автоматического

уравновешенного моста кондуктометра жидкости (рис. 22-2-9). Здесь электродный преобразователь ЭП включен в измерительную мостовую схему вторичного прибора, так же как на рис. 22-2-8. При этом приведенное сопротивление преобразователя и терморезистор с шунтом включенным в смежные плечи моста, обладают отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Следует отметить, что для терморезистора зависимость так же как и для нелинейна

Рис. 22-2-9. Принципиальная схема кондуктометра жидкости с использованием терморезистора для температурной компенсации.

При измерении электропроводности терморезистор имеет ту же температуру, что и анализируемый раствор, так как он обычно монтируется внутри корпуса преобразователя. Точность температурной компенсации будет определяться степенью согласованности температурных коэффициентов терморезистора с шунтом и приведенного сопротивления преобразователя

Рассмотренная температурная компенсация с помощью терморезистора, включенного в измерительную мостовую схему, используется в применяемых кондуктометрических анализаторах жидкости.

Температурная компенсация может быть также осуществлена с помощью дополнительного электродного преобразователя, который заполнен водным раствором, имеющим температурный коэффициент сопротивления, близкий температурному коэффициенту анализируемого раствора . В этом случае рабочий и компенсирующий преобразователи включают в смежные плечи измерительной схемы моста. При этом компенсирующий преобразователь омывается снаружи анализируемым раствором и имеет с ним одинаковую температуру. Этот способ температурной компенсации не получил широкого распространения, так как свойства раствора в компенсационном преобразователе со временем изменяются.

Автоматические уравновешенные мосты, предназначенные для работы в комплекте с электродными преобразователями, могут быть снабжены дополнительным устройством для сигнализации (регулирования) предельных значений электропроводности водных растворов электролитов.

Кроме рассмотренных анализаторов жидкости с электродными преобразователями выпускаются кондуктометр ический анализатор

АК класса точности 5, разработанный СКБ АП, с выходным сигналом постоянного тока Этот кондуктометрический анализатор, снабжаемый фильтром, заполненным катионитом марки предназначен для измерения удельной электропроводности водных растворов при температуре 30-40° С и наличии в них минеральных примесей, аммиака и гидразина. В качестве вторичного прибора применяется автоматический миллиамперметр КСУ2 с диапазонами измерений

Заранее благодарю!

УЭП ( мкСм/cм ) = содержание солей (мг / л) / 0,65

Рис. 1. График зависимости УЭП от содержания в воде солей (минерализации).

Рис. 2. Самодельный кондуктометр.

Корректировочная таблица для расчета УЭП.

Температура, °С	Поправочный коэффициент	Температура, °С	Поправочный коэффициент	Температура, °С	Поправочный коэффициент

Расчет удельной электропроводности воды в данном случае производится по формуле:

УЭП = C п / R

C п = R KC УЭП KCl

Расчет УЭП после этого производится по формуле:

УЭП = C п {K Т } / R

Более подробно о методах расчета УЭП смотрите в соответствующих разделах нашего сайта.

К.х.н. О.В. Мосин

1. ПОЛУЧЕНИЕ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЫ

1.1. НОРМАТИВЫ КАЧЕСТВА

В лабораториях по контролю качества природных и сточных вод дистиллированная вода является основным растворителем для приготовления реактивов, разбавителем исследуемых проб, экстрагентом, а также используется для ополаскивания лабораторной посуды. Поэтому для успешной работы любой химико-аналитической лаборатории наряду с выполнением таких условий, как высокая квалификация специалистов, наличие точных поверенных приборов, использование реактивов требуемой степени чистоты, стандартных образцов и стандартной мерной посуды, большое внимание должно быть уделено качеству дистиллированной воды , которая по своим физико-химическим показателям должна соответствовать требованиям ГОСТ 670972 (см. таблицу).

