«Удельная электропроводимость воды»
31 августа, 2021
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 см2, 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 является приблизительной характеристикой концентрации в воде неорганических электролитов — катионов Na+, K+, Са
Присутствие других ионов, например Fe(II), Fe(III), Mn(II), NO3—, НРО42- 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.
Удельная электрическая проводимость воды зависит в основном от их минерализации и обычно колеблется в пределах от 50 до 10000 мкСм/см.
Измерение удельной электрической проводимости осуществляется — кондуктометрическим методом, с помощью прибора кондуктометра. Кондуктометр позволяет оценить качество воды и определить, в каких областях ее можно применять. Кондуктометры бывают промышленными и бытовыми.
Первые отличаются точностью показателей и большей функциональностью. Бытовой прибор обычно бывает без дополнительных функций и может давать результат с небольшой погрешностью, которая не имеет существенного значения для качества употребляемой питьевой воды.
Затруднения, возникающие при оценке суммарного содержания минеральных веществ по удельной электропроводности связаны с:
- неодинаковой удельной электропроводимостью растворов различных солей;
- повышением электропроводимости с увеличением температуры.
Влияние электропроводности воды на здоровье человека:
Вода, в которой содержатся растворенные соли и минеральные вещества, обеспечивает правильное функционирование нервной системы человека, позволяет быстрее передавать импульсы, которые отвечают за выполнение мышечных функций.
Удельная электропроводность в промышленности:
В отдельных отраслях применяются исключительно жесткие требования к качеству водоподготовки. В частности, в энергетике, микроэлектронике и фармацевтике одним из важнейших показателей является электропроводность воды. Способность специально подготовленной жидкости проводить ток и величина удельного сопротивления сказывается на эффективности некоторых технологических процессов.
Для снижения удельной электропроводности используются следующие методы очистки:
Обратный осмос — суть метода состоит в использовании полупроницаемых мембран для получения пермеата высокой очистки.
Электродеионизация — в настоящее время разрабатываются и внедряются технологии глубокой очистки жидкостей от солей. Необходимые физические свойства воды, в том числе электропроводность на уровне 0,055 мкСм/см.
Ионный обмен — Для ускорения процесса в камеру закладывается состав из специальных высокомолекулярных смол, состоящих из катионитов и анионитов. Полимеры имеют пористую структуру и поглощают заряженные частицы и замещают их.
Где ловить удельную проводимость?
Ранее мы начали публикацию статей на тему качества абразивных материалов для пескоструйной очистки. В статье, опубликованной 20 июля 2016 г. мы рассмотрели на, что влияет фракционный состав абразивного порошка. Сегодня продолжая тему свойств абразивного порошка (или Пескоструйный песок, если Вы еще не начали переучиваться)
Как ни странно, но я ни разу не слышал о проблемах, или несоответствиях данному показателю абразивного материала. Но неоднократно сталкивался с тем, что компаниям, выполняющим очистку металла, приходится мыть отпескоструенную поверхность из-за превышения удельной проводимости.
Что такое удельная проводимость? Где и как ее ловят? И что значат те буквы и цифры, которые написаны в сертификатах на продукцию, а так-же в актах инспекторов, проверяющих качество подготовки поверхности?
Начнем с азов и попробуем рассмотреть, что же происходит с поверхностью во время и после пескоструйной очистки.
Удельная электрическая проводимость (удельная электропроводность) — мера способности вещества проводить электрический ток. Вещества, которые проводят ток называют проводники, вещества на это неспособные диэлектрики, так же существуют вещества, способные проводить ток частично или в одном направлении — полупроводники. В системе СИ удельная электропроводность измеряется в сименсах на метр (См/м).
