Πώς λειτουργεί το διερευνητή;
1. Η αρχή της αγωγιμότητας:
* Ηλεκτρική αγωγιμότητα: Η αγωγιμότητα μιας λύσης είναι ένα μέτρο της ικανότητάς της να διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό σχετίζεται άμεσα με τη συγκέντρωση ιόντων που υπάρχουν στο διάλυμα. Όσο περισσότερα ιόντα υπάρχουν, τόσο καλύτερη είναι η λύση που διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια.
* Electrolytes: Λύσεις που περιέχουν διαλυμένα ιόντα ονομάζονται ηλεκτρολύτες. Αυτά τα ιόντα φέρουν το ηλεκτρικό φορτίο μέσω της λύσης.
2. Το διερευνητή:
* ηλεκτρόδια: Το διερευνητικό μέτρο χρησιμοποιεί δύο ηλεκτρόδια από αδρανή μέταλλο, συχνά πλατίνα. Αυτά τα ηλεκτρόδια βυθίζονται στο διάλυμα.
* εναλλασσόμενο ρεύμα (AC): Το αγωγό εφαρμόζει ένα μικρό, εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) μεταξύ των ηλεκτροδίων. Αυτό το AC χρησιμοποιείται για την πρόληψη της ηλεκτρόλυσης (χημική αποσύνθεση) του διαλύματος.
* Μέτρηση αντίστασης: Το αγωγό μετρά την αντίσταση της διαλύματος μεταξύ των ηλεκτροδίων. Αυτή η αντίσταση είναι αντιστρόφως ανάλογη προς την αγωγιμότητα.
* Μετατροπή: Το εσωτερικό κύκλωμα του διερευνητή μετατρέπει τη μετρούμενη αντίσταση σε αγωγιμότητα (συνήθως εκφράζεται σε μονάδες μικροσυσκευών ανά εκατοστό (μs/cm) ή Siemens ανά μέτρο (S/M)).
3. Μέτρηση αγωγιμότητας:
* Βαθμονόμηση: Το αγωγό πρέπει να βαθμονομηθεί με ένα διάλυμα γνωστής αγωγιμότητας (συχνά ένα τυπικό διάλυμα χλωριούχου καλίου) για να εξασφαλιστεί ακριβείς μετρήσεις.
* Μέτρηση: Μόλις βαθμονομηθεί, το διεισδυτικό μέτρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της αγωγιμότητας διαφόρων λύσεων.
* Παράγοντες που επηρεάζουν την αγωγιμότητα:
* Θερμοκρασία: Η αγωγιμότητα αυξάνεται με τη θερμοκρασία, οπότε η αντιστάθμιση θερμοκρασίας συχνά ενσωματώνεται σε αγωγούς.
* συγκέντρωση ιόντων: Η υψηλότερη συγκέντρωση ιόντων οδηγεί σε υψηλότερη αγωγιμότητα.
* κινητικότητα ιόντων: Τα διαφορετικά ιόντα έχουν διαφορετικές κινητικότητες, οι οποίες επηρεάζουν την αγωγιμότητα.
* Ιδιότητες λύσης: Παράγοντες όπως το ιξώδες του διαλύτη και η διηλεκτρική σταθερά μπορούν επίσης να επηρεάσουν την αγωγιμότητα.
4. Εφαρμογές:
Τα διεξοδικά μέτρα χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τομείς:
* Παρακολούθηση ποιότητας νερού: Για την εκτίμηση της καθαρότητας του νερού και την ανίχνευση διαλυμένων ακαθαρσιών.
* Έλεγχος βιομηχανικής διαδικασίας: Για την παρακολούθηση της συγκέντρωσης των ηλεκτρολυτών σε βιομηχανικές διεργασίες, όπως επιμετάλλωση, χάραξη και χημική σύνθεση.
* Περιβαλλοντική παρακολούθηση: Για τη μέτρηση της αγωγιμότητας των υδάτινων σωμάτων και την αξιολόγηση της ποιότητας των υδάτων.
* Γεωργία: Για να προσδιοριστεί η αλατότητα του νερού άρδευσης.
* Ιατρική διάγνωση: Να αναλύσει τα ούρα και άλλα σωματικά υγρά.
* Έρευνα: Για να μελετήσουν τις ιδιότητες των λύσεων και των αντιδράσεων.
Συνοπτικά, ένα αγωγό μετράει την ηλεκτρική αγωγιμότητα ενός διαλύματος εφαρμόζοντας ένα εναλλασσόμενο ρεύμα μεταξύ δύο ηλεκτροδίων και μέτρηση της αντίστασης. Η μετρούμενη αντίσταση στη συνέχεια μετατρέπεται σε αγωγιμότητα, η οποία σχετίζεται άμεσα με τη συγκέντρωση ιόντων στο διάλυμα.
