Độ dẫn điện của nước là gì – Độ dẫn điện có phải TDS không
Độ dẫn điện của nước là thước đo khả năng của nước để truyền dòng điện. Khả năng này liên quan trực tiếp đến nồng độ ion trong nước. Càng nhiều ion trong nước thì độ dẫn điện càng cao, càng ít ion trong nước, nước ít dẫn điện hơn.
Các ion dẫn điện đến từ các muối hòa tan và các chất vô cơ như kiềm, clorua, sunfua và các hợp chất cacbonat. Các hợp chất hòa tan thành các ion cũng được gọi là chất điện giải.
Nước cất hoặc nước khử ion có thể hoạt động như chất cách điện do giá trị độ dẫn rất thấp (không đáng kể) trong khi nước biển có độ dẫn điện rất cao.
Độ dẫn điện của nước
Dòng điện phát ra từ chuyển động của các hạt tích điện để phản ứng với các lực tác động lên chúng từ một điện trường. Trong hầu hết các vật liệu rắn, dòng điện phát sinh từ dòng election được gọi là dẫn điện tử. Trong tất cả các dây dẫn, chất bán dẫn và nhiều vật liệu cách điện chỉ dẫn điện tử tồn tại, độ dẫn điện phụ thuộc mạnh vào số lượng các electron có sẵn để tham gia vào quá trình dẫn điện. Hầu hết các kim loại đều là chất dẫn điện cực tốt bởi vì số lượng lớn các electron tự do có thể bị kích thích trong trạng thái năng lượng trống và có sẵn.
Trong nước các ion dẫn điện do các điện tích dương và âm của chúng. Khi chất điện phân hòa tan trong nước, chúng phân chia thành các hạt tính điện dương (cation) và điện tích âm (anion). Trong nước chuyển động ròng của các ion tích điện có thể xảy ra. Hiện tượng này tạo ra dòng điện và được gọi là dẫn ion.
Các yếu tố xác định mức độ nước mang dòng điện như:
+ Nồng độ hoặc số ion
+ Tính di động của ion
+ Trạng thái oxy hóa (hóa trị)
+ Nhiệt độ của nước
Độ dẫn điện được định nghĩa là tỷ số giữa mật độ dòng và cường độ điện trường và nó ngược lại với điện trở suất.
Đơn vị đo độ dẫn diện của nước
Độ dẫn điện của nước được đo bằng micro hoặc milisiements trên centimet (µS/cm hoặc mS/cm). Nó cũng có thể được đo bằng micromho hoặc millimhos/centimet (µmhos/cm hoặc mmhos/cm).
1 siemen = 1 mho.
Microsiement/cm là đơn vị tiêu chuẩn cho phép đo nước ngọt
Độ dẫn điện của nước biển thường sử dụng vi, milli, siemen, mho/cm.
Nước tinh khiết không phải là chất dẫn điện tốt. Nước cất thông thường trong trạng thái cân bằng với cacbon dioxit của không khí có độ dẫn khoảng 10×10-6W-1m-1 (20dS/m).
Độ dẫn điện của nước tăng lên khi nồng độ các ion tăng lên.
Các độ dẫn điện điển hình của nước
- Nước siêu tinh khiết : 5,5.10-6S/m
- Nước uống: 0,005 – 0,05 S/m
- Nước biển: 5 S/m
Độ dẫn điện của nước có phải là TDS không
TDS là chỉ tiêu tổng chất rắn hòa tan trong nước – một thước đo tổng số ion trong dung dịch
Độ dẫn điện của nước là thước đo hoạt động ion của nước về khả năng truyền dòng điện.
Như vậy TDS không phải là độ dẫn điện của nước nhưng TDS và độ dẫn điện của nước có quan hệ tỷ lệ thuận với nhau. TDS của nước dựa trên giá trị độ dẫn điện của nước có thể được tính bằng phương trình:
TDS (mg/l) = 0,5 x EC(độ dẫn điện)(dS/m hoặc mmho/cm) hoặc = 0,5x1000xEC (mS/cm)
Mối quan hệ trên cũng có thể được sử dụng để kiểm tra tính chấp nhận của phân tích hóa học nước – không áp dụng cho nước thải. Khi nước có TDS cao >1000 mg/l, EC>2000mS/cm khoảng cách giữa các ion làm giảm hoạt động của chúng do đó khả năng truyền dòng điện là không bị ảnh hưởng mặc dù tổng lượng chất rắn hòa tan là cao.
Tại các giá trị TDS cao, tỷ lệ TDS/EC tăng và mối tương quan có xu hướng: TDS = 0,9xEC
Đo độ dẫn điện của nước để làm gì
Đo độ dẫn điện của nước cho phép xác định:
- Xác định khoáng hóa (thường được gọi là tổng chất rắn hòa tan). Chỉ tiêu tổng chất rắn hòa tan được sử dụng để xác định hiệu ứng ion tổng thể trong một nguồn nước
- Ghi nhận sự thay đổi trong nước nhanh chóng
- Ước tính kích thước mẫu cần thiết cho các phân tích hóa học
- Xác định lượng thuốc thử hóa học hoặc hóa chất xử lý được thêm vào mẫu nước
Tại sao chỉ tiêu độ dẫn điện của nước lại quan trọng trong một số ngành sản xuất
Độ dẫn điện của nước là chỉ số được kiểm soát nghiêm ngặt trong xử lý nước của một số ngành công nghiệp
Nước thô như nước giếng khoan, nước mặt đã qua thiết bị xử lý thô đạt tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt cũng chưa đủ tiêu chuẩn dùng cho sản xuất công nghiệp. Đó là nước còn nồng độ ion cao (TDS cao), chứa các chất có thể gây đóng cặn và ăn mòn thiết bị nhà máy đặc biệt là trong trao đổi nhiệt, tháp làm mát và nồi hơi.
Thường với khử khoáng nước bằng nhựa trao đổi ion và khử khoáng nước bằng thiết bị EDI cho phép loại bỏ tất cả hoặc gần như tất cả các chất gây ô nhiễm. Đôi khi yêu cầu chất lượng nước chỉ cần loại bỏ các ion gây độ cứng cao hoặc độ kiềm cao, chỉ cần thiết bị làm mềm nước hoặc khử kiềm nước là đủ
Độ dẫn được sử dụng để giám sát việc xây dựng các ion chất rắn hòa tan trong hệ thống nước làm mát và trong nồi hơi. Khi độ dẫn quá cao, nước cần được thoát ra khỏi hệ thống và thay thế bằng nước có độ dẫn thấp hơn
Độ dẫn điện cho phép phát hiện rò rỉ trong hệ thống nước: Nước dùng để làm mát và làm ngưng tụ trên bề mặt thường có chứa một lượng lớn các ion chất rắn hòa tan. Việc rò rỉ nước làm mát có thể dẫn đến ô nhiêm gây hại cho thiết bị. Việc đo độ dẫn diện cho phép dễ dàng phát hiện rò rỉ
Độ dẫn điện được dùng để kiểm tra quá trình làm sạch : Trong dược phẩm và thực phẩm và các ngành công nghiệp nước giải khát luôn thường xuyên cần phải thực hiện quá trình làm sạch đường ống và bình chứa, độ dẫn được được sử dụng để theo dõi nồng độ natri hydroxit và mức độ rửa sạch
Độ dẫn điện của nước được đo bằng dụng cụ nào
Độ dẫn điện của nước được đo bằng các dụng cụ đo độ dẫn điện như: dụng cụ đo độ dẫn điện CM230