Существует два типа переноса электричества от + к -, или от анода к катоду. При первом способе «транспортом» электричества являются свободные электроны, которые имея отрицательный заряд, устремляются к положительному аноду. Этот способ передачи электрического тока происходит в веществах, находящихся в твердом состоянии, а материалы, в которых этот процесс может протекать называют металлами. Данный способ не приводит к химическому изменению. Второй способ передачи электричества приводит к химическим изменениям, протекает он в жидких средах, а жидкости, в которых он может протекать называют электролитами. За счет чего происходит передача электрического тока в жидком проводнике? В электролитах молекулы (кислоты, щелочи, соли) под действием растворителя (в большинстве случаев воды) распадаются на две составные части, причем одна частица молекулы имеет положительный электрический заряд, а другая отрицательный. Частицы молекулы, обладающие электрическим зарядом, называются ионами. При растворении в воде кислоты, соли или щелочи в растворе возникает большое количество как положительных, так и отрицательных ионов.
Удельная проводимость некоторых материалов при температуре 20 °C:
| Вещество | См/м |
| платина | 5 800 000 |
| золото | 43 470 000 |
| серебро | 62 500 000 |
| сталь литая | 7 690 000 |
| вода морская | 3 |
| вода дистиллированная | 10−4 |
| кварцевое стекло | 10−16 |
| янтарь | 10−18 |
Коррозия — это самопроизвольно протекающий процесс разрушения металлов в результате химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой.
Электрохимическая коррозия — наиболее распространенный вид коррозии металлов, это разрушение металла в среде электролита с возникновением внутри системы электрического тока.
Причиной электрохимической коррозии является образование на поверхности металла ионов и их движение к разнозаряженным полюсям, которые возникают по следующим причинам:
- Наличие примесей металлов или других веществ, отличающихся по активности от основного металла.
- Структурная неоднородность поверхности металла, что определяет наличие участков с разной активностью.
- Неравномерность распределения деформаций в металле после термической и механической обработки и др.
В связи с тем, что электрохимическая коррозия протекает при наличии электролитов, то измеряется она для водяных растворов. Т.е. для измерения удельной проводимости абразивного порошка его заливают дистиллированной водой, перемешивают и процеживают, а затем измеряют удельную электропроводность полученного раствора.
По такому же принципу измеряется удельная проводимость на поверхности металлов, на обработанную поверхность приклеивается специальный контейнер, в который закачивается дистиллированная вода, через некоторое время вода выкачивается и измеряется удельная электропроводимость. Международные требования в обоих случаях 0,25 мСм\см (милиСименс на сантиметр) или См\м (Сименс на метр).
Учитывая то, что металл после пескоструйной очистки обязательно имеет шероховатость, а так же посторонние включения и становится неоднородным по своему составу. Происходит это из-за механической обработки (большое количество ударов частиц абразива с различной силой из-за разнородности фракционного состава). Такая поверхность подвержена активному окислению (ржавлению) и ее в максимально короткие сроки необходимо защищать.
Цифра 0,25 мСм\см возникла не спроста, это некий порог концентрации электролита, при превышении которого процесс коррозии значительно ускоряется, а электролит начинает притягивать воду из окружающей среды и коррозия ускоряется и увеличивается а площади.
Более того превышение порога в 0,25 мСм\м на поверхности металла приводит к дефекту защитного покрытия, которое носит название осмотические явления. Это такой дефект, когда лакокрасочное покрытие вздувается, а при его прокалывании вытекает жидкость. Именно от таких дефектов защищаются производители ЛКМ, когда их инспекторы заставляют мыть отпескоструенные поверхности.
Возникает логичный вопрос, как защитить поверхность от повышенной проводимости и от куда она берется? Как сказано выше удельная проводимость появляется там, где есть водорастворимые соли, кислоты, щелочи. На очищенной поверхности они могут либо уже быть вместе с загрязнениями, которые были до очистки, либо попасть с абразивом.
В начале статьи я уже говорил, что меня удивляет ситуация, что я ни разу не сталкивался с проблемами по превышению удельной проводимости у абразивов. Возможно, проблема с обмывкой отпескоструенной поверхности проистекает от начального содержания растворимых загрязнений. Тогда прежде чем пескоструить металл необходимо замерить удельную проводимость.
