Як виміряти опір води? Таке питання можуть ставити собі люди у різних ситуаціях. У цій статті йтиметься про те, як це зробити в гаражно-домашніх умовах.

Можливо, комусь питання видасться банальним. Що, мовляв, такого – взяв омметр, тестер (або мультиметр із функцією вимірювання опору), засунув електроди у воду та (щось там) виміряв.

До речі, за ГОСТ-6709-72 Вода дистильована. Технічні умовипитома електропровідність дистильованої води становить не більше 5*10 -4 См/м = 5*10 -4 (Oм*м) -1. Іноді її вимірюють у мкСм/см: 5 мкСм/см .

Треба сказати, що якісь свідчення, без сумніву, видасть омметр. Але чи будуть вони відображати фактичну величину опору води – це велике питання. Швидше за все, це буде просто незначна сукупність цифр на екрані мультиметра (тестера).

Дехто плутає дистильовану водуі хімічно чисту воду(дистилят високого ступенячистоти). Так ось, це, взагалі кажучи, небагато різні речі. Справді, пригадаємо, як одержують так звану "дистильовану воду"? Правильно – за допомогою дистилятора. Скажімо, звичайний побутовий дистилятор просто не здатний видати хімічно чисту воду. Для отримання останньої необхідно дороге обладнання чи спеціальні методи очищення. Іноді дистильовану воду умовно називають хімічно чистою.
"Звичайна" дистильована водає провідником електричного струму (щоправда, мають досить високий електричний опір). Тоді як хімічно чиста вода- це (втім, якщо судити за величиною її питомого електричного опору, то її слід було б віднести, мабуть, до напівпровідників). Якщо точніше, вона теж здатна проводити електричний струмпро причину наявності у ній іонів ОН - , і навіть H + (точніше, Н 3 O + - звані іони гидроксония), оскільки її молекули, тим не менше, здатні дисоціювати. Але її електричний опір буде вищим порівняно з опіром "звичайної" (наприклад, отриманої на побутовому дистиляторі, нехай і промислового виробництва) дистильованої води. Бо частка молекул, що дисоціювали, в хімічно чистій воді дуже мала, принаймні, при кімнатній температурі. Тому російський ГОСТ-6709-72 "Вода дистильована. Технічні умови" має відношення саме до "звичайної" дистильованої води. А не хімічно чистою.

Навіщо в домашніх умовах може виникати потреба у вимірі опору води?

Справа в тому, що нині чимало людей схильні дбати про своє здоров'я. Вони намагаються поменше розмовляти по стільникових телефонах (а якщо й розмовляти, то вже, однозначно, ТІЛЬКИ через hands-free, ніяких там блютусів, якщо, звичайно, розмова не є питанням життя та/або смерті, коли без шкоди організму, зокрема , мозку та очам, аж ніяк не обійтися - наприклад, терміновий дзвінок по 02, 03 тощо - коли поруч hands-free немає), тримаються подалі від працюючих НВЧ-печей, вживають правильну (кошерну) їжу, проживають у безпечних (необов'язково комфортних, а саме - безпечних) місцях, займаються спортом і т.д. Всевічні "" (а також просто ... іноді це ставляться з "гумором" (точніше, з дурістю, якщо висловитися більш конкретно) до такого стану речей. Однак, поза всяким сумнівом, це - особиста справа "оптимістів" (або "песимістів"). Ми ж поведемо розмову для тих, хто є прихильником здорового способу життя (і тільки для них; базіки різного калібру можуть спокійно пропустити даний матеріал).

Зокрема, йдеться про чисту питну воду. Адже не секрет, що за останні 20-30 років питна вода у багатьох місцях зіпсована. Наприклад, у м. Уфі " вклад " у цю справу (для південного водопроводу міста) дає відомий завод " Кроношпан " . І не всі мають можливість возити воду зі сприятливих місць.

А може купити воду?

Дехто воліє купувати воду… Проте, де гарантія, що куплена вода справді задовольняє надрукованому (на папері чи поліетиленовій плівці… а то й на паркані) "сертифікату якості"? Нам, наприклад, зустрічалася у продажу в м. Уфі "дистильована" (судячи з напису на етикетці пляшки) вода, призначена для заливання в автомобільні акумулятори, що має опір… в 4 рази менше, ніж регламентовано за ГОСТ .

Ну, Ви ж чудово розумієте, ЩО стало потім з тими акумуляторами, власники яких залили в них таку воду (я її просто вилив у каналізацію)… І скільки потім в інтернеті на різних автомобільних форумах було вилито сумних (а то й злісних) слів про те, що, мовляв, які зараз акумулятори "неякісні" роблять. Але, добре, що там – акумулятор. Ну, подумаєш, потихеньку вийшов він із ладу в результаті заливання такої ось "дистильованої" води. Це не так страшно: варто заплатити 3...15 тис. руб. (за цінами кінця 2016 р.) і - новий акумулятор у Вас в руках (якщо говорити про звичайний акумулятор легкового автомобіля). Це дурниця. А ось здоров'я людини – набагато важливіше. Здоров'я - це не акумулятор автомобіля, який, по суті, є звичайною залізницею.

Або купити дистилятор?

Тому дещо розуміючі люди купують собі дистилятори. Так, для того, щоб у себе вдома виготовляти питну воду для своєї родини. Причому, не ті, що являють собою бачок (стоячий на газовій плиті) із трубочками та змійовиком… - це вже минуле століття. А - серйозні, фабричного виготовлення, з електронним керуванням, охолодженням тощо. Наприклад, є благополучний досвід придбання та експлуатації дистилятора Durastil (до речі, хороший сайт; як влучно зауважує його автор, поки люди сперечаються про те, корисна чи ні дистильована вода для пиття, мало чи багато в ній кисню та ін., він просто п'є її вже багато років і почувається добре, чого і всім іншим хоче від щирого серця). Тільки не подумайте, будь ласка, що тут рекламуємо побутові дистилятори. Ні, це реклама.

Як виміряти опір води

Так от, якщо людина ставиться за мету: пити тільки хорошу, чисту (дистильовану) воду, відразу виникає питання: а як проконтролювати ступінь цієї чистоти? Як переконатися, що вода справді дистильована, а чи не, скажімо, підроблена? Наприклад, це можна зробити шляхом вимірювання електричного опору. Звичайно, в ідеалі необхідний хімічний, а то й мас-спектрометричний аналіз, але вже добре. Бо чим вищий електричний опір, тим менше домішок міститься у воді.

Тут, звісно, ​​можна йти двома шляхами. Перший - це придбати фабричний вимірювач опору рідин. Який, до речі, може зробити непогану послугу, якщо Ви купуєте (або виробляєте) дистильовану (або очищену) воду постійно, тобто. є потреба у частих вимірах. Однак, по-перше, це – фінансові витрати. По-друге, зайве місце, яке займатиме цей прилад, лежачи десь на полиці чи шафі в квартирі. По-третє, цей прилад, як і будь-який інший, необхідно періодично повіряти (щоб бути впевненим, що він показує реальний фактичний опір води, а не несе будь-яку ахінею). Повірте на слово, що різні «китайські» прилади навіть у новому стані здатні показувати вельми фантастичні результати вимірів (у вигляді технічного гумору). Не кажучи вже про ті, що були у вжитку. Наприклад, в інтернеті повно інформації про те, як люди купували ці "китайські" прилади, щось там вимірювали і потім, після публікації результатів, були хорошим джерелом гумору для оточуючих. Тому ми, чесно кажучи, ставимося із серйозним упередженням до таких приладів. Надійніше та точніше буде – виготовити свій, саморобний. Принаймні знатимете, ЩО міряєте і ЧОМУ відповідають результати вимірювань.

Другий шлях набагато простіше: можна виміряти опір води, використовуючи, буквально, підручні матеріали і наявну, напевно, у кожної людини, що поважає себе, прилад типу тестера або омметра (ну, звичайно, арабським шейхам, Біллу Гейтсу там… такий прилад мати необов'язково… таким) цілком достатньо жити в палацах з масивними смарагдовими колонами, обрамленими золотом, пити найчистішу воду, яка є на землі і т.д., але не про них, а про всі інші). Щоправда, слід трохи розуміти, що робиш. Але це дуже нескладно.

Трохи теорії про електричний опір рідини

Отже - як виміряти опір води (як і будь-якої іншої рідини)? Спочатку – теорія. Відкриваємо, наприклад, підручник із загальної фізики (Сивухін Д.В. Електрика: Навчальний посібник.-2-е вид., Випр.-М.: Наука. Головна редакція фізико-математичної літератури, 1983.-(загальний курс фізики) .-688с.). І - милуємося формулою (46.5):

R - опір провідного середовища,
- діелектрична проникність середовища (води),
- Питома електропровідність середовища,
С – ємність електрода.
Індекси "1" і "2" відносяться до першого та другого (вимірювального) електродів відповідно.

Ця формула записана в гаусової системі одиниць (пошкодуємо деяких читачів і не роз'яснюватимемо, що це за система така). Наведемо ту саму формулу, перетворену на звичайну, звичну систему СІ (стандартна система одиниць - тобто така, якою користується переважна більшість людей… хоча, прохання до програмістів: не переплутайте цю систему з мовою програмування С):

8,854*10-12 Ф/м - електрична постійна. Дехто називає цю постійну діелектричною проникністю вакууму.

Тобто. Справа тут - в ємностях (і, відповідно, формі) електродів, за допомогою яких проводитимуться вимірювання. Ідеальний випадок – це концентричні сфери; трохи гірше, але теж непогано, - довгі коаксіальні циліндри. Однак, в домашніх умовах і ті, і інші типи електродів виготовити важко (ну, як мінімум, клопоту). Та й необов'язково.

Найпростіший варіант, який можна легко реалізувати в домашніх умовах - це два протяжні лінійні електроди (просто кажучи - два відносно довгі тонкі дроти), що знаходяться на певній відстані один від одного.

