Co to jest konduktometr?
Opublikowano: 2 lutego 2022

Konduktometr jest urządzeniem, które służy do pomiaru przewodności cieczy. W oparciu o jakie zasady działa konduktometr i dlaczego w ogóle przeprowadza się tego rodzaju badania? Odpowiedź poniżej.

W jakim celu przeprowadza się badanie konduktometrem?

Konduktometr jest używany w celu zbadania przewodności roztworu. Jeżeli jest to roztwór wodny, to bada się w ten sposób jego zanieczyszczenie oraz zasolenie. Spróbujmy jednak odrobinę dokładniej nakreślić to zagadnienie.

Przewodność elektrolityczna wody określa jej zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego. Im więcej w niej jonów – anionów oraz kationów – tym woda lepiej przewodzi prąd. Aniony oraz kationy znajdujące się w wodzie powstają np. podczas procesu dysocjacji elektrolitycznej. W skrócie polega on na rozpadzie cząsteczek rozpuszczonych związków chemicznych – soli, zasad czy kwasów – na jony. Nietrudno się domyślić, że im więcej różnych związków chemicznych znajduje się w wodzie, tym więcej powstaje jonów, a tym samym rośnie jej przewodność (konduktywność). To dlatego woda morska o wiele lepiej przewodzi prąd, niż destylowana.

Dlatego jeżeli potrafimy zmierzyć przewodność cieczy, na przykład roztworu wodnego, możemy również dowiedzieć się, jak zanieczyszczony/zasolony jest ten roztwór. Należy przy tym wziąć poprawkę na jego temperaturę, ponieważ im jest wyższa, tym większa ruchliwość rozpuszczonych w niej jonów, a tym samym przewodność.

Jak przebiega pomiar konduktometrem?

Jak wspomniano wcześniej, za przewodzenie prądu w cieczy odpowiadają jony. Ale żeby ten prąd „popłynął”, jony muszą zostać wprawione w ruch. Na przykład poprzez działanie elektrod lub pierścienia indukcyjnego, które znajdują się w konduktometrze.

W najpopularniejszym, dwuelektrodowym czujniku, elektrody rozmieszczone są w niewielkiej odległości od siebie. Gdy przyłożymy do nich zmienne napięcie, a następnie umieścimy w badanym medium, popłynie w nim prąd. Mierząc wartość tego prądu, znając temperaturę medium i tzw. stałą celi (stosunek odległości pomiędzy elektrodami do ich powierzchni), możemy zmierzyć konduktywność badanego roztworu. Jeżeli zanieczyszczenie jest duże lub zależy nam na możliwie dokładnym pomiarze, możemy użyć konduktometra czteroelektrodowego, który działa na podobnej zasadzie.

Z kolei konduktometry indukcyjne wykorzystują do pomiaru zjawisko indukcji elektromagnetycznej. W dużym skrócie: w urządzeniu pomiarowym znajdują się dwie cewki: wzbudzająca i odbiorcza. Obydwie są osłonięte specjalną obudową i nie mają styczności z badanym medium, dzięki czemu nie są narażone na żrące działanie np. stężonych roztworów kwasów lub zasad. Pomiar przebiega następująco:

• Przez cewkę wzbudzającą przepuszczamy prąd zmienny wywołujący pole magnetyczne;
• Wprawia to jony roztworu w ruch, powodując tym samym przepływ prądu;
• Nowo powstały prąd indukuje zmienne pole magnetyczne;
• Które z kolei sprawia, że w cewce odbiorczej pojawia się napięcie.

Im wyższa przewodność medium, tym większa wartość napięcia w cewce odbiorczej.

W jakich okolicznościach zazwyczaj przeprowadza się pomiar przewodności cieczy?

Badania konduktywności przeprowadza się najczęściej w celu określenia stopnia zanieczyszczenia danej cieczy. Bada się w ten sposób jakość wody gruntowej oraz wodociągowej, a także wody powstającej w oczyszczalniach ścieków. Do tego dochodzi oczywiście analiza jakości wody w branży spożywczej, farmaceutycznej, kosmetycznej czy chemicznej.

Wysokiej jakości konduktometry elektrodowe oraz indukcyjne wraz z koniecznym oprzyrządowaniem dostępne są w ofercie JUMO.