Если все в норме, то пока беспокоиться не стоит. А если есть превышение, то проблему нужно как то решать. Конечно, пескоструйная очистка удалит большую часть водорастворимых загрязнений, но какая то часть все равно останется, вопрос в том сколько? А сколько удалит или наоборот добавит абразив? Ведь абразив сам обладает удельной проводимостью. И здесь возникает еще один логичный вопрос, а ЗАЧЕМ компании, делающие пескоструйную обработку, не проверяют удельную проводимость абразивного порошка? Из чего я сделал такой вывод? Все очень просто:
- Я за всю свою деятельность ни разу не слышал о том, что полученный абразив не соответствует параметрам по удельной проводимости, что странно, т.к. некоторые источники сырья, из которых производится абразив, превышают показатель удельной проводимости в 0,25 мСм\см.
- В статье, которая вышла несколько рассылок назад, представлена таблица со сравнением требований в различных ТУ на абразив, в том числе и по удельной проводимости.
В данной таблице этот показатель для удобства приведен к одному знаменателю, и если внимательно посмотреть на значения, то станет все понятно.
У производителя 1 этот показатель вообще не нормируется, у производителей 3 и 4 он выше международных требований в 60 раз, у производителя 5 он ниже международных требований в 100 раз. Показатель в 0,0025 недостижим, т.е. каждая тонна, выпущенная по этим ТУ им не соответствует и является браком. Но и ни кто не обратил на это внимания с 2008 года. Только у Производителя 2 этот показатель в рамках международных требований и реальный.
Что это? Ошибка? Невнимательность? Или что-то другое? В результате отпескоструенная поверхность сначала моется, а если наносить ЛКП на мокрую поверхность нельзя, то снова чистится, т.к. пока поверхность после пескоструйной очистки высохнет, она заржавеет снова.
Внимательно подумайте — Вам нужны лишние проблемы? Или просто их предотвратить измерением удельной проводимости на поверхности и в абразиве до пескоструйной очистки.
Экологический монитор | Что такое проводимость?
ОБНОВЛЕНИЕ : Fondriest Environmental предлагает свой опыт в области электропроводности через свою новую онлайн-базу знаний.
Этот ресурс предоставляет обновленный и всесторонний взгляд на электропроводность и ее важность для качества воды. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с разделами: Проводимость, Соленость и TDS.
Соленость и электропроводность измеряют способность воды проводить электричество, что обеспечивает меру того, что растворено в воде. В данных SWMP более высокое значение проводимости указывает на то, что в воде растворено больше химических веществ.
Электропроводность измеряет способность воды проводить электричество. Это противоположно сопротивлению. Чистая дистиллированная вода — плохой проводник электричества. Когда соли и другие неорганические химические вещества растворяются в воде, они распадаются на крошечные электрически заряженные частицы, называемые ионами . Ионы увеличивают способность воды проводить электричество. Общие ионы в воде, которые проводят электрический ток, включают натрия, хлорида, кальция и магния .
Поскольку растворенные соли и другие неорганические химические вещества проводят электрический ток, проводимость увеличивается по мере увеличения солености. Органические соединения, такие как сахара, масла и спирты, не образуют ионов, проводящих электричество.
Почему важна проводимость?
Водные животные и растения приспособлены к определенному диапазону солености. За пределами этого диапазона они будут подвержены негативному воздействию и могут погибнуть. Некоторые животные могут выдерживать высокую соленость, но не низкую, в то время как другие могут выдерживать низкую соленость, но не высокую соленость.
Помимо прямого воздействия на водную жизнь, соленость также оказывает множество других важных воздействий на химический состав и плотность воды.
Как измеряется электропроводность?
Соленость чаще всего выражается в частях на тысячу или эквивалентном термине в граммах на литр. Например, морская вода имеет среднюю соленость 35 ppt, что эквивалентно добавлению 35 граммов соли на 1 литр воды.