Таким чином, знаючи ємності вимірювальних електродів і приймаючи, що середовище близько першого і другого електродів - те саме, а також той факт, що електроди - однакові, можна визначити електричний опір середовища (в даному випадку - рідини - води). При цьому формула набуде більш простого вигляду:

С - ємність двох електродів (тобто ємність конденсатора, утвореного двома однаковими електродами). Сподіваємося, читачам відомо, що буває ємність конденсатора (що містить, як мінімум, два електроди – обкладки), а буває – ємність ОДНОГО, окремо взятого, електрода. Це різні речі.

У випадку, якщо електродами є два однакові дроти, ємність їх можна записати у вигляді формули (26.9) (перетвореної в систему СІ):

Ln - натуральний логарифм,
l - довжина дроту, зануреного в рідину, м,
h - відстань між дротом, м,
а - радіус дроту, м-код.

Ця формула правильна за таких умов:

L >> h >> a

Справа в тому, що при недотриманні зазначених умов надаватиме вагомий вплив крайові ефекти, які спотворять результати розрахунків і фактична величина ємності може відрізнятися від розрахованої. Крім того, вищенаведена формула виведена у припущенні наявності нескінченного (за розмірами) провідного середовища. Якщо ж розміри останньої (визначаються, наприклад, як габаритні розміри судини, де знаходиться вода) кінцеві, тоді формула даватиме наближене значення ємності З.

Підставляючи цю формулу вираз для опору R, отримаємо:

Як бачимо, діелектрична проникність середовища скоротилася; це означає, що електричний опір не залежить від діелектричної проникності.

Перепишемо останню формулу у зручнішому для практичного застосування вигляді:

Що ми отримуємо? Якщо відома величина електричного опору(Омах), отримана в ході вимірювань (омметром, тестером або т.п.) за допомогою двох тонких, довгих, віддалених один від одного електродів, занурених у середу (воду), то за цією формулою можна визначити її електричну провідність. Як Ви вже, напевно, знаєте, електричний опір рідин(води, наприклад) виявляється над Омах, а Ом*м. На відміну від лінійно протяжних (дротів) металів, напівпровідників. Відповідно, електропровідність рідини вимірюється в (Ом * м) -1.

Таким чином, ця формула дає нам простий шлях визначення електропровідності водиз метою подальшого порівняння її з нормативним значенням. Для цього необхідно лише визначитися з параметрами електродів та судини, в якій знаходиться рідина (вода). Так, ми обмовили, що має бути

l >> h >> a

Тобто. довжина електродів має бути набагато більшою, ніж відстань між ними; а останнє, у свою чергу, набагато більше за радіус кожного з електродів. У нашій практиці, наприклад, було використано такі параметри:

L=10 см
h=1...2 см
а=0,1 див.

Можна, зрозуміло, використовувати більш адекватні значення.

Розміри судини, в якій знаходиться рідина, що тестується, повинна бути принаймні не менше, ніж зазначені вище значення. Звісно, ​​що більше вони, то точнішими будуть результати вимірів. У нашій практиці задовільні результати виходили, застосовуючи звичайну скляну банку ємністю 0,7 л.

Увага: банка має бути дуже ретельно вимита, якщо йдеться про вимірювання електричного опору дистильованої води!! Мити, відповідно, необхідно рідиною, опір якої збираєтеся вимірювати, тобто. чистою, дистильованою водою, боронь бог, без жодних миючих засобів. У протилежному випадку є ймовірність, що банки, що залишилися на стінках, адсорбовані домішки вийдуть у розчин і Ви виміряєте опір не дистильованої води, а, грубо кажучи, розсолу, до складу якого будуть входити миючі речовини.

Тепер – про матеріал електродів. Справа в тому, що якщо Ви візьмете електроди зі звичайного мідного, залізного (або, боронь боже, алюмінієвого) дроту, є гарантія, що протягом дуже невеликого часу їх електричний потенціал зміниться (внаслідок електрохімічних процесів) і, відповідно, вимірюване за допомогою Омметра опір буде, м'яко кажучи, невідповідним. Тому, звичайно, в ідеалі необхідні платинові чи платиновані електроди. Але де ж їх взяти? І тоді - у чому сенс подібних домашніх "витівок"? Адже простіше купити готовий прилад, ніж діставати платиноване електроди. Але, на щастя, не все так складно.

Якщо немає платинованих, підійдуть і позолочені. На крайній край, цілком підійдуть і нікельовані, хромовані, нержавіючі (наприклад, відповідні в'язальні спиці діаметром 1...2,5 мм). Якщо немає поруч хромованих (нікельованих) в'язальних спиць, на зовсім поганий кінець можна купити пару нержавіючих зварювальних електродів діаметром 2...2,5...3 мм. Повністю очистити їх від флюсу, трохи відшліфувати великою, потім дрібною шкіркою. Або скористатися нержавіючим дротом малого діаметра. Сподіваємося, читачі знають, як користуватися штангенциркулем та зможуть визначити діаметр дроту, в'язального спиці тощо. А також зможуть визначити їхню довжину - ту, яка буде занурена в рідину (воду) у процесі вимірювань.

Таким чином, начебто про виміри все ясно. Дістаємо десь чисту (!) скляну банку 0,7 л (а краще - 1…2…3 л), дістаємо також два шматки відповідного дроту малого діаметра. Потім наливаємо в банку воду, що тестується. Занурюємо туди ці два шматки дроту (електроди) на однакову глибину, розташовуючи їх на достатній відстані один від одного (не менше ніж 4...5 радіусів дроту). Ця відстань повинна бути точно відома, тому доцільно спочатку скріпити електроди чимось неелектропровідним (наприклад, просунувши їх у дві тонкі пластмасові пластини). Потім підключаємо до електродів тестер (омметр) і вимірюємо, зчитуємо його показання (Ом). Після цього шляхом перерахунку визначаємо величину електропровідності води, що виражається в (Ом*м) -1 .

Що говорить ГОСТ

Тепер залишається лише порівняти з ГОСТом і переконатися, наскільки чистою (якісно дистильованою) є вода, що тестується. Щоб не бути голослівними, подивимося, що регламентує нам ДЕРЖСТАНДАРТ 6709-72 "Вода дистильована. Технічні умови". Так, у п. "1. Технічні вимоги" можна прочитати: Питома електрична провідність при 20 ° С: не більше 5 * 10 -4 см/м. Ми з Вами добре знаємо, що 1 См (Сіменс) = 1/Ом. Тобто. питома електропровідність дистильованої водимає бути 5*10 -4 (Ом*м) -1 .

До речі, нам було б цікаво дізнатися, наскільки близьке значення до цього параметра ГОСТ у дистильованої води, виробленої дистиляторами (Durastil, а також іншими, у тому числі домашніми побутовими фільтрами). А як щодо "самогонних апаратів"? Якщо хтось проводив вимірювання, будь ласка, повідомте нам про результати.

Що на практиці

Наша ж практика показує таке. Електропровідність так званої "дистильованої" водидля акумуляторів автомобілів (виробництво - р. Уфа) становила 24,5 * 10 -4 (Ом * м) -1, тобто. майже в 4 з лишком рази вищий за норматив. До речі, на смак така вода давала враження колодязної, але ніяк не дистильованої. Якщо хтось пробував, той в курсі: у дистильованої води своєрідний гіркуватий смак. Тоді як вода з хорошої криниці виглядає на смак як "м'яка". Ймовірно, така "дистильована водабула отримана на неякісному фільтрі, що відпрацював своє.

Електропровідність води, отриманої шляхом осмотичного фільтрування (використовувався побутовий фільтр, що пропрацював 3 роки у квартирі з двох осіб) склала 18,7 * 10 -4 (Ом * м) -1. На жаль, марка фільтра невідома. Але, в будь-якому випадку, це фільтр, що відноситься до категорії популярних.

Вода, отримана шляхом домашнього циклу "заморожування - розморожування" (про це, можливо, окрема розмова) показала електропровідність величиною 9,3 * 10 -4 (Ом * м) -1. Тобто. це значення електропровідності дуже близько до відповідного параметра ГОСТ. Електропровідність водопровідної води склала 125,3 * 10 -4 (Ом * м) -1. Це означає, що в домашніх умовах шляхом заморожування - розморожування води можна приготувати чисту воду, придатну як для питних цілей, так і для технічних, наприклад, для тих же акумуляторів. Крім того, це означає, що озвучена вище методика є цілком придатною для експрес-діагностики електропровідності води.

Основні відомості.Вимірювання питомої електропровідності водних розчинів набуло широкого поширення в лабораторній практиці при автоматичному хімічному контролі водного режиму паросилових установок, ефективності роботи установок очищення води та промислових теплообмінних та інших установок, а також різних показників якості, що характеризують хімікотехнологічні процеси.

Технічні засоби, призначені для вимірювання питомої електропровідності водних розчинів, прийнято називати кондуктометричними аналізаторами рідини. Шкалу вторинних приладів кондуктометрів рідини (лабораторних і промислових) для вимірювання питомої електропровідності градуюють в одиницях сименс на сантиметр або мікросименс на сантиметр Кондуктометри рідини, які застосовують у виробничих умовах для вимірювання показників якості, що характеризують вміст солей у парі, конденсаті та конденсаті називають солемірами. Шкалу вторинних приладів солемерів градуюють за (на умовний вміст у розчині цих солей) у наступних одиницях: міліграм на кілограм мікрограм на кілограм або міліграм на літр та мікрограм на літр Кондуктомери рідини, які використовуються для вимірювання концентрації розчинів солей, кислот, лугів і т.д. ., називають часто концентратомерами. Шкала вторинних приладів концентратомерів градує у відсотках значення масової концентрації. Кондуктометричні аналізатори рідини використовуються також як сигналізаторів.

При підвищених вимогах до показників якості живильної води, пари і конденсату необхідно проводити вимірювання малих значень електропровідності, що не перевищують 5-б.

Вимірювання електропровідності водних розчинів зазвичай виробляють за допомогою електродного кондуктометричного вимірювального перетворювача, що складається з двох електродів,

розташованих у посудині, в який надходить контрольований водний розчин. Пристрій цих перетворювачів і вимірювальні схеми кондуктометрів рідини, що застосовуються, розглядаються нижче. Для вимірювання електропровідності розчинів широко застосовують безелектродні кондуктометри рідини.

