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纯水知识:电导率与TDS区别与联系

2013/2/27 16:11:45      点击:

im电竞官网下载www.xqccs.com1、国家标准GB17323-1998《瓶装饮用纯净水》中对饮用纯净水没有溶解性总固体(TDS)的限量要求。 
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、国家标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中对饮用自来水的溶解性总固体(TDS)有限量要求:溶解性总固体≤1000 mg/L 
TDS
值代表了水中溶解物杂质含量,TDS值越大,说明水中的杂质含量大,所以对生活饮用水作出这个规定;而饮用纯净水因为经过粗滤→精滤→去离子净化(离子交换、反渗透、蒸馏及其他加工方法)等工艺处理,溶解物杂质含量很少,所以不作要求,取而代之的限量指标是:电导率和pH等。

电导率是物体传导电流的能力。
电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律,电导率(G)--电阻(R)的倒数,是由电压和电流决定的。
电导率的基本单位是西门子(S),原来被称为欧姆。因为电导池的几何形状影响电导率值,标准的测量中用单位电导率S/cm来表示,以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率(C)简单的说是所测电导率(G)与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度,A为极板的面积。 
电导率是物质传送电流的能力,是电阻率的倒数。在液体中常以电阻的倒数——电导来衡量其导电能力的大小。水的电导是衡量水质的一个很重要的指标。它能反映出水中存在的电解质的程度。根据水溶液中电解质的浓度不同,则溶液导电的程度也不同。通过测定溶液的导电度来分析电解质在溶解中的溶解度。这就是电导仪的基本分析方法。
溶液的电导率与离子的种类有关。同样浓度电解质,它们的电导率也不一样。通常是强酸的电导率最大,强碱和它与强酸生成的盐类次之,而弱酸和弱碱的电导率最小。因此,通过对水的电导的测定,对水质的概况就有了初步的了解。电导率电阻率的倒数即称之为电导率L。在液体中常以电阻的倒数——电导来衡量其导电能力的大小。电导L的计算式如下式所示: L=l/R=S/l电导的单位用姆欧又称西门子。用S表示,由于S单位太大。常采用毫西门子,微西门子单位1S=103mS=106μS
当量电导 液体的电导仅说明溶液的导电性能与几何尺寸间的关系,未体现出溶液浓度与电性能的关系。为了能区分各种介质组成溶液的导电性能,必须在电导率的要领引入浓度的关系,这就提出了当量电导的概念。所谓的当量电导就是指把1g当量电解质的溶液全部置于相距为1cm的两板间的溶液的电导,符号“λ”。由于在电导率的基础上引入了浓度的概念。因此各种水溶液的导电来表示和比较了。在水质监测中,一般通过对溶液电导的测量可掌握水中所溶解的总无机盐类的浓度指标。温度对电导的影响溶液的电阻是随温度升高而减小,即溶液的浓度一定时,它的电导率随着温度的升高而增加,其增加的幅度约为2%-1。另外同一类的电解质,当浓度不同时,它的温度系数也不一样。在低浓度时,电导率的温度之间的关系用下式表示: L1=L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)2]由于第二项β(t-t0)2之值较小,可忽略不计。在低温时的电导率与温度的关系可用以下近似值L1=L0[1+α(t-t0)]表示,因此实际测量时必须加入温度补偿。
电导的温度系数 对于大多数离子,电导率的温度系数大约为+1.4%-13%-1对于H+OH-离子,电导率温度系数分别为1.5%-1 1.8%-1,这个数值相对于电导率测量的准确度要求,一般为1%或优于1%,是不容忽视的。纯水的电导率 即使在纯水中也存在着H+OH-两种离子,经常说,纯水是电的不良导体,但是严格地说水仍是一种很弱的电解质,它存在如下的电离平衡:H2O←→H++OH2H2O←→H3+O+OH-
其平衡常数:KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14
式中KW称为水的离子积[H+]2=[OH-]2=10-14[H+]2=[OH-]2=10-7H2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2已知水的密度d25/H2O=0.9970781cm3 故原有假设为1的水分离子浓度只能达到0.99707。实际上是仅0.99707份额的水离解成0.99707.10-7[H+][OH-],那么离解后的[H+][OH-]电导率的总和KH2O用下式求出:KH2O=CM/1000λH2O=(0.99707.10-7/1000).548.42=0.05468μS.cm-10.054μS.cm-1∴ρH2O=1/KH2O=1/0.05468×10-9=18.29(MΩ.cm)18.3(MΩ.cm) 由水的离子积为10-14可推算出理论上的高纯水的极限电导为0.0547μS.cm-1,电阻为18.3MΩ.cm(25)。 水的电导率的温度系数在不同电导率范围有不同的温度系数。对于常用的1μS.cm-1的蒸馏水而言大约为+2.5%