одна тысячная Симена, и микроСимэн, который составляет одну одну миллионную Симена. Чаще всего используется особый тип проводимости, называемый удельной проводимостью.
Технология проводимости
Электропроводность и соленость измеряются электрическим зондом регистратора данных. Этот зонд измеряет, сколько электрического тока проходит через воду. Затем из этого значения рассчитывается соленость.
Проводимость определяется путем измерения того, насколько легко электрический ток протекает между двумя металлическими пластинами. Эти металлические пластины называются электродами и располагаются на определенном расстоянии друг от друга. Растворенные в растворе соли будут притягиваться к пластине с противоположным зарядом. Во многих зондах используется четырехэлектродная ячейка. Два электрода измеряют ток раствора, а два других электрода поддерживают постоянный ток между собой и используются в качестве эталона.
Лучшим методом определения солености является химический анализ концентрации различных ионов в воде, таких как кальций, натрий, хлорид и карбонат .
Однако, поскольку этот метод требует много времени, утомителен и дорог, соленость оценивается по проводимости. Поскольку соли в воде проводят ток, проводимость будет пропорциональна концентрации соли. Регистратор данных использует сложное математическое уравнение для оценки солености по проводимости. Это уравнение объясняет температурную зависимость проводимости.
Почему электропроводность воды важна для промышленных применений
1 Что такое электропроводность воды?
2 Факторы, влияющие на диапазон электропроводности воды
3 Оборудование для измерения электропроводности Sensorex
4 Зачем использовать оборудование для тестирования электропроводности для тестирования воды?
5 Зачем нужно знать электропроводность воды
Электропроводность воды относится к способности воды проводить электрический ток.
Такой материал, как медь, обладает высокой электропроводностью, поэтому его обычно используют в качестве электропроводки в доме. Высокая проводимость меди позволяет электрическому току проходить по проводке к лампочке или потолочному вентилятору. В то время как чистая вода имеет очень низкую проводимость, морская вода имеет гораздо более высокую проводимость. Различные типы воды необходимо измерять по разным причинам. Например, измерение электропроводности воды очень важно для многих промышленных применений, таких как градирни и бойлеры.
Проводимость воды важна потому, что она может сказать вам, сколько растворенных веществ, химикатов и минералов присутствует в воде . Большее количество этих примесей приведет к более высокой проводимости. Даже небольшое количество растворенных солей и химикатов может повысить электропроводность воды. Если вы руководите очистным сооружением, значительные изменения электропроводности воды могут указывать на то, что в воду попало загрязняющее вещество.
Также возможно, что это может быть признаком утечки сточных вод. Следующая статья выступает в качестве руководства, которое поможет вам понять все, что нужно знать об электропроводности воды и о том, что она может означать для вас.
Какова электропроводность воды?
Электропроводность воды — это термин, обозначающий, насколько хорошо вода способна проводить электричество. Когда EC воды выше, электричество будет больше притягиваться к воде, поэтому использование смартфона во время принятия ванны или плавание во время грозы может быть опасным. Чистая вода имеет чрезвычайно низкую электропроводность из-за отсутствия в ней примесей. Чтобы вода правильно проводила электричество, в ней должны содержаться ионы.
Когда различные химические вещества и соли растворяются в воде, они превращаются в отрицательно заряженные и положительно заряженные ионы. Положительно заряженные ионы, которые могут воздействовать на воду, включают калий, магний и натрий.
С другой стороны, отрицательно заряженные ионы включают карбонат, хлорид и сульфат. Повышенное количество вещества, такого как сульфат, может вызвать образование накипи, что может привести к повреждению котлов и другого промышленного оборудования. Для экологических и промышленных применений измерение электропроводности воды является очень простой и недорогой метод определения количества ионов, присутствующих в воде. После того, как эти измерения были проведены, при необходимости воду можно должным образом обработать.