Питома електропровідність є величиною, зворотною питомим опором:

Тут питома електропровідність, питомий опір, Ом-см, що визначається виразом

де електричний опір фіксованого об'єму розчину з концентрацією між металевими електродами, Ом; ефективний поперечний переріз розчину, через який протікає струм, відстань між електродами, див.

Відповідно до рівняння (22-2-2) вираз (22-2-1) набуває вигляду:

де електрична провідність фіксованого обсягу розчину Ом; постійна електродного перетворювача,

З виразу (22-2-3) маємо:

Для перетворювачів із простою конфігурацією електродів постійна може бути визначена розрахунковим шляхом. Якщо перетворювач має складну конструкцію, Постійна визначається експериментально.

Слід зазначити, що на підставі вивчення питомої електропровідності ми не маємо можливості порівняти значення електропровідності розчинів між собою залежно від їх концентрації. Це стає можливим під час введення поняття еквівалентної електропровідності. Кольрауш еквівалентною електропровідністю назвав величину

де - Еквівалентна електропровідність, См-екв; -еквівалентна концентрація розчиненої речовини, .

Значення електропровідності розчинів залежить не тільки від еквівалентної концентрації та еквівалентної електропровідності, але також від ступеня електролітичної дисоціації розчину.

Отже, у випадку, коли всі молекули розпалися на іони, для питомої електропровідності отримаємо таке рівняння:

Тут ступінь електролітичної дисоціації, тобто відношення числа дисоційованих молекул електроліту до загального числа розчинених молекул. Електролітами називають речовини, водні розчини яких проводять електричний струм (солі, луги та кислоти). Ступінь електролітичної дисоціації залежить як від природи розчиненої речовини, так і від концентрації розчину. Числове значення а збільшується з розведенням розчину. Залежно від ступеня електролітичної дисоціації електроліти поділяються на сильні (соляна, сірчана, азотна кислота, луги, майже всі солі) та слабкі (наприклад, органічні кислоти). Для сильних електролітів, які у водних розчинах при малій концентрації майже повністю розпадаються на іони, значення а приймають рівним одиниці.

Мал. 22-2-1. Залежність електропровідності водних розчинів деяких речовин від концентрації при 18° З.

Рівняння (22-2-6) можна подати у такому вигляді:

де рухливість відповідно катіонів та аніонів

Рухливості іонів є твір їх абсолютної швидкості число Фарадея

Електропровідність водних розчинів залежить від концентрації розчину. На рис. 22-2-1 представлені залежності питомої електропровідності до водних розчинів деяких речовин від їхньої концентрації. З цього графіка видно, що однозначна залежність між електропровідністю розчину та концентрацією має місце лише у тому випадку, якщо вимірювання електропровідності виконуються в області порівняно низьких концентрацій. Концентрації розчинених речовин, які доводиться визначати при контролі якості пари, конденсату, поживної та казанової води, відповідають початковим ділянкам наведених на рис. 22-2-1 кривих, де питома електропровідність безперервно збільшується із зростанням концентрацій.

При вимірюванні електропровідності конденсату пари та поживної води, що є водними розчинами з дуже малою концентрацією солей, ступінь електролітичної дисоціації можна.

прийняти рівної одиниці. У цьому випадку для визначення електропровідності можна використовувати спрощене рівняння

Тут еквівалентна електропровідність при нескінченному розведенні, що визначається рівністю

де - рухливості відповідно катіонів і аніонів при нескінченному розведенні розчину (для .

Значення та температурних коефіцієнтів рухливостей іонів, що відповідають температурі 18° С, наведені в . Температура при вимірі питомої електропровідності водних розчинів зазвичай приймається за нормальну (вихідну), на яку наводяться дані електропровідності.

При вимірюванні електропровідності необхідно враховувати вплив температури розчину на показання приладу, так як зі зміною температури розчину на 1°С його електропровідність змінюється. на показання приладу.

Залежність електропровідності водних розчинів від температури при малих відхиленнях від 18 ° С виражається формулою

При температурі, що відрізняється від 18°С на 10-25°С і більше, необхідно користуватися рівнянням

де температурний коефіцієнтелектропровідності згідно з формулою

Тут температурні коефіцієнти рухливості відповідно катіону та аніону

Температурний коефіцієнт електропровідності за даними Кольрауша, пов'язаний із коефіцієнтом співвідношенням

Залежність електричного опору фіксованого об'єму розчину між електродами перетворювача від температури, що незначно відрізняється від 18° С, виражається формулою

При температурі, що відрізняється від 18°С на 10-25°С і більше, слід користуватися рівнянням

При контролі водного режиму електростанцій концентрацію солей зазвичай виражають у міліграмах на літр або мікрограмах на літр У наведених вище рівняннях використовується еквівалентна концентрація. Перерахунок цих концентрацій виробляють за формулою

де еквівалентна концентрація, С-концентрація, - еквівалентна маса іонів розчиненої речовини згідно з формулою

Тут еквівалентна маса відповідно катіону та аніону розчиненої речовини (для . Значення еквівалентних мас іонів речовин, що зустрічаються при вимірі електропровідності водних розчинів, наведені в .

Вище зазначалося, що градуювання кондуктометрів рідини (солемірів) проводиться за умовним вмістом у розчині цієї солі. Це зумовлено тим, що серед різних солей, що містяться в конденсаті водяної пари та живильній воді парогенераторів, середнє електропровідність має хлористий натрій.

Електропровідність водного розчинупри малих концентраціях і при вихідній температурі може бути визначена з урахуванням виразів (22-2-8), (22-2-9) і (22-2-16) за рівнянням

Підставляючи в цей вираз значення і отримуємо:

Градуювання кондуктометрів рідини (солемірів) зазвичай проводять за нормальної температури . Для перерахунку значення температури можна скористатися формулою (22-2-10)

Підставляючи це рівняння значення отримуємо:

Електричний опір фіксованого об'єму розчину перетворювача при малій його концентрації і при температурі може бути визначено з урахуванням виразів (22-2-3) і (22-2-20) за формулою

У конденсаті пари та поживній воді парогенераторів, крім невеликої кількості солей, зазвичай присутні розчинені гази - аміак і вуглекислий газ і гідразин. Наявність розчинених газів та гідразину змінює електропровідність конденсату та поживної води, і показання кондуктометра рідини (солеміру) не відповідають однозначно умовному вмісту солей, тобто значенню сухого залишку, отриманого шляхом випарювання конденсату або поживної води. Це призводить до необхідності внесення поправок до показань приладу або застосування додаткового пристрою для видалення з проби розчинених газів та гідразину.

Додатковий пристрій у вигляді дегазатора для видалення з проби розчинених газів не виключає впливу показання кондуктометричного аналізатора гідразину. Фільтр, заповнений катіонітом марки, що застосовується в даний час, дозволяє виключити вплив на показання приладу аміаку і гідразину.

Електродні кондуктометричні перетворювачі.Електродні перетворювачі, які застосовуються для вимірювання електропровідності розчинів, виготовляють для лабораторних досліджень різних розчинівта для технічних вимірювань. Вимірювання у лабораторних умовах проводять на змінному струмі. При цьому слід зазначити, що кондуктометричний метод вимірювання на змінному струмі залишається загальноприйнятим у повсякденній лабораторній практиці. Технічні вимірювання електропровідності розчинів з використанням електродних перетворювачів виробляють, як правило, на змінному струмі частотою 50 Гц.

Пристрій, розміри, отже, і стала електродних перетворювачів значною мірою залежить від вимірюваного значення електропровідності розчину. У технічних вимірах найбільш поширені перетворювачі з циліндричними коаксіальними і меншою мірою - з плоскими електродами. Пристрій перетворювачів з коаксіальними циліндричними електродами схематично показано на рис. 22-2-2. У перетворювача представленого на рис. 22-2-2, а зовнішній циліндричний електрод є одночасно і корпусом його. Другий перетворювач (рис. 22-2-2 б) має також циліндричні коаксіальні електроди, але вони розташовані в сталевому його корпусі, до якого приварений один електрод. Цей перетворювач

використовується в солемірах ЦКТІ з малогабаритними концентраторами. У перетворювач через лівий штуцер концентратора надходить дегазована і збагачена проба, що має постійну температуру, близьку до 100° С. Верхній штуцер перетворювача з'єднують сталевою трубою з паровим простором малогабаритного концентратора, солемеру. Схема пристрою перетворювача із плоскими електродами наведена на рис. 22-2-3. Особливість перетворювача, показаного на рис. 22-2-3, полягає в тому, що площі його електродів та ефективного перерізу розчину, через яке протікає струм, неоднакові.

Мал. 22-2-2. Влаштування перетворювачів з циліндричними коаксіальними електродами. 1 - затискачі для приєднання дротів; 2 – електроди; 3 – сталевий корпус; 4 – ізолятори.

Мал. 22-2-3. Влаштування перетворювача з плоскими електродами. 1 - корпус перетворювача; 2 - затискачі для приєднання дротів; 3 – електроди.

Крім розглянутих проточних електродні перетворювачі виконують також занурювального типу, що безпосередньо занурюються в трубопровід з рідиною, електропровідність (або концентрацію) якої необхідно контролювати. Електроди перетворювачів для технічних вимірювань виконують із нержавіючої сталі марки Електроди перетворювачів для лабораторних досліджень розчинів електролітів виготовляють із платини. Для зменшення поляризації електродів їх покривають шаром платинового черні. Судини цих перетворювачів виконують зазвичай зі скла. Розміри судин вибирають залежно від очікуваного значення електропровідності досліджуваного розчину.

