Conductivité en général
En tant que quantité physique constante, la conductivité électrique indique dans quelle mesure des substances ou des mélanges de substances peuvent conduire l'électricité. La valeur est différente pour chaque mélange de substances et pour chaque substance.
La conductivité est une constante physique, ce qui signifie qu'une certaine substance ou un certain mélange de substances conduit toujours aussi bien le courant électrique.
En termes de calculs, la conductivité est importante pour déterminer la densité de courant en relation avec l'intensité du champ électrique. La résistance électrique spécifique d'une substance ou d'un mélange de substances est exactement l'inverse de la conductivité électrique.
Le symbole de la conductivité électrique dans les domaines techniques, physiques et chimiques peut être différent. La conductivité, ou précisément appelée conductivité, peut être désignée par les lettres grecques sigma, kappa ou gamma.
Unités de conductivité électrique
L'unité SI S / m (Siemens par mètre) est utilisée pour spécifier la conductivité. Si la conductivité est très faible, la conductivité est souvent donnée en µS / cm dans le domaine technique.
Ordre de grandeur des conductivités électriques
Les meilleurs conducteurs électriques sont les métaux. L'argent comme meilleur conducteur a une conductivité de 61 380 000 S / m, l'acier inoxydable environ un soixantième de cela.
En tant que liquide, l'eau est un conducteur bien pire. L'eau de mer a une conductivité d'environ 5 S / m, l'eau ultrapure a une conductivité de 0,0000005 S / m.
Conductivité électrique dans les liquides
La conductivité dépend du nombre de porteurs de charge mobiles librement disponibles dans le liquide. Ce sont des ions, des sels et des substances individuelles dissoutes qui représentent des particules chargées.
La grande différence de conductivité de l'eau de mer par rapport à l'eau ultrapure s'explique uniquement par la teneur en sel. En revanche, l'eau osmosée est un conducteur extrêmement médiocre, tout comme l'eau déminéralisée.
Si environ 4% de sel est ajouté à l'eau ultrapure ou à l'eau entièrement déminéralisée, la conductivité augmente d'un facteur mille.
Selon le type de support de charge
Dans les liquides, cependant, ce n'est pas seulement le nombre d'ions en mouvement libre qui joue un rôle, mais aussi la quantité de charge qu'ils transportent.
Par exemple, la quantité de charge de magnésium est de 2+, alors qu'elle n'est que de 1+ pour les ions calcium. Ceci peut être reconnu par la notation des ions: Ca + et Mg2 +.
De plus, la vitesse des différents types d'ions dans la direction du champ a également un effet, mais cette composante est négligeable à cet égard.
La conclusion est que la conductivité de l'eau dépend non seulement de la quantité d'ions dissous, mais également du type d'ions dissous dans celle-ci. Donc, toutes les eaux ne se conduisent pas aussi bien. Cela dépend de la composition minérale spécifique.
Utilisation technique pour déterminer la pureté
Dans le cas de l'eau distillée et de l'eau déminéralisée, la conductivité électrique peut être utilisée directement comme mesure de pureté.
Dans ce cas, la pureté ne doit être comprise que comme l'absence d'ions et de particules chargés dans l'eau. Les particules non chargées ne sont pas enregistrées pendant la mesure et n'influencent pas le résultat de la mesure.
Plus la conductivité électrique de l'eau est faible, moins il y a d'ions et plus l'eau est pure.
La teneur générale en ions et sels dissous peut également être bien estimée en utilisant la conductivité de chaque eau. Cependant, la mesure de la conductivité est rarement utilisée comme méthode pour déterminer des valeurs spécifiques dans l'eau normale.
Dépendance de la conductivité à la température
Tous les gaz, solutions et électrolytes sont fortement dépendants de la température dans leur conductivité. Cela s'applique également à l'eau contenant des ions dissous. Le nombre d'ions en mouvement libre et la mobilité des porteurs de charge augmentent considérablement avec l'augmentation de la température. Cela signifie que la conductivité augmente également de manière significative avec l'augmentation de la température.
Inexactitude à des concentrations plus élevées
Les interactions dites interioniques se traduisent par le fait qu'à des concentrations plus élevées d'ions individuels ou de tous les ions, la relation entre la conductivité et les ions ou la quantité de charge devient de plus en plus imprécise.
Plus il y a d'ions dans un liquide - ou dans l'eau - plus ils se freinent. La libre mobilité des ions dans le liquide diminue.
Mesure de la conductivité
La conductivité peut être déterminée avec un appareil de mesure spécialement conçu. En alternative à cela, il est également possible de mesurer la résistance spécifique dans un liquide et ainsi déterminer la conductivité respective par calcul.
Il existe des appareils portables simples pour mesurer la conductivité. Vous mesurez la conductivité entre deux électrodes de test en fonction de la diminution de la quantité de courant entre la sortie et le courant final. La conductivité peut être lue directement sur un écran.
trucs et astuces
La mesure de conductivité ne peut donner aucune indication sur la présence de particules non chargées. Certaines salissures dues à des substances non chargées dans l'eau n'affectent pas la mesure de la conductivité. Il faut également garder cela à l'esprit.