Важно понимать, что электропроводность воды необходимо измерять по разным причинам. Если вы производите питьевую воду, электропроводность должна быть менее 1 мСм/см. При работе в фармацевтической промышленности электропроводность воды должна быть еще ниже и составлять менее 1 мкСм/см. Поскольку морская вода содержит достаточное количество соли и других химических веществ, измерения этой воды обычно составляют 45-72 мСм/см.
Основными измерениями электропроводности являются мкСм/см и мСм/см, первое из которых считается меньше второго.
Единица мкСм/см обозначает микро-Сименс, которых 100 000 в стандартной единице СИ См/см. Что касается мСм/см, то эта единица по существу эквивалентна 100 микросименсам на один См/см. Независимо от того, для каких целей вы его используете, измерение электропроводности вашей воды позволит вам определить, являются ли уровни электропроводности слишком высокими или слишком низкими . Получив эту информацию, вы можете предпринять соответствующие измерения, которые будут учитывать изменения.
Факторы, влияющие на диапазон электропроводности воды
Существует множество различных факторов, которые могут влиять на электропроводность воды, основной из которых включает температуру воды. В большинстве случаев более высокие температуры будут соответствовать более высокой электропроводности . Повышение температуры воды всего на один градус Цельсия вызовет увеличение электропроводности на 2-3 процента, поэтому так важно измерять электропроводность вашей воды.
Если вам нужно, чтобы электропроводность вашей воды была на определенном уровне, даже незначительные изменения температуры могут вызвать значительные колебания электропроводности.
Другие факторы, которые определяют, как колеблется EC, включают природные и антропогенные воздействия. К природным факторам, влияющим на ЕС воды, относятся испарения и дожди . Некоторые виды антропогенного воздействия на электропроводность воды включают сельскохозяйственные стоки, дорожную соль и септические фильтраты. На самом деле вы можете изменить электропроводность воды, если поймете, какие элементы способны изменить электропроводность воды. Самый простой способ изменить EC — это увеличить или уменьшить температуру воды с помощью . Хотя существуют и другие методы обработки, которые вам могут понадобиться при значительных изменениях электропроводности, на данный момент достаточно изменить температуру воды.
Sensorex Оборудование для измерения электропроводности
В Sensorex имеется множество датчиков превосходного оборудования, которые можно использовать для измерения электропроводности воды.
Имейте в виду, что эти датчики могут предоставить вам измерения в микро-Сименс, милли-Сименс или TDS, последний из которых означает общих растворенных твердых веществ . Если вы используете TDS для измерения электропроводности воды, измерение будет передано вам в виде частей на миллион или частей на миллион. Более высокие показания соответствуют более высокой проводимости.
Существует два основных типа датчиков, которые могут измерять электрическую проводимость воды, включая контактные датчики проводимости и тороидальные датчики проводимости . Контактный датчик электропроводности уникален тем, что погружает в воду две отдельные поверхности, которые могут быть изготовлены из таких материалов, как графит и платина. Волна напряжения передается с одной поверхности на другую, а это значит, что она должна пройти через воду. Как только вторая поверхность получает сигнал, показания EC отправляются на цифровой дисплей. Рекомендуется постоянный мониторинг, чтобы вы могли сравнивать одно показание с другим.
Если произошли значительные изменения, вы сможете отреагировать соответствующим образом.
Что касается тороидальных датчиков электропроводности, то они используют систему с двумя катушками, расположенными в пластиковом корпусе. Катушка, которая посылает сигнал, будет создавать магнитное поле для создания электрического тока. Поток этого тока будет определяться приемной катушкой. Большой ток означает, что в воде много ионов, что указывает на высокую электропроводность. Эти датчики отличаются полной устойчивостью к загрязнениям. Таким образом, тороидальные датчики обычно используются в приложениях, требующих высокой проводимости воды, включая мониторинг морской воды, градирни и химическую обработку.
Преимущества , которые вы получите от датчика EC, зависят от того, какой именно датчик вы выберете. Например, датчик CS150TC можно использовать в экологических и лабораторных условиях. Этот специальный датчик может быть установлен внутри трубы, использоваться в сочетании с настольным расходомером или погружаться непосредственно в резервуар, что делает его универсальным датчиком.