На електродах перетворювача, що стикаються з розчином, протікають складні електрохімічні процеси. Простір між електродами заповнений при вимірі електропровідності водних розчинів середовищем із високим значенням діелектричної проникності. З цих причин фіксований обсяг розчину між електродами перетворювача при вимірі на змінному струмі представляє комплексний електричний опір - комбінацію активних

та ємнісних складових. Еквівалентна електрична схема електродного перетворювача з урахуванням електродних процесів представлена ​​на рис. 22-2-4. До електродних процесів відносяться процес електролізу розчину при проходженні через нього електричного струму та процес утворення подвійного електричного шару на межі розділу середовищ «метал електрода - розчин». Утворення подвійного електричного шару відбувається за рахунок впливу зовнішнього електричного поля, нерівності хімічних потенціалів іонів металу електродів та іонів у розчині та специфічній адсорбції іонів та полярних молекул. У ланцюгу змінного струму подвійний електричний шар еквівалентний електричній ємності Електрична ємність подвійного шару не залежить від частоти напруги живлення і є функцією концентрації та розміру прикладеного до електродів потенціалу.

Мал. 22-2-4. Еквівалентна електрична схема електродного перетворювача.

Еквівалентна електрична схема процесу поляризації представляється в загальному випадку нелінійним активно-ємнісним опором, який називають фарадіївським імпедансом. Одна з моделей еквівалентної схеми визначається виразом

де постійна, Ом - кутова швидкість, рад/с При здійсненні технічних вимірювань прагнуть створити таку конструкцію електродного перетворювача, щоб його опір визначалося активним опором фіксованого об'єму розчину між електродами а вплив електрохімічних процесів і обумовлених цими процесами реактивних складових електричного опору було б зневажливо мало. Якщо ці умови виконані з необхідним наближенням, то електричний опір фіксованого обсягу розчину між електродами перетворювача визначається згідно з виразом (22-2-3) такою формулою:

Мал. 22-2-5. Спрощена еквівалентна електрична схема електродного перетворювача.

Розглянемо спрощену еквівалентну електричну схему електродного перетворювача, яка не враховує ефект електролізу. У цьому випадку повний опір перетворювача визначатиметься, як це випливає із схеми, показаної на рис. 22-2-5, ємностями подвійного шару на електродах активним електричним опором розчину між електродами і ємністю шунтує цей опір. Місткість може бути названа «конструктивною». Слід зазначити, що вода має велике в порівнянні з іншими рідинами значення відносної діелектричної проникності (для конденсату при цьому призводить до необхідності обліку ємності між електродами.

Використовуючи відоме співвідношення, яке визначає модуль ємнісного опору, можна провести якісний аналіз впливу ємнісних складових і частоти на модуль повного опору перетворювача.

При припущенні, що активний опір не залежить від частоти напруги на електродах, легко помітити, що зі зростанням відносний вплив ємності подвійного шару на модуль повного опору зменшується, а «конструктивної» ємності збільшується. Можна показати, що відносний вплив ємності практично не залежить від форми електродів, їх взаємного.

розташування та відстані між ними. Дійсно, конструктивні зміни впливають практично однаково на активний опір перетворювача і значення ємності Ступінь ж впливу ємності подвійного шару можна змінювати конструктивними прийомами. При збільшенні площі електродів перетворювача зростає ємність подвійного шару, а зменшення площі ефективного перерізу розчину, через який проходить струм, призводить до зростання активного опору розчину. Відносний вплив ємності подвійного шару знижується порівняно з перетворювачем, у якого площа електродів та ефективного перерізу розчину однакові.

Для зменшення впливу на точність вимірювання електропровідності розчинів поляризації електродів застосовують чотириелектродні перетворювачі, наприклад, кондуктометрических аналізаторах для чистих водних розчинів застосовують перетворювачі типів з діапазоном вимірювань . Два електроди цього перетворювача є струмовими, що живляться напругою змінного струму через великий обмежує опір, а два інших, розташованих між ними, - потенційними. У цьому випадку напруга, що вимірюється на потенційних електродах, однозначно визначає концентрацію контрольованого розчину і не залежить від часткової поляризації струмових електродів.

Мал. 22-2-6. Принципова схема електродного перетворювача із температурною компенсацією.

Способи температурної компенсації та типові вимірювальні схеми кондуктометричних аналізаторів.Температурна компенсація здійснюється за допомогою додаткових елементів ланцюга електродного перетворювача або у вимірювальній схемі кондуктометра рідини, що зменшують вплив відхилення температури розчину від 20° С на показання приладу. Автоматична температурна компенсація не виключає повністю впливу температури розчину на показання приладу, що становить великі труднощі, але його значно зменшує.

З-поміж застосовуваних способів автоматичної температурної компенсації в кондуктометрах рідини найбільш часто використовується електродний перетворювач з температурною компенсацією, схема якого показана на рис. 22-2-6. Схема температурної компенсації електродного перетворювача утворена паралельно і послідовно включеними з опором розчину резисторами Опір розчину з резистором має негативний, а послідовно включений резистор позитивним температурним коефіцієнтом електричного опору. Резистор виготовляють із манганинового дроту, а резистор із мідного дроту. Для виготовлення резистора іноді застосовують нкелевий або платиновий дріт. Резистор, що виконується аналогічно з чутливим елементом термометра опору, поміщають у внутрішній

електрод перетворювача (рис. 22-2-2, а). Резистор включений паралельно з опором розчину лінеаризує залежність, а разом з тим і зменшує температурний коефіцієнт наведеного опору. Це створює більш сприятливі умови для використання компенсуючого резистора.

Мал. 22-2-7. Залежність повного опору ланцюга перетворювача від концентрації для температур 18 і 35° С.

Розрахунок параметрів схеми температурної компенсації зазвичай проводиться з умови повної температурної компенсації для двох заданих концентрацій і певних значень температур вибираються з урахуванням можливих відхилень температури розчину; цього інтервалу може бути більше, ніж усередині нього (рис. 22-2-7).

Повний опір ланцюга перетворювача щодо затискачів А до В (див. рис. 22-2-6) при концентрації розчину і температурі його визначається виразом

Тут, а також у наступних рівняннях, індексами зазначено, до якої концентрації розчину та температури відносяться аналізовані величини (опір електрична провідність питома електропровідність). Умова повної температурної компенсації зводиться до рівностей

В останніх двох виразах температурний коефіцієнт опору міді, відповідний 0° З При розрахунку параметрів схеми температурної компенсації приймають для вимірювання електропровідності (змісту вмісту) водних розчинів при малих концентраціях значення величин є четвертим плечем моста); асинхронний реверсивний двигун; синхронний двигун. Резистори виконані з манганінового дроту. Резистор служить для встановлення необхідного діапазону зміни опору при вимірюванні електропровідності розчину від початкового до кінцевого значення шкали, що дозволяє використовувати без змін реохорда і підсилювача автоматичні врівноважені мости КСМ2, що серійно випускаються.

Мал. 22-2-8. Принципова схема кондуктометра рідини з використанням електродного перетворювача (рис. 22-2-2, 6).

Розглянута бруківка вимірювальна схема вторинного приладу кондуктометра рідини може бути використана також для вимірювання електропровідності водних розчинів електродним перетворювачем. застосовують на ТЕС для вимірювання електропровідності хімічно знесоленої води. У цих кондуктометрах рідини використовуються електродні перетворювачі з температурною компенсацією від 15 до 35° З проточного та занурювального типів. Прилади мають діапазон вимірювання питомої електропровідності від 0,04 до 20° С.

Розглянемо спосіб температурної компенсації за допомогою терморезистора, що включається у вимірювальну схему автоматичного

врівноваженого моста кондуктометра рідини (рис. 22-2-9). Тут електродний перетворювач ЕП включений у вимірювальну бруківку вторинного приладу, так само як на рис. 22-2-8. При цьому наведений опір перетворювача і терморезистор з шунтом включеним у суміжні плечі моста, мають негативний температурний коефіцієнт опору. Слід зазначити, що для терморезистора залежність як і для нелінійна

Мал. 22-2-9. Принципова схема кондуктометра рідини з використанням терморезистора для компенсації температур.

При вимірі електропровідності терморезистор має ту ж температуру, що і аналізований розчин, оскільки він зазвичай монтується всередині корпусу перетворювача. Точність температурної компенсації визначатиметься ступенем узгодженості температурних коефіцієнтів терморезистора з шунтом та наведеного опору перетворювача

Розглянута температурна компенсація за допомогою терморезистора, включеного у вимірювальну бруківку, використовується в застосовуваних кондуктометричних аналізаторах рідини.

Температурна компенсація може бути здійснена за допомогою додаткового електродного перетворювача, який заповнений водним розчином, що має температурний коефіцієнт опору, близький температурному коефіцієнту аналізованого розчину . У цьому випадку робочий і компенсуючий перетворювачі включають суміжні плечі вимірювальної схеми моста. При цьому компенсуючий перетворювач омивається зовні аналізованим розчином та має з ним однакову температуру. Цей спосіб температурної компенсації не набув широкого поширення, так як властивості розчину в компенсаційному перетворювачі з часом змінюються.

Автоматичні врівноважені мости, призначені для роботи з електродними перетворювачами, можуть бути забезпечені додатковим пристроєм для сигналізації (регулювання) граничних значень електропровідності водних розчинів електролітів.

Крім розглянутих аналізаторів рідини з електродними перетворювачами випускаються кондуктометричний аналізатор

АК класу точності 5, розроблений СКБ АП, з вихідним сигналом постійного струму Цей кондуктометричний аналізатор, що забезпечується фільтром, заповненим катіонітом марки призначений для вимірювання питомої електропровідності водних розчинів при температурі 30-40 ° С та наявності в них мінеральних домішок, аміаку та гідр. Як вторинний прилад застосовується автоматичний міліамперметр КСУ2 з діапазонами вимірювань

Добридень!
Підкажіть, чи існує якийсь теореточний метод визначення провідності води з розчиненими в ній сполуками, якщо відома вихідна провідність води та точне кількісне вміст розчинених у воді сполук.

Наперед дякую!

Точний розрахунок питомої електропровідності виробляють за спеціальними емпіричними формулами з використанням відкаліброваних розчинів хлористого калію із заздалегідь відомою величиною УЕП. Виміряну величину прийнято відображати з використанням одиниці виміру Сіменс, 1 См обернений 1 Ом. Причому для солоної води результати досліджень відображаються См/м, а прісної води – мкСм/метр, тобто у мікросименсах. Вимірювання електропровідності водних розчинівдає для дистильованої води величину УЕП від 2 до 5 мкСм/метр, для атмосферних опадів величину від 6 до 30 і більше мкСм/метр, а для прісних річкових та озерних вод у тих районах, де повітряне середовище сильно забруднене, величина УЕП може коливатися в межах 20-80 мкСМ/див.

