Palaute
Sivukartta

Etusivu > Ympäristöanalyysit > Sähkönjohtavuus
 

Veden sähkönjohtavuuden määritys
Yleistä
Menetelmä soveltuu muiden paitsi murto- ja merivesien sähkönjohtavuuden määrittämiseen laboratorio- ja kenttäolosuhteissa. Sähkönjohtavuus kuvaa veteen liuenneiden suolojen määrää, eikä sen perusteella voi tehdä johtopäätöksiä veden terveydellisistä vaikutuksista.

Määritelmä
Sähkönjohtavuus määritetään virtatiheyden ja sähkökentän voimakkuuden osamääränä (γt = J/E)
Liuoksen sähkönjohtavuus γt riippuu lämpötilasta ja määritetään lämpötilassa t yhtälöstä
γt = k/E, jossa
γt = liuoksen sähkönjohtavuus lämpötilassa t , S/m
k = mittakennon astiavakio, m-1
R= liuoksen vastus eli resistanssi, Ω
Sähkönjohtavuus mitataan Pt-elektrodeilla varustetussa mittakennossa lämpötilassa 25°C ja ilmoitetaan γ25:nä millisiimenseinä metriä kohti (mS/m).

Virhelähteet
Sameat ja öljy- tai rasvapitoiset näytteet voivat muodostaa kerrostumia mittakennon pinnalle. Kerrostuma voi pienentää elektrodin vaikutuspinta-alaa ja lisätä polarisaatiota. Häiriötä voidaan pienentää suodattamalla näyte.
Sähkönjohtavuus kasvaa lämpötilan noustessa 2 - 2,5 prosenttia astetta kohti ja näytteen koostumus vaikuttaa sähkönjohtavuuden kasvuun. Tämän vuoksi mittauslämpötila on 25±0,5°C. Kenttämittauksissa sähkönjohtavuusarvot muutetaan lämpötilaa 25°C vastaaviksi korjauskertoimen avulla.

Reagenssit
Reagensseina käytetään analyysipuhdasta laatua. Puhdistetun veden sähkönjohtavuuden on oltava < 0,1 µS/cm eikä siinä saa olla yli 45 µm läpimittaisia hiukkasia.
  • Hiilidioksiditon vesi
    Puhdistettua vettä keitetään 15 minuuttia erlenmeyerkolvissa (kartiokolvissa), jäähdytetään huoneenlämpöön suljettuna kellonlasilla ja säilytetään suljetussa pullossa, jonka korkkiin on liitetty natronkalkkiputki. Hiilidioksidi voidaan poistaa myös johtamalla 10 minuuttia hiilidioksiditonta ilmaa tai typpeä puhdistetun veden läpi. Veden sähkönjohtavuuden on oltava pienempi kuin 0,1 mS/m
  • Kaliumkloridiliuos 0,1000 mol/l
    Liuotetaan 7,4560 g analyysipuhdasta kaksi tuntia 110 °C kuivattua kaliumkloridia ( KCl ) hiilidioksidittomaan veteen 1000ml mittapullossa ja laimennetaan merkkiin. Liuosta säilytetään borosilikaattilasista valmistetussa pullossa jääkaapissa. Liuos uusitaan, jos siinä havaitaan samentumista.
Laitteet ja välineet
Lämpöhaude 25±0,5 °C
Sähkönjohtavuuden mittauslaite, jonka mittakenno valitaan näytteen sähkönjohtavuuden mukaan taulukon 1 avulla. Parhaat mittatulokset saavutetaan, kun kennon vastus on 500 - 10000 ohmia.

Taulukko 1. Mittakennon valitseminen

Sähkönjohtavuus γ
mS/m
 Astiavakio

m-1
 cm-1
0 - 20
10 - 200
100 - 2000
 1 - 10
10 - 100
1000
 0,01 - 0,1
0,1 - 1,0
10,0

Näytteenotto
Näytepullot täytetään näytevedellä siten, ettei niihin jää ilmaa ja sähkönjohtavuus määritettään mahdollisimman pian näytteenoton jälkeen. Näytteet säilytetään pimeässä, viileässä paikassa. Näytteisiin ei saa kestävöidä.

