Konduktivitet generelt
Som en konstant fysisk størrelse indikerer elektrisk ledningsevne i hvilken grad stoffer eller blandinger av stoffer kan lede elektrisitet. Verdien er forskjellig for hver stoffblanding og for hvert stoff.
Ledningsevnen er en fysisk konstant, noe som betyr at et bestemt stoff eller en bestemt blanding av stoffer alltid leder elektrisk strøm like godt.
Når det gjelder beregninger, er ledningsevne viktig for å bestemme strømtettheten i forbindelse med elektrisk feltstyrke. Den spesifikke elektriske motstanden til et stoff eller en blanding av stoffer er nøyaktig den gjensidige av den elektriske ledningsevnen.
Symbolet for elektrisk ledningsevne i tekniske, fysiske og kjemiske områder kan være forskjellig. Ledningsevne, eller presis kalt ledningsevne, kan betegnes med de greske bokstavene sigma, kappa eller gamma.
Enheter for elektrisk ledningsevne
SI-enheten S / m (Siemens per meter) brukes til å spesifisere ledningsevnen. Hvis ledningsevnen er veldig lav, blir ledningsevnen ofte gitt i µS / cm i det tekniske området.
Størrelsesorden for elektriske ledningsevner
De beste elektriske lederne er metaller. Sølv som den beste lederen har en ledningsevne på 61,380,000 S / m, rustfritt stål omtrent en seksti av det.
Vann er en mye dårligere leder enn væske. Sjøvann har en ledningsevne på omtrent 5 S / m, ultrarent vann har en ledningsevne på 0,0000005 S / m.
Elektrisk ledningsevne i væsker
Ledningsevnen avhenger av antall fritt tilgjengelige, mobile ladebærere i væsken. Dette er ioner, salter og individuelle, oppløste stoffer som representerer ladede partikler.
Den store forskjellen i ledningsevnen til sjøvann sammenlignet med ultrarent vann kan bare forklares med saltinnholdet. I kontrast er osmosevann en ekstremt dårlig leder, og det samme er demineralisert vann.
Hvis det tilsettes ca. 4% salt til ultrarent vann eller helt demineralisert vann, øker ledningsevnen med en faktor tusen.
Avhengig av type lastbærer
I væsker spiller imidlertid ikke bare antallet fritt bevegende ioner en rolle, men også mengden ladning de bærer.
For eksempel er mengden ladning av magnesium 2+, mens den bare er 1+ for kalsiumioner. Dette kan gjenkjennes ved staving av ionene: Ca + og Mg2 +.
I tillegg har farten til de enkelte ionetyper i feltretningen også en effekt, men denne komponenten er ubetydelig i denne betraktningen.
Konklusjonen er at ledningsevnen til vann ikke bare avhenger av mengden ioner som er oppløst i den, men også av typen ioner som er oppløst i den. Så ikke alt vann leder like godt. Det avhenger av den spesifikke mineralsammensetningen.
Teknisk bruk for å bestemme renhet
Når det gjelder destillert vann og demineralisert vann, kan den elektriske ledningsevnen brukes direkte som et mål på renhet.
I dette tilfellet skal renhet bare forstås som fraværet av ladede ioner og partikler i vannet. Uladede partikler registreres ikke under målingen og påvirker ikke måleresultatet.
Jo lavere vannets elektriske ledningsevne er, jo færre ioner er det og jo renere er vannet.
Det generelle innholdet av ioner og oppløste salter kan også estimeres godt ved bruk av ledningsevnen til hvert vann. Ledningsevnemåling brukes imidlertid sjelden som en metode for å bestemme spesifikke verdier i normalt vann.
Avhengighet av ledningsevne på temperatur
Alle gasser, løsninger og elektrolytter er svært temperaturavhengige i ledningsevne. Dette gjelder også vann med ioner oppløst i seg. Antall ioner som beveger seg fritt og mobiliteten til ladebærerne øker betydelig med økende temperatur. Dette betyr at ledningsevnen også øker betydelig med økende temperatur.
Unøyaktighet ved høyere konsentrasjoner
De såkalte interioniske interaksjonene resulterer i at forholdet mellom ledningsevne og ioner eller ladningsmengden blir høyere upresis ved høyere konsentrasjoner av individuelle eller alle ioner.
Jo flere ioner det er i en væske - eller i vann - jo mer bremser de hverandre. Den frie mobiliteten til ioner i væsken avtar.
Måling av ledningsevne
Ledningsevnen kan bestemmes med et spesialdesignet måleinstrument. Som et alternativ til dette er det også mulig å måle den spesifikke motstanden i en væske og dermed bestemme den respektive ledningsevnen ved beregning.
Det er enkle håndholdte enheter for måling av ledningsevne. Du måler ledningsevnen mellom to testelektroder basert på reduksjon i mengden strøm mellom utgang og sluttstrøm. Ledningsevnen kan avleses direkte på et display.
Tips og triks
Ledningsevnemåling kan ikke gi noen indikasjon på tilstedeværelsen av uladede partikler. Noe tilsmussing fra ikke-ladede stoffer i vannet påvirker ikke konduktivitetsmålingen. Man bør også ha dette i bakhodet.