Для приблизної оцінки УЕП можна скористатися емпірично знайденим співвідношенням залежності УЕП від вмісту солей у воді (мінералізація):

УЕП ( мкСм/см ) = вміст солей (мг / л) / 0,65

Тобто, для визначення УЕП (мкСм/см) показник вмісту солей (мінералізацію води) (мг/л) ділять на поправочний коефіцієнт 0,65. Розмір цього коефіцієнта коливається залежно від типу вод діапазоні 0,55-0,75. Розчини хлористого натрію проводять струм краще: вміст NaCl (мг/л) = 0,53 мкСм/см або 1 мг/л NaCl забезпечує електропровідність 1,9 мкСм/см.

Для орієнтовного розрахунку УЕП за вмістом солей у воді (мінералізації) можна скористатися наступним графіком (рис. 1):

Мал. 1. Графік залежності УЕП від вмісту у воді солей (мінералізації).

УЕП також вимірюється за допомогою спеціального приладу – кондуктометра, що складається з платинових або сталевих електродів, що занурюються у воду, через які пропускається змінний струм частотою від 50 Гц (у маломінералізованій воді) до 2000 Гц і більше (у солоній воді) шляхом вимірювання електричного опору .

Принцип дії кондуктометра ґрунтується на прямій залежності електроводності води (сили струму в постійному електричному полі, що створюється електродами приладу) від кількості розчинених у воді сполук. Широкий спектр відповідного обладнання дозволяє зараз вимірювати провідність практично будь-якої води від надчистої (дуже низька провідність) до насиченої хімічними сполуками (висока провідність).

Кондуктометр можна придбати навіть у зоомагазинах, причому можливі комбінації такого приладу з рН метром. Крім того, такий прилад можна придбати в конторах та фірмах, які торгують обладнанням для екологічних досліджень www.tdsmeter.ru/com100.html.

Умільці, які добре володіють паяльником, можуть самі виготовити прилад для вимірювання електропровідності конструкції І.І.Ванюшина. (журнал "Рибне господарство", 1990 р., №5, стор. 66-67. Крім того, у всіх деталях цей пристрій та способи його калібрування описані в дуже корисній книзі "Сучасний акваріум та хімія", автори І.Г.Хомченка , А.В.Тріфонов, Б.Н.Разуваєв, Москва, 1997 р). Прилад зроблений на поширеній мікросхемі К157УД2, яка є двома операційними підсилювачами. На першому зібрано генератор змінного струму, на другому – підсилювач за стандартною схемою, з якого знімаються показання цифровим або аналоговим вольтметром (рис. 2).

Мал. 2. Саморобний кондуктометр.

Для виключення впливу температури вимірювання еоектропроводності проводяться при постійній температурі 20 0 С, оскільки значення електропровідності і результат вимірювань залежать від температури, як тільки температура підвищується хоча б на 1 0 С, вимірювана величина електропровідності також збільшується приблизно на 2%. Найчастіше її перераховують по відношенню до 20 0 З коригувальної таблиці, або наводяться до неї з використанням емпіричних формул.

Коригувальна таблиця для розрахунку УЕП.

Температура, °С	Поправочний коефіцієнт	Температура, °С	Поправочний коефіцієнт	Температура, °С	Поправочний коефіцієнт

Розрахунок питомої електропровідності води у разі проводиться за формулою :

УЕП = C п/R

де C п - ємність датчика приладу, що залежить від матеріалу та розмірів електродів і має розмірність см-1, визначається при тарування приладу по розчинах калію хлористого з відомою величиною питомої електропровідності; K - температурний коефіцієнт для приведення виміряної величини за будь-якої температури до прийнятого постійного її значення; R - вимірюваний електричний опір води приладом в Омах.

Прилад необхідно відградувати у значеннях опору. Для градуювання можна рекомендувати такі опори: 1 кОм (електропровідність 1000 мкСм), 4 кОм (250 мкСм), 10 кОм (100 мкСм).

Для того щоб точніше визначити питому електропровідність, потрібно знати постійну посудину для вимірювання СX. Для цього необхідно приготувати 0,01 М розчину хлориду калію (KCl) і виміряти його опір R KCl , (у кОм) в приготовленій комірці. Місткість судини визначається за формулою:

C п = R KC УЕП KCl

де УЕП KC - питома електропровідність 0,01М розчину KCl при даній температурі мкСм/см, знайдена за коригувальною таблицею.

Розрахунок УЕП після цього провадиться за формулою:

УЕП = C п (K Т ) / R

де C п - ємність датчика приладу, що залежить від матеріалу та розмірів електродів і має розмірність см -1 визначається при калібруванні приладу по розчинах хлористого калію з відомою величиною УЕП; K т - температурний коефіцієнт для приведення виміряної величини за будь-якої температури до прийнятого постійного її значення; R - вимірюваний електричний опір води приладом в Омах.

УЕП солоної води прийнято виражати См/м (См - Сіменс, величина, зворотна Ому), прісної води - в мікросименсах (мкСм/см). УЕП дистильованої води дорівнює 2-5 мкСм/см, атмосферних опадів - від 6 до 30 мкСм/см і більше, в районах із сильно забрудненим повітряним середовищем, річкових та прісних озерних вод 20-800 мкСм/см.

Нормовані величини мінералізації приблизно відповідають питомій електропровідності 2 мСм/см (1000 мг/дм 3) і 3 мСм/см (1500 мг/дм 3) у разі хлоридної (у перерахунку на NaCl), так і карбонатної (у перерахунку на CaCO 3 ). мінералізації.

Чиста вода внаслідок її власної дисоціації має питому електричну провідність при 25°С рівну 5483 мкСм/м.

Докладніше про методи розрахунку УЕП дивіться у відповідних розділах нашого сайту.

К.х.н. О.В. Мосін

Нижче наводяться методичні з розрахунку загальної мінералізації, іонної сили, жорсткості та визначення вмісту сульфат-іонів у природних і стічних водах за величиною питомої електропровідності як узагальненого показника їхньої якості.

Визначення електропровідності (L) води зводиться до вимірювання зворотної її величини - опору (R), яке вода надає струму, що приходить через неї. Отже, L= 1:R, і тому величина електропровідності виявляється у зворотних Омах, а, по сучасної класифікації СІ - в Сіменсах (См).

Величина питомої електропровідності зберігається незмінною в межах допустимої похибки (10%) за наявності в природних та стічних водах різних за природою органічних сполук(до 150 мг/дм) та завислих речовин (до 500 мг/дм3).

Для вимірювання питомої електропровідності (кси) можуть бути використані будь-які кондуктометри з діапазоном від 1*10(-6) до 10*10(-2) см/см.

1. ОТРИМАННЯ І КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ДИСТИЛОВАНОЇ ВОДИ

1.1. НОРМАТИВИ ЯКОСТІ

У лабораторіях контролю якості природних і стічних вод дистильована вода є основним розчинником для приготування реактивів, розріджувачем досліджуваних проб, екстрагентом, а також використовується для ополіскування лабораторного посуду. Тому для успішної роботи будь-якої хіміко-аналітичної лабораторії поряд з виконанням таких умов, як висока кваліфікація фахівців, наявність точних повірених приладів, використання реактивів необхідного ступеня чистоти, стандартних зразків та стандартного мірного посуду, велика увага повинна бути приділена якості дистильованої води, яка за своїм фізико-хімічним показникам має відповідати вимогам ГОСТ 670972 (див. таблицю).

НОРМАТИВИ

ЯКОСТІ ДИСТИЛОВАНОЇ ВОДИ ПО

рН 5,4-6,6 |

Речовини, що відновлюють КМnО4 0,08 0

Залишок після випарювання | 5,0 |

Залишок після прожарювання | 1,0 |

Аміак і солі амонію | 0,02 |

Нітрати | 0,20 |

Сульфати | 0,50 |

Хлориди | 0,02 |

Алюміній | 0,05 |

Залізо | 0,05 |

Кальцій | 0,80 |

Мідь | 0,02 |

Свинець | 0,05 |

Цинк | 0,20 |

Питома електропровідність за 20 град. З не більше 5*10(-6) Див/см

Якщо всі показники відповідають встановленим нормам, дистильована вода придатна для використання в лабораторних дослідженнях, і її якість не вплине на метрологічні характеристики аналізів, що виконуються в лабораторії. Нормативи періодичності проведення контролю за якістю дистильованої води не встановлені.

1.2. ОТРИМАННЯ І КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ

Дистильовану воду одержують у дистиляторах різних марок. Дистилятор встановлюють в окремому приміщенні, повітря якого не повинно містити речовини, що легко поглинаються водою (пари аміаку, соляної кислотита ін.). При початковому пуску або при пуску дистилятора після тривалої консервації користування дистильованою водою дозволяється лише після 40 годин роботи дистилятора та після перевірки якості одержуваної води відповідно до вимог ГОСТ.

Залежно від складу вихідної води може бути одержана дистильована вода різної якості.

При високому вмісті у воді солей кальцію та магнію на поверхні нагрівальних елементів, внутрішніх стінках пароутворювача та холодильної камери утворюється накип, внаслідок чого погіршуються умови теплообміну, що призводять до зниження продуктивності та скорочення терміну служби дистилятора. З метою пом'якшення вихідної води та зменшення утворення накипу апарат доцільно експлуатувати в комплексі з протинакипним магнітним пристроєм або хімічним водопідготовником (на основі іонообмінних смол у натрієвій формі), наприклад, марки КУ-2-8чс.

Питання про терміни проведення періодичного профілактичного промивання дистилятора та очищення від накипу вирішується досвідченим шляхом, керуючись при цьому даними про якість дистильованої води під час періодичного контролю. Після очищення та промивання дистилятора дистильована вода знову аналізується за всіма показниками згідно з ГОСТом.

