Ledningsevne generelt
Som en konstant fysisk størrelse angiver elektrisk ledningsevne, i hvilket omfang stoffer eller blandinger af stoffer kan lede elektricitet. Værdien er forskellig for hver stofblanding og for hvert stof.
Ledningsevnen er en fysisk konstant, hvilket betyder, at et bestemt stof eller en bestemt blanding af stoffer altid leder elektrisk strøm lige så godt.
Med hensyn til beregning er ledningsevne vigtig for bestemmelse af strømtæthed i forbindelse med elektrisk feltstyrke. Den specifikke elektriske modstand af et stof eller en blanding af stoffer er nøjagtigt den gensidige af den elektriske ledningsevne.
Symbolet for elektrisk ledningsevne i det tekniske, fysiske og kemiske område kan være anderledes. Ledningsevne, eller præcist kaldet ledningsevne, kan betegnes med de græske bogstaver sigma, kappa eller gamma.
Enheder til elektrisk ledningsevne
SI-enheden S / m (Siemens pr. Meter) bruges til at specificere ledningsevnen. Hvis ledningsevnen er meget lav, er ledningsevnen ofte angivet i µS / cm i det tekniske område.
Størrelsesorden for elektriske ledningsevner
De bedste elektriske ledere er metaller. Sølv som den bedste leder har en ledningsevne på 61.380.000 S / m, rustfrit stål omkring en tresindstyv deraf.
Vand er en meget dårligere leder end væske. Havvand har en ledningsevne på ca. 5 S / m, ultrarent vand har en ledningsevne på 0,0000005 S / m.
Elektrisk ledningsevne i væsker
Ledningsevnen afhænger af antallet af frit tilgængelige, mobile ladebærere i væsken. Disse er ioner, salte og individuelle, opløste stoffer, der repræsenterer ladede partikler.
Den store forskel i ledningsevne af havvand sammenlignet med ultrarent vand kan kun forklares med saltindholdet. I modsætning hertil er osmosevand en ekstremt dårlig leder, ligesom demineraliseret vand er.
Hvis der tilsættes ca. 4% salt til ultrarent vand eller fuldt demineraliseret vand, øges ledningsevnen med en faktor tusind.
Afhængigt af typen af lastbærer
I væsker spiller ikke kun antallet af frit bevægelige ioner en rolle, men også mængden af ladning, de bærer.
For eksempel er mængden af opladning af magnesium 2+, mens den kun er 1+ for calciumioner. Dette kan genkendes ved notering af ionerne: Ca + og Mg2 +.
Derudover har hastigheden af de enkelte iontyper i markretningen også en effekt, men denne komponent er ubetydelig i denne analyse.
Konklusionen er, at vandets ledningsevne ikke kun afhænger af mængden af ioner, der er opløst i det, men også af typen af ioner, der er opløst i det. Så ikke alt vand leder lige så godt. Det afhænger af den specifikke mineralsammensætning.
Teknisk anvendelse til bestemmelse af renhed
I tilfælde af destilleret vand og demineraliseret vand kan den elektriske ledningsevne bruges direkte som et mål for renhed.
I dette tilfælde skal renhed kun forstås som fraværet af ladede ioner og partikler i vandet. Uopladede partikler registreres ikke under målingen og påvirker ikke måleresultatet.
Jo lavere vandets elektriske ledningsevne er, jo færre ioner er der, og jo renere er vandet.
Det generelle indhold af ioner og opløste salte kan også estimeres godt ved hjælp af ledningsevnen for hvert vand. Ledningsevnemåling bruges dog sjældent som en metode til bestemmelse af specifikke værdier i normalt vand.
Afhængighed af ledningsevne på temperatur
Alle gasser, opløsninger og elektrolytter er meget temperaturafhængige i deres ledningsevne. Dette gælder også vand med ioner opløst i det. Antallet af frit bevægelige ioner og ladningsbærernes mobilitet øges betydeligt med stigende temperatur. Dette betyder, at ledningsevnen også stiger markant med stigende temperatur.
Unøjagtighed ved højere koncentrationer
De såkaldte interioniske interaktioner resulterer i, at forholdet mellem ledningsevne og ioner eller mængden af ladning ved højere koncentrationer af individuelle eller alle ioner bliver stadig mere upræcist.
Jo flere ioner der er i en væske - eller i vand - jo mere bremser de hinanden. Den frie mobilitet for ioner i væsken falder.
Måling af ledningsevne
Ledningsevnen kan bestemmes med et specielt designet måleapparat. Som et alternativ til dette er det også muligt at måle den specifikke modstand i en væske og således bestemme den respektive ledningsevne ved beregning.
Der er enkle håndholdte enheder til måling af ledningsevne. Du måler ledningsevnen mellem to testelektroder baseret på faldet i mængden af strøm mellem output og slutstrøm. Ledningsevnen kan aflæses direkte på et display.
tips og tricks
Ledningsevnemåling kan ikke give nogen indikation af tilstedeværelsen af ikke-ladede partikler. Noget tilsmudsning af uopladede stoffer i vandet påvirker ikke ledningsevnemåling. Man skal også huske dette.