Veden sähkönjohtavuuden määritys
Sähkönjohtavuus mittarin kalibrointi
Mittalaite tarkastetaan säännöllisesti tarkkuusvastuksella, joka voi kuulua laitteen varustukseen. Astiavakio tarkastetaan myös säännöllisin väliajoin. Tarkastuksissa noudatetaan laitteen käyttöohjetta. Astiavakion tarkastamiseen käytetään kaliumkloridiliuosta ja sen laimennoksia taulukon 2 mukaan. Laimentaminen suoritetaan hiilidioksidittomalla vedellä.

Taulukko 2.  Kaliumkloridiliuoksen sähkönjohtavuudet lämpötilassa 25°C.

cKCl
mol/l
 γ
mS/m
 cKCl
mol/l
 γ
mS/m
0,0001
0,0005
0,001
0,005
0,01
0,02
 1,494
7,390
14,70
71,78
141,3
276,7
 0,05
0,1
0,2
0,5
1

 666,8
1290
2482
5864
11190

Valitaan kaksi liuosta, jotka sopivat mittakennon astiavakiolle. Astiavakion tarkistus suoritetaan laitteen käyttöohjeen mukaan. Jos kaliumkloridiliuosten sähkönjohtavuudet poikkeavat huomattavasti taulukon 2 arvoista, kenno puhdistetaan. Platinamustalla päällystetyt vaurioituneet kennot platinoidaan uudelleen.

Näytteen määritys
Valitaan mittakenno, joka sopii näytteen sähkönjohtavuudelle. Valitaan mittaustaajuus. Huuhdotaan mittakenno puhtaalla vedellä ja kaksi kertaa näytteellä ennen mittausta. Mitataan näytteen, jonka lämpötila on 25°C, sähkönjohtavuus. Huuhdo mittakenno puhtaalla vedellä ja kaksi kertaa seuraavalla mitattavalla näytteellä.
Mittakennoa säilytetään mittausten välillä 50% etanoliliuoksessa.

Tulosten laskeminen
Astiavakion arvo voidaan joko asettaa suoraan mittariin, jolloin laite ilmoittaa tuloksen suoraan tai tulos saadaan kertomalla mittarin lukema astiavakiolla γ = kG, jossa
γ = sähkönjohtavuus mS/m
k= astiavakio m-1
G= konduktanssi eli laitteen antama lukema mS
Tulosten tarkkuus ja toistettavuus ovat riippuvaisia laitteistosta ja näytteet mittauksesta. Hyvällä suoritustavalla ja laitteella on mahdollisuutta päästä 5% tarkkuuteen ja toistettavuuteen.

Taulukossa 3 on veden sähkönjohtavuuden korjauskertoimet lämpötilaan 25°C. Kertoimet perustuvat 0,01 mol/l KCl-  ja 0,01 mol/l NaNO3-liuokseen. Taulukko 3 on liitteessä 1.

Liite 1
Taulukko 3. Veden sähkönjohtavuuden korjauskertoimet lämpötilaan 25°C

t /°C
 kerroin
 t /°C kerroin t /°C kerroin
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
 0,89
0,90
0,92
0,93
0,95
0,97
0,98
1,00
1,02
1,04
 22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
 1,06
1,08
1,10
1,12
1,14
1,16
1,19
1,21
1,24
1,27
 12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
 1,30
1,33
1,36
1,39
1,42
1,46
1,50
1,54
1,58
1,62

Etusivu > Ympäristöanalyysit > Sähkönjohtavuus


Mittaus-
pöytäkirja
(30 kt Word)

Raportointi-
kaavake
(33 kt Word)