Усі результати аналізів води слід вносити до журналу, де одночасно необхідно відображати режим роботи дистилятора. Аналіз отриманих результатів дозволить встановити для кожної вихідної води свій режим роботи апарату: період експлуатації, термін його відключення для проведення профілактичного чищення, миття, промивання тощо.

Якщо як вихідна вода використовується вода з високим вмістом органічних речовинчастина їх може перейти з відгоном в дистилят і підвищити контрольну величину окислюваності. Тому ГОСТ передбачає визначення вмісту органічних речовин, що відновлюють марганцевокислий калій.

Для звільнення води від органічних домішок і поліпшення якості дистиляту рекомендується використовувати хімічні водопідготовці з гранульованим сорбентом з березового активованого вугілля або з макропористим гранульованим аніонітом марки АВ-17-10П.

При виявленні в дистильованій воді речовин, що відновлюють перманганат калію в концентрації більше 0,08 мг/дм, необхідно провести вторинну перегонку дистиляту з додаванням до нього перед відгоном розчину 1% КМnО4 з розрахунку 2.5 см.куб на 1 дм води. Загальна витрата часу на контроль якості дистильованої води за всіма 14 показниками, вказаними в таблиці, становить 11 годин робочого часу аналітика (65 лабораторних одиниць). Визначення питомої електропровідності води вигідно відрізняється за тимчасовими витратами традиційного хімічного аналізу щодо окремих показників, т.к. витрата часу її визначення становить трохи більше 1 лабораторної одиниці (10 хвилин) і рекомендується як експрес - метод під час контролю якості дистильованої води.

За величиною питомої електропровідності можна узагальнено охарактеризувати всю суму складових залишкової кількості мінеральних речовин (зокрема нітрати, сульфати, хлориди, алюміній, залізо, мідь, аміак, кальцій, цинк, свинець).

При необхідності отримання експресних відомостей про вміст у воді сульфат-іонів останнє може бути розраховане за величиною питомої електропровідності та вмістом гідрокарбонаті хлорид-іонів (див. розділ 2).

Відповідно до ГОСТ результат наміру величини дистильованої води виражається при 20 град. З

1.3. УМОВИ ЗБЕРІГАННЯ

Дистильована вода для лабораторних досліджень має бути свіжоперегнаною. При необхідності воду можна зберігати в герметично закритих поліетиленових або фторопластових суліях. Для запобігання поглинанню з повітря вуглекислоти сулії з дистильованою водою повинні бути закриті пробками з хлоркальцієвими трубками. Безаміачна вода зберігається в бутлі, закритою пробкою з "гуськом", що містить розчин сірчаної кислоти.

3. ВСТАНОВЛЕННЯ ВЕЛИЧИНИ ЗАГАЛЬНОЇ МІНЕРАЛІЗАЦІЇ ВОДИ

3.1. ПРИРОДНІ ВОДИ

Одним з найбільш важливих показників якості води є величина загальної мінералізації, яка зазвичай визначається гравіметрично по сухому залишку. Використовуючи дані хімічного аналізу про вміст хлорид-, гідрокарбонаті сульфат-іонів, можна перерахувати величину загальної мінералізації (М, мг/дм.куб.) досліджуваної води за формулою (2) :

М=[НСО(3-)*80+[Сl-]-55+*67

де [НСО(3-)], [Сl], - концентрації гідрокарбонат-, хлорид-, сульфат-іонів в мг-екв/дм.куб. відповідно. Численні множники приблизно відповідають середньоарифметичним значенням молярних масеквівалентів солей відповідного аніону з кальцієм, магнієм, натрієм та калієм.

3. СПОСІБ ОЦІНКИ ІОННОЇ СИЛИ ВОДНОГО РОЗЧИНУ

У практиці гідрохімічних досліджень величина іонної сили води використовується при контролі іонного складу води за допомогою іонселективних електродів, а також експресному розрахунку загальної жорсткості.

Розрахунок іонної сили (мю) природних та стічних вод проводиться за результатами дворазового вимірювання величини питомої електропровідності води: нерозведеної (кси1) і розведеної у співвідношенні 1:1 (кси2).

Обчислення іонної сили здійснюється за формулою (4):

(Мю) = К * Див10 (4)

Де См - загальна мінералізація води, розрахована за величиною питомої електропровідності як а*10(4) і виражена в мг-екв/дм.куб;

К - іонний показник, що встановлюється за допомогою коригувальної таблиці за величинами См і кси2/кси1.

Розраховані цим способом значення (мю) природних та стічних вод (навіть містять велика кількістьзважених частинок) узгоджуються з величинами (мю), визначеними за даними хімічного аналізу змісту основних іонів; розбіжність результатів двох способів не перевищує 10%, що узгоджується з допустимими нормативами відтворюваності.

Даний експресний спосіб визначення іонної сили природних та стічних вод більш економічний і має перевагу при контролі каламутних та пофарбованих вод.

4. СПОСІБ ОЦІНКИ ЗАГАЛЬНОЇ ЖОРСТКОСТІ ВОДИ

Зміщуючи жорсткість одна із найважливіших групових показників якості води всім типів водокористування. Загальноприйняте комплекснометричне визначення жорсткості має суттєве обмеження і не може бути використане при аналізі каламутних та пофарбованих вод, а також при значному вмісті металів. Такі води щодо загальної жорсткості повинні піддаватися спеціальної обробці , що з збільшенням витрати хімічних реактивів і додатковими витратами робочого дня для проведення аналізу.

Прискорений спосіб оцінки орієнтовної величини загальної жорсткості (Ж заг.) заснований на даних, які отримують за результатами вимірювання електропровідності. Розрахунок проводять за формулою (5) %

Ж заг. = 2 (мю) * 10 (3) - (2См + SO4 (2-)]) (5)

де (мю) – величина іонної сили води (розрахунок за даними електропровідності, див. розділ 4); См – загальна мінералізація, мг-екв/дм.куб. (Розрахунок за даними електропровідності, див. розділ 4); - Концентрація сульфат-іонів, мг-екв/дм.куб. (Розрахунок за даними електропровідності, див. розділ 2, або іншого методу). Похибка визначення жорсткості даним способом знаходиться в межах допустимих норм (5%). Спосіб рекомендується як прискорений для оцінки загальної жорсткості в умовах масового аналізу проб у системі екологічного моніторингу, особливо у разі каламутних, забарвлених вод та вод, які сильно забруднені іонами ряду важких металів.

ЛІТЕРАТУРА

ГОСТ 6709-72 "Вода дистильована".

Вказівки щодо організації та структури лабораторного контролю в системі Мінжилкомгоспу РРФСР. М. 1986.

Воробйов І.І. Застосування вимірювання електропровідності для характеристики хімічного складуприродних вод. М., Вид-во АН СРСР, 1963-141 с.

Почкін Ю.М. Визначення електропровідності води щодо сольового режиму відкритих водойм // Гігієна і санітарія. 1967, N 5.

ГОСТ 17403-72. Гідрохімія. Основні поняття. Терміни та визначення.

Лур'є Ю.Ю. Аналітична хімія промислових стічних вод. М., Хімія, 1984.-447 с.

РД 52.24.58-88. Методика виконання вимірювань вмісту сульфат-іонів титриметричним методом із сіллю барію.

РД 52.24.53-88. Методика виконання вимірювання вмісту сульфат-іонів із сіллю свинцю.

ГОСТ 27384-87. Вода. Норми похибки вимірювання показовий складу та властивостей.

ГОСТ 26449.1-85. Установки дистиляційні опріснювальні стаціонарні. Методи хімічного аналізу солоних вод.

Інформаційний лист N 29-83. Визначення вмісту казанової води. ЦНТІ, Архангельськ. 1983.

Посібник з хімічного аналізу поверхневих вод суші. Л., Гідрометеоздат. 1977. – 537 с.

Прискорене встановлення загальної мінералізації, загальної жорсткості, іонної сили, вмісту сульфат-іонів та вільної СО2 за питомою електропровідністю. Казань. ГІДУВ. 1989. – 20 с.

МІНІСТЕРСТВО ЕНЕРГЕТИКИ ТА ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ СРСР
ГОЛОВНЕ НАУКОВО-ТЕХНІЧНЕ УПРАВЛІННЯ ЕНЕРГЕТИКИ ТА ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ ВИМІРЮВАНЬ
ПІДДІЛЬНОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРОВІДНОСТІ
ВОДИ І ПАРА ЕНЕРГОУСТАНОВОК ТЕС
АВТОМАТИЧНИМ КОНДУКТОМЕТРОМ

Методика забезпечує отримання достовірних кількісних показників точності вимірів у стаціонарному режимі роботи енергообладнання.

Методика є обов'язковою для застосування на ТЕС, а також у проектних та налагоджувальних організаціях.

1. ЗАСОБИ ВИМІРЮВАНЬ І ДОПОМОЖНІ
ПРИСТРОЇ

1.1. При виконанні вимірювань УЕП має бути застосована сукупність засобів вимірювань та допоміжних пристроїв, що забезпечує відбір та підготовку проби до вимірювань та отримання інформації про УЕП проби. Перелік необхідних засобів вимірювань та допоміжних пристроїв, їх призначення та технічні характеристики наведено у додатку 1.

Допускається застосування інших засобів вимірювання, що не поступаються рекомендованим за технічними та метрологічними характеристиками.

1.2. Відбір проб води та пари для вимірювань УЕП здійснюється пробовідбірними пристроями ОСТ 108.030.040-80 "Пристрої для відбору проб пари та води парових стаціонарних котлів. Типи, конструкція, розміри та технічні вимоги".

Транспортування проб здійснюється за герметичними пробовідбірними лініями, що відповідають вимогам ОСТ 108.030.04-80.

1.3. Структурна схемавимірювань УЕП наведено малюнку.

Структурна схема вимірів УЕП:
а – конденсату; б - поживної (котлової) води;
в - насиченої та перегрітої пари;
1 - пробовідбірний пристрій; 2 - передвімкнений
холодильник; 3 – система підготовки проби;
4 – автоматичний кондуктометр;
5 - пробовідбірна лінія

У разі застосування засобів обчислювальної техніки для збору та обробки результатів вимірювання УЕП вихідний сигнал кондуктометра передається до інформаційно-обчислювального комплексу.

2. МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ

Вимірювання УЕП слід виконувати методом контактної кондуктометрії, що ґрунтується на явищі перенесення електричних зарядів іонами розчинених речовин при проходженні струму через аналізований розчин.

3. ВИМОГИ БЕЗПЕКИ

При виконання вимірювань УЕП повинні дотримуватися вимог "Правил техніки безпеки при експлуатації тепломеханічного обладнання електростанцій та теплових мереж" (М.: Енергоатоміздат, 1985).

4. ВИМОГИ І КВАЛІФІКАЦІЇ ОПЕРАТОРІВ

До обслуговування засобів вимірювань та обробки результатів можуть бути допущені особи, які пройшли спеціальне навчаннята мають кваліфікацію:

при обслуговуванні засобів вимірювань - електрослюсар не нижче 3-го розряду, що знає структурні, монтажні та електричні схеми вимірювання УЕП, конструкцію та принцип роботи засобів вимірювань, що застосовуються, розташування пробовідбірних пристроїв, пробовідбірних ліній;

під час обробки результатів вимірів - технік чи інженер, знає особливості водно-хімічного режиму енергоустановки.

5. УМОВИ ВИКОНАННЯ ВИМІРЮВАНЬ

наявність діючих повірних тавр на засоби вимірювань.

6.2. Підготовка до роботи засобів вимірювань проводиться відповідно до вказівок, що містяться в інструкціях з експлуатації.

6.3. Підготовка до роботи Н-катіонітового фільтра проводиться за методикою, наведеною в Методичні вказівкищодо застосування кондуктометричного контролю для ведення водного режиму електростанцій. МУ 34-70-114-85 "(М: СПО "Союзтехенерго", 1986).

7. ВИКОНАННЯ ВИМІРЮВАНЬ

7.1. При виконанні вимірювань УЕП необхідно:

підтримувати нормальний режим роботи системи підготовки проби, у тому числі контролювати та при необхідності регулювати витрату проби на кондуктометр;

періодично перевіряти правильність показань кондуктометра та при необхідності проводити його налаштування;

своєчасно регенерувати Н-катіонітовий фільтр;

періодично проводити очищення первинного перетворювача.

7.2. Перевірку правильності показань кондуктометра здійснювати шляхом звірення його показань з результатами вимірювань, що виконують лабораторним кондуктометром.

7.3. Перевірку правильності показань кондуктометра, очищення первинного перетворювача та регенерацію Н-катіонітового фільтра проводити з періодичністю, зазначеною в "Нормативному матеріалі з експлуатації та ремонту автоматичних приладів хімічного контролю АК-310 та рН-201. НР 34-70-009- .: СПО "Союзтехенерго", 1982).

7.4. Регенерацію виснаженого в процесі експлуатації Н-катіонітового фільтра, а також очищення забрудненого первинного перетворювача проводити відповідно до вказівок, що містяться в "Методичних вказівках щодо застосування кондуктометричного контролю для ведення водного режиму електростанцій. МУ 34-70-114-85"

8. ОБРОБКА ТА ОФОРМЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ
ВИМІРЮВАНЬ

8.1. Результати вимірювань УЕП необхідно наводити до температури проби 25 °С. У тих випадках, коли у засобах вимірювань відсутній пристрій автоматичного приведення результатів вимірювань до температури 25 °С, приведення здійснюється в ручну за графіками. що містяться в "Методичних вказівках щодо застосування кондуктометричного контролю для ведення водного режиму електростанцій. МУ 34-70-114-85".

8.2. Як показник точності вимірювань УЕП приймається інтервал, у якому з довірчою ймовірністю Р дперебуває сумарна похибка вимірів.

Результати вимірювань УЕП води та пари подаються за формою:

де - результат виміру УЕП, мкСм/см;

Межа допускається значення абсолютної похибки вимірювання, мкСм/см;

Р д- ймовірність, з якою похибка виміру УЕП перебуває у зазначених межах.

8.3. Числові значення результату виміру і похибки мають закінчуватися цифрою однієї й тієї порядку.

При вимірі УЕП числові значення результату виміру та похибки повинні мати дві значущі цифри.

8.4. Межа значення сумарної абсолютної похибки вимірювань ( D) УЕП у загальному випадку визначається за формулою:

(2)

де D спп- абсолютна похибка вимірювань, обумовлена ​​зміною фізико-хімічних властивостей аналізованої проби при її проходженні через різні елементи системи відбору при її проходженні через різні елементи системи відбору та підготовки проби, мкСм/см;

D АК- Абсолютна похибка кондуктометра, мкСм/см;

D xi -додаткова похибка, спричинена відхиленням умов експлуатації i- го засоби вимірювань, що входить до схеми вимірювань УЕП, від нормальних, мкСм/см;

n- Число засобів вимірювань, що входять до схеми вимірювань УЕП.

Межа допустимого значення сумарної абсолютної похибки вимірювання УЕП за нормальних умов експлуатації засобів вимірювань ( Dпро) визначається за формулою:

(3)

Визначення додаткових похибок, спричинених відхиленням експлуатації засобів вимірювань від нормальних (наприклад, температури довкілля, напруги живлення та інших зовнішніх факторів, зазначених у технічній документації на використовувані засоби вимірювань) проводиться наступним чином:

обчислюється математичне очікуванняМ кожної величини, що впливає за формулою

де Yi- значення впливу величини, отримане при i- м вимірі;

До- кількість вимірювань впливу величини за інтервал усереднення.

Математичне очікування кожної впливової величини визначається для літнього та зимового сезонів;

визначаються значення додаткових похибок за даними НТД на засоби вимірювань, що застосовуються, і отриманим сезонним значенням математичного очікування кожної впливової величини.

Приклад розрахунку похибки вимірювань УЕП наведено у додатку 2.

8.5. Дана методика забезпечує отримання результатів вимірювань УЕП води та пари з межею допусканого значення наведеної похибки вимірювань ± 5 % при довірчій ймовірності Р д = 0,95.

Додаток 1

ЗАСОБИ ВИМІРЮВАНЬ І ДОПОМОЖНІ ПРИСТРОЇ, ЇХ ПРИЗНАЧЕННЯ
І ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Найменування	Основні технічні та метрологічні характеристики	Призначення
Пробовідбірний пристрій		Відбір проб
Пробовідбірна лінія	Матеріал - нержавіюча сталь 12Х18Н12Т, діаметр 10×2 мм, монтаж відповідно до вимог ОСТ 108.030.04-80	Подача проби від пробовідбірного пристрою до первинного вимірювального перетворювача кондуктометра
Передвімкнений холодильник	Відповідно до ОСТ 108.030.04-80	Охолодження проб живильної води, котлової води, пара
Система підготовки проби (УПП, СУПП)	Витрати проби від 0,008 до 0,028 кг/с (від 30 до 100 л/год). Тиск проби на вході від 1 до 30 МПа; тиск проби на виході (0,1? 0,005) МПа. Температура проби на виході не вище (40? 1) °С	Уніфікація параметрів проби (тиску, температури); сигналізація про перевищення допустимих значень температури та тиску проби та про припинення подачі проби; захист засобів вимірювань від надходження ними проби високих параметрів.
Автоматичний кондуктометр АК-310	Діапазон показань від 0 до 1; від 0 до 10; від 0 до 100мкСм/див. Основна наведена похибка ± 5% верхньої межі діапазону показань. Витрата проби (5,6+0,3)?10 -3 кг/с ((20±1) л/год)	Вимірювання та реєстрація УЕП проби

Додаток 2

Довідкове

ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ ПОХІДНОСТІ ВИМІРЮВАНЬ УЕП
ЗА ДАНИМИ ТЕХНІЧНОЇ ДОКУМЕНТАЦІЇ

1. Вимірювання УЕП за нормальних умов експлуатації засобів вимірювань.

Допустиме значення сумарної абсолютної похибки вимірювання УЕП за нормальних умов експлуатації засобів вимірювань визначається за формулою (3).

Вихідні дані:

вимоги до пробовідбірного пристрою та приладовідбірної лінії виконані відповідно до ОСТ 108.030.04-80;

система підготовки проби – типу СУПП;

вимірювання УЕП виконуються автоматичним кондуктометром АК-310 у діапазоні від 0 до 1 мкСМ/см.

Визначення похибки вимірів УЕП.

Оскільки всі умови забезпечення тривалості проби виконані, з достатньою для практики точністю можна прийняти Dспп = 0.

Відповідно до п. 5 додатка 1 DАК- 0,05 мксм/см.

Сумарна похибка вимірювань визначається за формулою (3):

2. вимір УЕП при відхиленні умов експлуатації засобів вимірів від нормальних.

Допустиме значення сумарної абсолютної похибки вимірювань УЕП визначається за формулою (2).

Вихідні дані:

умови вимірювань УЕП приймаються такими, як у попередньому прикладі, з однією відмінністю - проміжний перетворювач кондуктометра встановлений у приміщенні з температурою повітря 35 °С.

Визначення похибки вимірів УЕП:

D спп=0 і D АК=± 0,05 мкСм/см (див. попередній приклад);

додаткова похибка, викликана відхиленням температури навколишнього повітря в місці встановлення перетворювача від нормальної, згідно з паспортом на автоматичний кондуктометр АК-310, складе DТ= ± 0,025 мкСм/див.

Сумарна похибка вимірів визначається за такою формулою (2).

Хто знає формулу води ще з часів шкільної доби? Звичайно, все. Ймовірно, що з усього курсу хімії у багатьох, хто потім не вивчає її спеціалізовано, тільки й залишається знання того, що позначає формула H 2 O. Але зараз ми максимально докладно і глибоко постараємося розібратися. на планеті Земля неможлива.

Вода як речовина

Молекула води, як відомо, складається з одного атома кисню і двох атомів водню. Її формула записується так: H 2 O. Дана речовина може мати три стани: твердий - у вигляді льоду, газоподібний - у вигляді пари, і рідкий - як субстанція без кольору, смаку та запаху. До речі, це єдина речовина на планеті, яка може існувати у всіх трьох станах одночасно у природних умовах. Наприклад: на полюсах Землі – лід, в океанах – вода, а випари під сонячним промінням – це пара. У цьому значенні вода аномальна.

