电导法测定水的纯度
一 实验目的
1. 掌握电导法测定水纯度的基本原理和方法。
2. 熟悉电导池常数的测定方法和电导率仪的使用方法。
3. 了解电导率仪的结构。
二 基本原理
在电解质溶液中，正负离子在外加电场的作用下定向移动，并在电极上发生电化学反应而传递电子，所以具有导电的能力。导电能力的强弱可用电导G（单位：西门子S）或电导率κ(S/cm)表示。电导、电导率与电导池常数的关系式：
式中，A为电极面积（cm2）；l为电极间的距离（cm）；θ为电导池常数（cm-1）。对于
一个给定的电极而言，A和l都是固定不变的，故θ是个常数。
电导率κ是溶液中电解质含量的量度，电解质含量高的水，电导率大。所以，用电导率可以判定水的纯度或测定溶液中电解质的浓度，也可以初步评价天然水受导电物质的污染程度。25℃时，纯水的理论电导率为5.48×10-2μS/cm，一般分析实验室使用的蒸馏水或去离子水的电导率要求小于1μS/cm。
用电导率仪测定溶液的电导率，一般使用已知电导池常数的电导电极，读出电导值后再乘以电极的电导池常数，即得被测溶液电导率。
三 仪器与试剂
1. 仪器
电导率仪，电导电极（铂光亮电极和铂黑电极），温度计，恒温槽，1000ml容量瓶，50ml烧杯
2. 试剂
标准KCl溶液(0.0100mol/L):准确称取120℃干燥4h的KCl（GR）0.7456g，加纯水（电导率小于0.1μS/cm）溶解后转入1000ml容量瓶，定容，储存于塑料瓶备用。
四 操作步骤：
打开电导率仪电源开关，预热30min，用蒸馏水洗涤电极。
1. 电导池常数θ的测定
1） 参比溶液法：清洗电极，将0.0100mol/LKCl标准溶液约30ml倒入50ml烧杯中，把电极插入该溶液中，并接上电导仪，调节仪器及溶液温度为25℃，测定其电导GKCl。查出该温度下0.0100mol/L KCl溶液的电导率，可计算出电导池常数。
2） 比较法：用1支已知电导池常数（θs）的电极和1支未知电导池常数的电极(θx)，测量同一溶液的电导。清洗两电极，以同样的温度插入溶液中，依次把它们接到电导率仪上，分别测出其电导为Gs和Gx，按下式计算电导池常数：
选用合适的方法分别测定所选光亮铂电极和铂黑电极的电导池常数。
2. 去离子水、蒸馏水、市售纯净水电导率测定
1） 调节常数补偿旋钮 调节“电导池常数”补偿旋钮，使仪器显示值与所用电极电导池常数一致；调节“温度”补偿旋钮，使其指向待测溶液的温度值。
2） 测量 分别用去离子水、蒸馏水、市售纯净水润洗3个烧杯2~3次，然后分别倒入其中约30ml，选用光亮铂电极插入试液中，量程开关扳在合适的量程档，待显示稳定后，将读数乘以量程，乘积即为被测溶液的电导率。各重复测定3次，取平均值。
3. 自来水、河水的电导率测定
用待测水样润洗烧杯2~3次，然后倒入约30ml水样，选用铂黑电极插入试液中。其它按照2中步骤测定水样电导率。
五 注意事项
1. 测定电导率采用交流电源，交流电源有高频（1000Hz）和低频（50Hz）两种：测定电
导率小的溶液使用低频，测定电导率大的溶液使用高频。
2. 为确保测量精度，电极使用前应用小于0.5μS/cm的蒸馏水（或去离子水）冲洗2次，然后用被测试样冲洗2~3次方可测量。
3. 电导低（<5μS）的溶液，用铂光亮电极；电导高（5μS~150ms）的溶液，用铂黑电极。电导池常数出厂时都有标记，一般不需测定。但电极在长期使用过程中，其面积及两极间距离可能发生变化而引起电导池常数改变，因此应定期标定。
电导率仪的使用4. 电导随温度升高而增大。通常情况下温度每升高1℃，电导约增加2%~2.5%，因此在测量过程中，温度必须保持不变。
六 思考题
1. 电导法测量高纯水时，在空气中放置时间长，电导率会增大，为什么？
2. 为什么要定期测定电极的电导池常数？如何测定？
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