Konduktometr jest przyrządem służącym do pomiaru przewodności cieczy, zazwyczaj wody lub roztworu wodnego, w celu ustalenia stopnia jej ewentualnego zanieczyszczenia. W oparciu, o jakie zasady działa konduktometr i gdzie bywa stosowany?

Badanie zanieczyszczenia wody konduktometrem

Konduktometr służy do badania przewodności elektrolitycznej w roztworach wodnych w celu ustalenia ilości nieorganicznych zanieczyszczeń; nie używa się go do badania mikrobiologicznego. Przyjrzyjmy się zatem bliżej relacji pomiędzy przewodnością wody a stopniem jej zanieczyszczenia, np. w postaci zasolenia.

Przewodność elektrolityczna wody określa jej zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego. Wbrew powszechnemu przekonaniu czysta chemicznie woda, na przykład destylowana, sama w sobie nie jest dobrym przewodnikiem. Sytuacja ulega zmianie, gdy znajdą się w niej cząsteczki obdarzone ładunkiem elektrycznym – jony dodatnie (kationy) oraz ujemne (aniony). Powstają one m.in. podczas dysocjacji elektrolitycznej, czyli procesu polegającego na rozpadzie cząsteczek rozpuszczonych substancji na jony. W przypadku wody takimi substancjami są najczęściej nieorganiczne sole.

W konsekwencji im więcej nieorganicznych zanieczyszczeń w wodzie, tym więcej jonów. A im więcej jonów, tym woda lepiej przewodzi prąd. Z tego względu woda morska jest bardzo dobrym przewodnikiem, słodka woda pitna odrobinę gorszym od morskiej, zaś destylowana przewodzi prąd dość słabo. Tym samym znając konduktywność roztworu wodnego, możemy poznać, jak bardzo jest on zanieczyszczony. I aby zdobyć tę informację, należy użyć konduktometru – indukcyjnego lub standardowego, elektrodowego.

Zasady działania konduktometrów

Aby woda zaczęła przewodzić prąd, znajdujące się w niej jony muszą zostać wprawione w ruch.

•    W konduktometrze indukcyjnym odpowiadają za to dwie cewki – wzbudzająca i odbiorcza. Wzbudzenie prądu w medium odbywa się dzięki zjawisku indukcji elektromagnetycznej. Przez cewkę wzbudzającą przepuszczamy prąd zmienny, który wywołuje pole magnetyczne. Pole wprawia jony w ruch, czyli indukuje przepływ prądu. Ten prąd z kolei indukuje własne pole magnetyczne, które następnie w cewce odbiorczej wytwarza prąd o napięciu adekwatnym do przewodności roztworu. Jako że cewki są osłonięte i nie mają bezpośredniego kontaktu z badanym medium, konduktometr indukcyjny jest często stosowany np. w żrących roztworach kwasów czy zasad.

•    Z kolei standardowy konduktometr elektrodowy posiada dwie elektrody umieszczone obok siebie. Gdy zanurzymy urządzenie w badanym roztworze, a następnie przyłożymy do elektrod zmienne napięcie, jony zostaną wprawione w ruch i pomiędzy elektrodami popłynie prąd. Uwzględniając temperaturę badanego medium oraz tzw. stałą celi, możemy zmierzyć jego konduktywność, a tym samym ustalić ilość zanieczyszczeń. W sytuacji, gdy zależy nam na bardzo dokładnym pomiarze, np. laboratoryjnym, lub też zanieczyszczenie jest duże, zaleca się użycie konduktometru czteroelektrodowego oraz odpowiednio czułego instrumentu pomiarowego.

Konduktometry są używane nie tylko do badania zanieczyszczeń wody pitnej, gruntowej czy wodociągowej. Stosowane są również w przemyśle spożywczym, kosmetycznym oraz chemicznym, a także w oczyszczalniach ścieków.

Doskonałej jakości konduktometry wraz z koniecznym oprzyrządowaniem dostępne są w ofercie JUMO.