TDS笔与电解仪的实际用途 
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、有关TDS值、电导率以及硬度的概念
(1)TDS
TDS
用来衡量水中所有离子的总含量, 通常以ppm表示
在纯水制造业,电导率也可用来间接表征TDS.
溶液的电导率等于溶液中各种离子电导率之和,比如:纯食盐溶液:
Cond.=Cond(pure? water) + Cond(NaCl)
或者Cond.= 0.055 + Cond(NaCl)
电导率和TDS的关系并不呈线性,但在有限的浓度区段内,可用采用线性公式表示: 例如. 100uS/cm x 0.5 (as NaCl) = 50 ppm TDS(uS:微西门子)
从上面两个公式可以知道:纯水的电导率为:0.055uS (18.18兆欧)
食盐的TDS-电导率换算系数为0.5.
所以:经验公式是:将以微西门子为单位的电导率折半约等于TDS(ppm)
有时TDS 也用其它盐类表示,CaO3(系数则为0.66)
TDS
与电导率的换算系数可以在0.4-1.0之间调节,以对应不同种类的电解质溶液。
(2)
电导率
电导率是物质传送电流的能力,与电阻值相对,单位Siemens/cm (S/cm),该单位的10-6以μS/cm表示,10-3时以mS/cm表示。
电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律,电导率(G)--电阻(R)的倒数,由导体本身决定的。
电导率的基本单位是西门子(S),原来被称为欧姆。因为电导池的几何形状影响电导率值,标准的测量中用单位电导率S/cm来表示,以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率(C)简单的说是所测电导率(G)与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度,A为极板的面积。
(3)
电 导 率 与 水 的 硬 度
水的硬度是指水中钙、镁离子的浓度,硬度单位是ppm1ppm代表水中碳酸钙含量1毫克/(mg/L)
水溶液的电导率直接和溶解固体量浓度成正比,而且溶解固体量浓度越高,电导率越大。电导率和溶解固体量浓度的关系近似表示为:1.4μS/cm=1ppm2μS/cm=1ppm(每百万单位CaCO3)。利用电导率仪或总固体溶解量计可以间接得到水的总硬度值,如前述,为了近似换算方便,1μs/cm电导率 = 0.5ppm硬度
但是需要注意:(1)以电导率间接测算水的硬度,其理论误差约20-30ppm(2)溶液的电导率大小决定分子的运动,温度影响分子的运动,为了比较测量结果,测试温度一般定为20℃或25(3)采用试剂检测可以获取比较准确的水的硬度值。

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TDS笔和水质电解仪并不能检测水质好坏
事实上,TDS笔和水质电解仪并不是用来检测水质好坏的,而是用来检测水中是否含有导电离子的。纯净水因为不含导电离子,因此电解出来的水没有颜色变化,TDS值也非常小,而经过净水器过滤出来的净化水或者是天然矿泉水,因为含有有益的矿物质微量元素,故TDS值都较高,电解后的水也因为含导电离子,经电解棒氧化后会呈现出各种颜色。目前市场上用TDS笔和水质电解仪来检测判断水质好与坏的做法是带有欺骗性的,他们往往都是为了达到推销其反渗透纯水机的目的。举例说,在纯净水中加些食盐电解,以及电解天然山泉水、矿泉水后也会出现和电解自来水的一样的颜色现象,而一瓶可乐或果汁的TDS值一般都在400以上,所以TDS值并不是表征水质好与差的指标,而是反映水中导电离子的含量多少。

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TDS笔测试水质不科学
TDS
中文译为「总溶解固体量」即水中无机物(钠、钙等)含量多少的测定值。有些竞争厂商用TDS笔来测试水质,并宣称他们的纯水机所过滤后的水非常清澈、洁净,因为所显示的数字接近0。而非反渗透制水机过滤后的水,在测试后所显示的数字却高出许多。因此他们告诉顾客,净水器过滤后的水仍然很脏。 
上海本昂科学仪器有限公司技术人员在测试过程中发现,TDS笔所显示数值的高低与水质是否纯净,是毫无任何关系的。显示的数字接近0,表示其水中无矿物质,大于0则表示水中有矿物质存在。自来水经过处理后,如果水中保留有益身体健康的矿物质, 那么TDS笔的指数将大于0,反之则接近0。如果我们在纯净水中加入少许食盐(氯化钠),则TDS棒上所显示数值会立即上升,这是因为食盐中含有金属离子钠的成分。因此水净化前后显示的数值,可能会有少许差异:或高或低,均为正常情况。 
因为矿物质会因下列因素而产生变化:
流通变化: 取用不同流动时间的水,矿物质含量会受到影响。
取水容量: 取水容量多少,影响矿物质含量多少。
取水温度:水温升高,碳酸钙、碳酸镁浓度也会提高,电导率加大,其数值也会提 高。
况且世界卫生组织建议:人类不应长期饮用毫无矿物质的水。
TDS
代表“所有溶解的固体物”,即所有溶解于水中的固体的总重量。水中溶解的固体大部分是钙和镁,所以并非衡量污染的方法,测量水的导电性的试验,仅提供对溶解固体物一个大概的评估,而不应该被视为一种测试水质的显示方法。,