Если датчик необходимо использовать в котле с высокими температурами, CS675HTTC — лучший вариант для вас. Эти модели имеют прочный корпус из нержавеющей стали и могут выдерживать максимальную температуру 200 градусов по Цельсию.
Если вам нужен датчик для измерения воды в градирне, модель CS8300TC разработана специально для этого приложения. Эта модель способна противостоять загрязнениям и оснащена цифровой связью. Что касается стандартного тороидального датчика, то этот вариант идеально подходит для промышленного и химического применения. Известно, что эти датчики чрезвычайно точны и не требуют особого обслуживания. Независимо от того, какой из этих датчиков вы выберете, вы сможете легко измерить электропроводность воды.
Зачем использовать оборудование для измерения электропроводности при испытаниях воды?
Важно использовать испытательное оборудование ЕС для измерения воды по многим причинам. Поскольку значительные изменения электропроводности воды указывают на возможное попадание загрязняющих веществ в воду или на наличие других проблем, предоставленные вам показания помогут определить, нужно ли очищать воду.
Выявление этих изменений также поможет вам сохранить такие проблемы, как 9.0008 накипь и биоцид в страхе, первый из которых почти наверняка сделает ваш котел или градирню менее эффективным.
Это тестирование можно проводить в самых разных средах и условиях, многие из которых являются промышленными. Некоторые из наиболее распространенных применений испытательного оборудования EC связаны с экологическими испытаниями, в градирнях, в котлах и в лабораториях с фармацевтическими испытаниями. Если испытательное оборудование предназначено для использования на очистных сооружениях, оно может контролировать процесс активного ила. Хотя тестирование EC воды очень важно для компаний, оно также полезно для отдельных лиц в определенных ситуациях. Если у вас дома есть открытый бассейн, использование оборудования для тестирования EC позволит вам определить уровни TDS в воде бассейна. Если уровни достигают более 2000 частей на миллион, воду необходимо отфильтровать или слить, чтобы предотвратить образование накипи.
Независимо от того, в какой отрасли вы работаете, это измерение поможет вам определить, нужна ли вам обработка воды р. Если вы хотите получить идеальное измерение EC для вашей воды, рекомендуется сначала протестировать воду с помощью датчика EC. Полученные показания помогут вам определить, являются ли уровни ЕС слишком высокими или слишком низкими. Хотя в некоторых случаях может потребоваться слить воду и полностью заменить ее, также возможно, что вы сможете получить оптимальные показания, уменьшив или увеличив температуру воды на несколько градусов Цельсия. Немедленное внесение этих изменений предотвратит такие проблемы, как образование накипи и помутнение воды.
Зачем знать электрическую проводимость воды
Способность эффективно измерять электрическую проводимость воды абсолютно необходима во многих отраслях промышленности и для многих приложений. Поскольку рыба может переносить только определенный диапазон электропроводности, оценка электропроводности воды может быть очень полезной для рыболовства.
Некоторые из других приложений, которые требуют измерения EC воды, включают мониторинг окружающей среды, защиту котлов, мониторинг концентрации химических веществ и мониторинг обратного осмоса. Чтобы обеспечить идеальное измерение, вы должны приобрести датчик проводимости, соответствующий конкретному приложению, для которого он вам нужен. Получив показания электропроводности, вы можете отфильтровать воду для более точного чтения или полностью изменить температуру воды.
Имейте в виду, что вы можете настроить датчик так, чтобы он соответствовал потребностям вашей конкретной системы. Основные параметры настройки включают диапазон измерений, размер корпуса, конструкционные материалы, тип разъема и длину кабеля. Независимо от того, работаете ли вы на очистных сооружениях или в градирнях, у вас есть широкий выбор дополнительных продуктов Sensorex, которые удовлетворят все ваши потребности в измерении воды. Если вы хотите измерить кислотность воды, вы можете сделать это с помощью датчика pH, который бывает нескольких типов.
