超純水機電導率與電阻率
超純水機,是采用預處理、反滲透技術、超純化處理以及後級處理等方法,將水中的導電介質幾乎完全去除,又將水中不離解的膠體(ti) 物質、氣體(ti) 及有機物均去除至很低程度的水處理設備。超純水機的工作原理與(yu) 水質中所含有的物質是密不可分的,我們(men) 想要更好的使用實驗室超純水機,那麽(me) 就需要從(cong) 基本處了解水中溶解物質,才能更加清楚超純水設備的出水水質情況。

總固體溶解量TDS
指水中溶解性固形物(無機物和有機物)總含量(Total Dissolved Solids縮寫(xie) ),單位為(wei) ppm。通常用以測量源水的水質,測量原理實際上是通過測量水的電導率從(cong) 而間接反映出TDS值。水中溶解的可溶性固形物越多,它的TDS值越大,水的電導率也越大,通常TDS值約為(wei) 電導率測試值的1/2,中國長江流域城市自來水TDS值通常為(wei) 100~200ppm,黃河流域自來水TDS值通常為(wei) 300~600ppm。
水溶液的電導率直接和溶解固體(ti) 量濃度成正比,而且固體(ti) 量濃度越高,電導率越大。電導率和溶解固體(ti) 量濃度的關(guan) 係近似表示為(wei) :1.4μS/cm=1ppm或2μS/cm=1ppm(每百萬(wan) 單位CaCO3) 電導率儀(yi) 以外,TDS儀(yi) 器將電導率值自動換算成ppm值,並提供總固體(ti) 溶解濃度的直接測量值。
溶液的電導率大小決(jue) 定分子的運動,因為(wei) 溫度影響分子的運動,所以要做準確的測量,必須考慮溫度。因此,一般為(wei) 比較測量結果,標準溫度定為(wei) 20℃或25℃。為(wei) 了修正溫度的影響使用溫度補償(chang) 係數β表示。單位是%/℃,它隨測量溶液的不同而改變,一般為(wei) β=2%/℃ 電導率的測量 。
電導率儀有兩種測量方法,電流分析法和電位分析法。
1、電流分析是在兩(liang) 個(ge) 電極間施以已知電壓(V),再測量期間的電流,根據方程V=1×R,其中R=電阻,V是已知電壓。測得電流量愈高,電導率值愈大。電阻與(yu) 兩(liang) 極間距離和它們(men) 的表麵麵積有關(guan) ,而這些特性值會(hui) 隨電解反應產(chan) 生的鹽分或其他特質沉積而隨時改變。 基於(yu) 以上原因,電流分析法較適用於(yu) 低總固體(ti) 溶解量的測量,一般最高值為(wei) 1000mg/l,大約是2000μS/cm。
2、四環電位分析法則是基於(yu) 感應原理,可以避免一般電流分析方法常見的困撓,如:極化效應等。有一交流電壓加在兩(liang) 外環上,溶液的電流回路而兩(liang) 內(nei) 環測出這電流回路感應生成的電壓差,而後者都和待測溶液的電導率有關(guan) 。PVC外罩套筒能維持其間電流場恒定。使用這種方法,可測範圍擴大到200000μS/cm,或100g/l 。
硬度
水中有些金屬陽離子,同一些陰離子結合在一起,在水被加熱的過程中,由於(yu) 蒸發濃縮,容易形成水垢,隨著在受熱麵上而影響熱傳(chuan) 導,我們(men) 把水中這些金屬離子的總濃度稱為(wei) 水的硬度。如在天然水中最常見的金屬離子是鈣離子(Ca2+)和鎂離子(Mg2+),它與(yu) 水中的陰離子如碳酸根離子(CO32-)、碳酸氫根離子(HCO3-)、硫酸根離子(SO42-)、氯離子(Cl-)、以及硝酸根離子(NO3-)等結合在一起,形成鈣鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物、以及硝酸鹽等硬度,水中的鐵、錳、鋅等金屬離子也會(hui) 形成硬度,但由於(yu) 它們(men) 在天然水中的含量很少,可以略去不計。因此,通常就把Ca2+、Mg2+的總濃度看作水的硬度。水的硬度對鍋爐用水的影響很大,因此,應根據各種不同參數鍋爐對水質的要求對水進行軟化或除鹽處理。
硬度的單位常用的有mmol/L或mg/L。過去常用的當量濃度N已停用。換算時,1N=0.5mol/L。
由於(yu) 硬度並非是由單一的金屬離子或鹽類形成的,因此,為(wei) 了有一個(ge) 統一的比較標準,有必要換算為(wei) 另一種鹽類。通常用Ca0或者是CaCO3的質量濃度來表示。當硬度為(wei) 0.5mmol/L時,等於(yu) 28mg/L的CaO,或等於(yu) 50mg/L的CaCO3。此外,各國也有的用德國度、法國度來表示硬度。1德國度等於(yu) 10mg/L的CaO,1法國度等於(yu) 10mg/L的CaCO3。0.5mmol/L相當於(yu) 208德國度、5.0法國度。常用硬度單位之間的關(guan) 係如下表:
|
硬度單位 |
Mmol/L |
Mn |
德國度 |
法國度 |
Cao(mg/L) |
H₂CO₃(mg/L) |
|
Mmol/L |
1 |
2 |
5.6077 |
10.0086 |
56.077 |
100.086 |
|
Mn |
0.5 |
1 |
2.8039 |
5.0043 |
28.039 |
50.043 |
|
德國度 |
0.17833 |
0.35665 |
1 |
1.7848 |
10 |
17.848 |
|
法國度 |
0.09991 |
0.19983 |
0.5603 |
1 |
5.6029 |
10 |
|
Cao(mg/L) |
0.017833 |
0.025665 |
0.1 |
0.17848 |
1 |
1.7848 |
|
H₂CO₃(mg/L) |
0.009991 |
0.01998 |
0.05603 |
0.1 |
0.5603 |
1 |
水的電導率和硬度
利用電導率儀(yi) 或總固體(ti) 溶解量計可以間接得到水的總硬度值。硬度主要成分是溶解的鈣離子或鎂離子。一般水硬度單位是以法國度(.f)表示。 定義(yi) :1.f=CaCO3把總固體(ti) 溶量ppm值除以10,即可得水的硬度值,誤差在2-3.f左右。如前述,1ppm=2μs/cm電導率,所以1.f=2μs/cm,把電導率值除以20,即可得水之硬度值。誤差在2-3.f左右。
注意:水的硬度如以電導率儀(yi) 或總固體(ti) 溶解量儀(yi) 測量,僅(jin) 適用於(yu) 硬水軟化處理前。因為(wei) ,在水軟過程中,碳酸鹽被鈉離子所置換,因此,雖然硬水已成軟水,但是總固體(ti) 溶解量值並沒有改變。
|
us/cm |
ppm |
Mg/L |
法國度(.f) |
硬度 |
|
0-140 |
0-70 |
0-70 |
0-7 |
非常軟 |
|
140-300 |
70-150 |
70-150 |
70-15 |
軟 |
|
300-500 |
150-250 |
150-250 |
15-25 |
微硬 |
|
500-640 |
250-320 |
250-320 |
25-32 |
中度硬 |
|
640-840 |
320-420 |
320-420 |
32-42 |
硬 |
|
840以上 |
420以上 |
420以上 |
42以上 |
非常硬 |
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