НОРМАТИВЫ

КАЧЕСТВА ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЫ ПО

рН ¦ 5,4-6,6 ¦

Вещества, восстанавливающие КМnО4 ¦ 0,08 ¦

Остаток после выпаривания ¦ 5,0 ¦

Остаток после прокаливания ¦ 1,0 ¦

Аммиак и соли аммония ¦ 0,02 ¦

Нитраты ¦ 0,20 ¦

Сульфаты ¦ 0,50 ¦

Хлориды ¦ 0,02 ¦

Алюминий ¦ 0,05 ¦

Железо ¦ 0,05 ¦

Кальций ¦ 0,80 ¦

Медь ¦ 0,02 ¦

Свинец ¦ 0,05 ¦

Цинк ¦ 0,20 ¦

Удельная электропроводность при 20 град. С не более 5*10(-6) См/см

1.2. ПОЛУЧЕНИЕ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

В зависимости от состава исходной воды может быть получена дистиллированная вода различного качества.

Вопрос о сроках проведения периодической профилактической промывки дистиллятора и очистки от накипи решается опытным путем, руководствуясь при этом данными о качестве дистиллированной воды при периодическом контроле . После очистки и промывки дистиллятора дистиллированная вода вновь анализируется по всем показателям согласно ГОСТ .

При обнаружении в дистиллированной воде веществ, восстанавливающих перманганат калия в концентрации более 0,08 мг/дм необходимо провести вторичную перегонку дистиллята с добавлением в него перед отгоном раствора 1% КМnО4, из расчета 2.5 см.куб на 1 дм воды. Общая затрата времени на контроль качества дистиллированной воды по всем 14 показателям, указанным в таблице, составляет 11 часов рабочего времени аналитика (65 лабораторных единиц ). Определение удельной электропроводности воды выгодно отличается по временным затратам от традиционного химического анализа при определении отдельных показателей, т.к. затрата времени на ее определение составляет не более 1 лабораторной единицы (10 минут) и рекомендуется как экспресс - метод при контроле качества дистиллированной воды.

Согласно ГОСТ результат намерения величины дистиллированной воды выражается при 20 град. С

1.3. УСЛОВИЯ ХРАНЕНИЯ

3. УСТАНОВЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОБЩЕЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ВОДЫ

3.1. ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ

М=[НСО(3-)*80+[Сl-]-55+*67

3. СПОСОБ ОЦЕНКИ ИОННОЙ СИЛЫ ВОДНОГО РАСТВОРА

Вычисление ионной силы производится по формуле (4) :

(мю)=К*См10 (4)

К - ионный показатель, устанавливаемый с помощью корректировочной таблицы по величинам См и кси2/кси1.

4. СПОСОБ ОЦЕНКИ ОБЩЕЙ ЖЕСТКОСТИ ВОДЫ

Смещая жесткость является одним из важнейших групповых показателей качества воды для всех типов водопользования. Общепринятое комплекснометрическое определение жесткости имеет существенное ограничение и не может быть использовано при анализе мутных и окрашенных вод, а также при значительном содержании ряда металлов. Такие воды при определении общей жесткости должны подвергаться специальной обработке , что сопряжено с увеличением расхода химических реактивов и дополнительными затратами рабочего времени на проведение анализа.

Ж общ.= 2(мю) * 10(3) - (2См + SO4(2-)]) (5)

где (мю) - величина ионной силы воды (расчет по данным электропроводности, см. раздел 4); См - общая минерализация, мг-экв/дм.куб. (расчет по данным электропроводности, см. раздел 4); - концентрация сульфат-ионов, мг-экв/дм.куб. (расчет по данным электропроводности, см. раздел 2, или другого метода). Погрешность определения жесткости данным способом находится в пределах допустимых норм (5% ). Способ рекомендуется как ускоренный для оценки общей жесткости в условиях массового анализа проб в системе экологического мониторинга, особенно в случае мутных, окрашенных вод и вод, сильно загрязненных ионами ряда тяжелых металлов.