Conducibilità in generale
Come quantità fisica costante, la conduttività elettrica indica la misura in cui sostanze o miscele di sostanze possono condurre l'elettricità. Il valore è diverso per ciascuna miscela di sostanze e per ciascuna sostanza.
La conduttività è una costante fisica, il che significa che una certa sostanza o una certa miscela di sostanze conduce sempre la corrente elettrica allo stesso modo.
In termini di calcoli, la conduttività è importante per determinare la densità di corrente in relazione all'intensità del campo elettrico. La resistenza elettrica specifica di una sostanza o miscela di sostanze è esattamente il reciproco della conducibilità elettrica.
Il simbolo della conduttività elettrica nelle aree tecniche, fisiche e chimiche può essere diverso. La conducibilità, o appunto chiamata conducibilità, può essere designata con le lettere greche sigma, kappa o gamma.
Unità per conducibilità elettrica
L'unità SI S / m (Siemens per metro) viene utilizzata per specificare la conducibilità. Se la conducibilità è molto bassa, la conducibilità è spesso espressa in µS / cm nell'area tecnica.
Ordine di grandezza delle conduttività elettriche
I migliori conduttori elettrici sono i metalli. L'argento come miglior conduttore ha una conduttività di 61.380.000 S / m, l'acciaio inossidabile circa un sessantesimo di quella.
L'acqua è un conduttore molto peggiore del liquido. L'acqua di mare ha una conducibilità di circa 5 S / m, l'acqua ultrapura ha una conducibilità di 0,0000005 S / m.
Conducibilità elettrica nei liquidi
La conduttività dipende dal numero di portatori di carica mobili liberamente disponibili all'interno del liquido. Questi sono ioni, sali e singole sostanze disciolte che rappresentano particelle cariche.
La grande differenza nella conducibilità dell'acqua di mare rispetto all'acqua ultrapura può essere spiegata solo dal contenuto di sale. Al contrario, l'acqua di osmosi è un conduttore estremamente povero, così come l'acqua demineralizzata.
Se si aggiunge circa il 4% di sale all'acqua ultrapura o completamente demineralizzata, la conducibilità aumenta di un fattore mille.
A seconda del tipo di portapacchi
Nei liquidi, tuttavia, non solo il numero di ioni che si muovono liberamente gioca un ruolo, ma anche la quantità di carica che trasportano.
Ad esempio, la quantità di carica del magnesio è 2+, mentre è solo 1+ per gli ioni calcio. Questo può essere riconosciuto dall'ortografia degli ioni: Ca + e Mg2 +.
Inoltre, ha effetto anche la velocità dei singoli tipi di ioni nella direzione del campo, ma questa componente è trascurabile in questa analisi.
La conclusione è che la conduttività dell'acqua dipende non solo dalla quantità di ioni disciolti in essa, ma anche dal tipo di ioni disciolti in essa. Quindi non tutta l'acqua conduce ugualmente bene. Dipende dalla specifica composizione minerale.
Uso tecnico per determinare la purezza
Nel caso di acqua distillata e acqua demineralizzata, la conducibilità elettrica può essere utilizzata direttamente come misura di purezza.
In questo caso, la purezza deve essere intesa solo come l'assenza di ioni e particelle cariche nell'acqua. Le particelle scariche non vengono registrate durante la misurazione e non influenzano il risultato della misurazione.
Più bassa è la conducibilità elettrica dell'acqua, meno ioni ci sono e più l'acqua è pura.
Il contenuto generale di ioni e sali disciolti può anche essere stimato bene utilizzando la conducibilità di ciascuna acqua. Tuttavia, la misurazione della conducibilità viene utilizzata solo raramente come metodo per determinare valori specifici in acqua normale.
Dipendenza della conducibilità dalla temperatura
Tutti i gas, le soluzioni e gli elettroliti sono altamente dipendenti dalla temperatura nella loro conducibilità. Questo vale anche per l'acqua con ioni disciolti. Il numero di ioni che si muovono liberamente e la mobilità dei portatori di carica aumentano notevolmente con l'aumentare della temperatura. Ciò significa che anche la conduttività aumenta notevolmente con l'aumentare della temperatura.
Imprecisione a concentrazioni più elevate
Le cosiddette interazioni interioniche comportano il fatto che a concentrazioni più elevate di ioni singoli o di tutti gli ioni, la relazione tra conduttività e ioni o quantità di carica diventa sempre più imprecisa.
Più ioni ci sono in un liquido - o nell'acqua - più si frenano a vicenda. La libera mobilità degli ioni all'interno del liquido diminuisce.
Misura della conducibilità
La conducibilità può essere determinata con un dispositivo di misurazione appositamente progettato. In alternativa a ciò, è anche possibile misurare la resistenza specifica in un liquido e quindi determinare la rispettiva conducibilità mediante calcolo.
Esistono semplici dispositivi portatili per misurare la conducibilità. Si misura la conducibilità tra due elettrodi di prova in base alla diminuzione della quantità di corrente tra l'uscita e la corrente finale. La conducibilità può essere letta direttamente su un display.
suggerimenti e trucchi
La misura della conducibilità non può dare alcuna indicazione della presenza di particelle scariche. Lo sporco dovuto a sostanze scariche nell'acqua non influisce sulla misurazione della conducibilità. Si dovrebbe anche tenerlo a mente.