Ще вода - це найпоширеніша речовина на нашій планеті. Вона покриває поверхню планети Земля майже сімдесят відсотків - і океани, і численні річки з озерами, і льодовики. Більшість води на планеті солона. Вона непридатна для пиття та для ведення сільського господарства. Прісна водаскладає всього два з половиною відсотки від усієї кількості води на планеті.

Вода – це дуже сильний та якісний розчинник. Завдяки цьому хімічні реакції у воді проходять із величезною швидкістю. Це її властивість впливає обмін речовин у людському організмі. що тіло дорослої людини на сімдесят відсотків складається із води. У дитини цей відсоток ще вищий. На старість цей показник падає з сімдесяти до шістдесяти відсотків. До речі, ця особливість води наочно демонструє, що основою життя є саме вона. Чим води в організмі більше - тим він здоровіший, активніший і молодший. Тому вчені та медики всіх країн невпинно стверджують, що пити треба багато. Саме воду у чистому вигляді, а не замінники у вигляді чаю, кави чи інших напоїв.

Вода формує клімат планети, і це перебільшення. Теплі течії в океані обігрівають цілі континенти. Це відбувається за рахунок того, що вода поглинає дуже багато сонячного тепла, а потім віддає його, коли починає остигати. Так вона регулює температуру планети. Багато вчених говорять, що Земля давно б охолола і стала каменем, якби не наявність такої кількості води на зеленій планеті.

Властивості води

Вода має багато дуже цікавих властивостей.

Наприклад, вода - це рухлива речовина після повітря. З шкільного курсубагато хто, напевно, пам'ятають таке поняття, як кругообіг води в природі. Наприклад: струмок випаровується під впливом прямих сонячних променів, перетворюється на водяну пару. Далі, ця пара за допомогою вітру, переноситься кудись, збирається в хмари, а то і в і випадає в горах у вигляді снігу, граду або дощу. Далі, з гір потічок знову збігає вниз, частково випаровуючись. І так – по колу – цикл повторюється мільйони разів.

Також у води дуже висока теплоємність. Саме через це водоймища, тим більше океани, дуже повільно остигають при переході від теплого сезону або доби до холодного. І навпаки, у разі підвищення температури повітря вода дуже повільно нагрівається. Завдяки цьому, як і згадувалося вище, вода стабілізує температуру повітря на всій нашій планеті.

Після ртуті вода має найвище значення поверхневого натягу. Не можна не помітити, що випадково пролита на рівній поверхні крапля іноді стає великою цяткою. У цьому вся проявляється тягучість води. Ще одна властивість проявляється у неї при зниженні температури до чотирьох градусів. Як тільки вода остигає до цієї позначки, вона стає легшою. Тому лід завжди плаває на поверхні води і застигає скоринкою, покриваючи собою річки та озера. Завдяки цьому у водоймах, що замерзають узимку, не вимерзає риба.

Вода як провідник електроенергії

Спочатку варто дізнатися про те, що таке електропровідність (води у тому числі). Електропровідність - це здатність будь-якої речовини проводити через себе електричний струм. Відповідно, електропровідність води – це можливість води проводити струм. Ця здатність безпосередньо залежить від кількості солей та інших домішок у рідині. Наприклад, електропровідність дистильованої води майже зведена до мінімуму через те, що така вода очищена від різних добавок, які так потрібні для хорошої електропровідності. Відмінний провідник струму – це вода морська, де концентрація солей дуже велика. Ще електропровідність залежить від температури води. Чим значення температури вище – тим більша електропровідність у води. Ця закономірність виявлена ​​завдяки численним дослідам вчених-фізиків.

Вимірювання електропровідності води

Є такий термін – кондуктометрія. Так називають один із методів електрохімічного аналізу, заснованого на електричній провідності розчинів. Застосовують цей метод визначення концентрації в розчинах солей чи кислот, і навіть контролю складу деяких промислових розчинів. Вода має амфотерні властивості. Тобто залежно та умовами вона здатна виявляти як кислотні, і основні властивості - виступати й у ролі кислоти, й у ролі основи.

Прилад, який використовують для цього аналізу, має дуже схожу назву – кондуктометр. З допомогою кондуктометра вимірюється електропровідність електролітів, що у розчині, аналіз якого ведеться. Мабуть, варто пояснити ще один термін – електроліт. Це речовина, яка при розчиненні або плавленні розпадається на іони, за рахунок чого згодом проводиться електричний струм. Іон – це електрично заряджена частка. Власне кондуктометр, взявши за основу певні одиниці електропровідності води, визначає її питому електропровідність. Тобто визначає електропровідність конкретного обсягу води, взятого за початкову одиницю.

Ще до початку сімдесятих років минулого століття для позначення провідності електрики використовували одиницю виміру "мо", це була похідна від іншої величини - Ома, що є основною одиницею опору. Електропровідність - це величина, обернено пропорційна опору. Зараз вона вимірюється в Сіменсах. Отримала свою назву ця величина на честь вченого-фізика з Німеччини – Вернера фон Сіменса.

Сіменс

Сіменс (позначатися може як См, так і S) - це величина, обернена до Ому, що є одиницею вимірювання електричної провідності. Один Див дорівнює будь-якого провідника, опір якого дорівнює 1 Ом. Виражається Сіменс через формулу:

• 1 См = 1: Ом = А: В = кг −1 ·м −2 ·с³А², де
  А – ампер,
  В – вольт.

Теплопровідність води

Тепер поговоримо про те, - це здатність будь-якої речовини переносити теплову енергію. Суть явища у тому, що кінетична енергія атомів і молекул, що визначають температуру даного тіла чи речовини, передається іншому тілу чи речовини за її взаємодії. Інакше висловлюючись, теплопровідність - це теплообмін між тілами, речовинами, і навіть між тілом і речовиною.

Теплопровідність у води також дуже висока. Люди щодня використовують цю властивість води, самі того не помічаючи. Наприклад, наливаючи холодну воду в тару та остуджуючи у ній напої чи продукти. Холодна водазабирає тепло у пляшки, контейнера, натомість віддаючи холод, можлива і зворотна реакція.

Тепер це явище легко можна уявити в масштабі планети. Океан нагрівається протягом літа, а потім - з настанням холодів, повільно остигає і віддає своє тепло повітрю, тим самим обігріваючи материки. Охолонувши за зиму, океан починає дуже повільно нагріватися в порівнянні з землею і віддає свою прохолоду материкам, що знемагають від літнього сонця.

Щільність води

Вище розповідалося про те, що риба живе взимку у водоймі завдяки тому, що вода застигає скоринкою по всій їхній поверхні. Ми знаємо, що у лід вода починає перетворюватися при температурі на нуль градусів. Через те, що густина води більша, ніж густина спливає і застигає по поверхні.

властивості води

Також вода при різних умовахможе бути і окислювачем, і відновником. Тобто вода, віддаючи свої електрони, заряджається позитивно та окислюється. Або ж набуває електрони і заряджається негативно, отже відновлюється. У першому випадку вода окислюється і називається мертвою. Вона має дуже потужні бактерицидні властивості, тільки ось пити її не треба. У другий випадок вода жива. Вона бадьорить, стимулює організм на відновлення, несе енергію клітин. Різниця між цими двома властивостями води виявляється у терміні "окислювально-відновлювальний потенціал".

З чим вода здатна реагувати

Вода здатна реагувати майже з усіма речовинами, які є на Землі. Єдине, що для виникнення цих реакцій необхідно забезпечити відповідну температуру та мікроклімат.

Наприклад, при кімнатній температурі вода добре реагує з такими металами, як натрій, калій, барій - їх називають активними. З галогенами – це фтор, хлор. При нагріванні вода добре реагує із залізом, магнієм, вугіллям, метаном.

За допомогою різних каталізаторів вода входить у реакцію з амідами, ефірами карбонових кислот. Каталізатор - це речовина, ніби підштовхує компоненти до взаємної реакції, що прискорює її.

Чи є вода деінде, крім Землі?

Поки що на жодній планеті Сонячна системаКрім Землі, води не виявлено. Так, припускають про її присутність на супутниках таких планет-гігантів, як Юпітер, Сатурн, Нептун та Уран, але поки що точних даних у вчених немає. Існує ще одна гіпотеза, поки не перевірена остаточно, про підземні води на планеті Марс і на супутнику Землі - Місяці. Щодо Марса взагалі висунуто низку теорій про те, що колись на цій планеті був океан, і його можлива модель навіть проектувалася вченими.

Поза Сонячною системою існує безліч великих і малих планет, де, за припущеннями вчених, може бути вода. Але поки що немає жодної можливості переконатися в цьому напевно.

Як використовують тепло- та електропровідність води в практичних цілях

Зважаючи на те, що вода має високе значення теплоємності, її використовують у теплотрасах як теплоносій. Вона забезпечує передачу тепла від виробника споживачеві. Як відмінний теплоносій воду використовують і багато атомних електростанцій.

У медицині кригу використовують для охолодження, а пару - для дезінфекції. Так само лід використовують у системі громадського харчування.

У багатьох ядерних реакторах воду використовують як сповільнювач для успішного протікання ланцюгової ядерної реакції.

Воду під тиском використовують для розколювання, проламування та навіть для різання гірських порід. Це активно використовується для будівництва тунелів, підземних приміщень, складів, метро.

Висновок

Зі статті випливає, що вода за своїми властивостями і функціями - найзамінніша і вражаюча речовина на Землі. Чи залежить життя людини чи будь-якої іншої живої істоти на Землі від води? Безперечно, так. Чи сприяє ця речовина веденню наукової діяльностілюдиною? Так. Чи має вода електропровідність, теплопровідність та інші корисні властивості? Відповідь також "так". Інша річ, що води на Землі, а тим більше води чистої, дедалі менше. І наше завдання – зберегти та убезпечити її (а отже, і всіх нас) від зникнення.