1影響因素

溫度

電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而減小。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而增加。在一段溫度值域內(nèi)，電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率，必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性，時(shí)常可以表達(dá)為，電導(dǎo)率對(duì)上溫度線圖的斜率。

摻雜程度

固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率增高。水溶液的電導(dǎo)率高低相依于其內(nèi)含溶質(zhì)鹽的濃度，或其它會(huì)分解為電解質(zhì)的化學(xué)雜質(zhì)。水樣本的電導(dǎo)率是測(cè)量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質(zhì)成分等等的重要指標(biāo)。水越純凈，電導(dǎo)率越低（電阻率越高）。水的電導(dǎo)率時(shí)常以電導(dǎo)系數(shù)來(lái)紀(jì)錄；電導(dǎo)系數(shù)是水在 25°C 溫度的電導(dǎo)率。

各向異性

有些物質(zhì)會(huì)有異向性（anisotropic） 的電導(dǎo)率，必需用 3 X 3 矩陣來(lái)表達(dá)（使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，第二階張量，通常是對(duì)稱的）。

2測(cè)量方法

電導(dǎo)率的測(cè)量通常是溶液的電導(dǎo)率測(cè)量。固體導(dǎo)體的電阻率可以通過(guò)歐姆定律和電阻定律測(cè)量。電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的測(cè)量一般采用交流信號(hào)作用于電導(dǎo)池的兩電極板，由測(cè)量到的電導(dǎo)池常數(shù)K和兩電極板之間的電導(dǎo)G而求得電導(dǎo)率σ。

電導(dǎo)率測(cè)量中早采用的是交流電橋法，它直接測(cè)量到的是電導(dǎo)值。常用的儀器設(shè)置有常數(shù)調(diào)節(jié)器、溫度系數(shù)調(diào)節(jié)器和自動(dòng)溫度補(bǔ)償器，在一次儀表部分由電導(dǎo)池和溫度傳感器組成，可以直接測(cè)量電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率。

測(cè)量原理

電導(dǎo)率的測(cè)量原理是將相互平行且距離是固定值L的兩塊極板（或圓柱電極），放到被測(cè)溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢(shì)（為了避免溶液電解，通常為正弦波電壓，頻率1～3kHz）。然后通過(guò)電導(dǎo)儀測(cè)量極板間電導(dǎo)。

電導(dǎo)率的測(cè)量需要兩方面信息。一個(gè)是溶液的電導(dǎo)G，另一個(gè)是溶液的電導(dǎo)池常數(shù)Q。電導(dǎo)可以通過(guò)電流、電壓的測(cè)量得到。

根據(jù)關(guān)系式K=Q×G可以得到電導(dǎo)率的數(shù)值。這一測(cè)量原理在直接顯示測(cè)量?jī)x表中得到廣泛應(yīng)用。

而Q= L/A

A——測(cè)量電極的有效極板面積

L——兩極板的距離

這一值則被稱為電極常數(shù)。在電極間存在均勻電場(chǎng)的情況下，電極常數(shù)可以通過(guò)幾何尺寸算出。當(dāng)兩個(gè)面積為1cm2的方形極板，之間相隔1cm組成電極時(shí)，此電極的常數(shù)Q=1cm-1。如果用此對(duì)電極測(cè)得電導(dǎo)值G=1000μs，則被測(cè)溶液的電導(dǎo)率K=1000μs/ cm。

一般情況下，電極常形成部分非均勻電場(chǎng)。此時(shí)，電極常數(shù)必須用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行確定。標(biāo)準(zhǔn)溶液一般都使用KCl溶液這是因?yàn)镵Cl的電導(dǎo)率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定，準(zhǔn)確。0.1mol/l的KCl溶液在25℃時(shí)電導(dǎo)率為12.88ms/cm。

所謂非均勻電場(chǎng)（也稱作雜散場(chǎng)，漏泄場(chǎng)）沒(méi)有常數(shù)，而是與離子的種類和濃度有關(guān)。因此，一個(gè)純雜散場(chǎng)電極是復(fù)雜的電極，它通過(guò)一次校準(zhǔn)不能滿足寬的測(cè)量范圍的需要。

種類

電導(dǎo)電極一般分為二電極式和多電極式兩種類型。

二電極式電導(dǎo)電極是目前國(guó)內(nèi)使用多的電導(dǎo)電極類型，實(shí)驗(yàn)式二電極式電導(dǎo)電極的結(jié)構(gòu)是將二片鉑片燒結(jié)在二平行玻璃片上，或圓形玻璃管的內(nèi)壁上，調(diào)節(jié)鉑片的面積和距離，就可以制成不同常數(shù)值的電導(dǎo)電極。通常有K=1.K=5.K=10等類型。而在線電導(dǎo)率儀上使用的二電極式電導(dǎo)電極常制成圓柱形對(duì)稱的電極。當(dāng)K=1時(shí)，常采用石墨，當(dāng)K=0.1.0.01時(shí)，材料可以是不銹鋼或鈦合金。

多電極式電導(dǎo)電極，一般在支持體上有幾個(gè)環(huán)狀的電極，通過(guò)環(huán)狀電極的串聯(lián)和并聯(lián)的不同組合，可以制成不同常數(shù)的電導(dǎo)電極。環(huán)狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鈦合金和鉑金。

電導(dǎo)電極還有四電極類型和電磁式類型。四電極電導(dǎo)電極的優(yōu)點(diǎn)是可以避免電極極化帶來(lái)的測(cè)量誤差，在國(guó)外的實(shí)驗(yàn)式和在線式電導(dǎo)率儀上較多使用。電磁式電導(dǎo)電極的特點(diǎn)是適宜于測(cè)量高電導(dǎo)率的溶液，一般用于工業(yè)電導(dǎo)率儀中，或利用其測(cè)量原理制成單組分的濃度計(jì)，如鹽酸濃度計(jì)、硝酸濃度計(jì)等。

電導(dǎo)電極常數(shù)

根據(jù)公式K=S/G，電極常數(shù)K可以通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)電極在一定濃度的KCL溶液中的電導(dǎo)G來(lái)求得，此時(shí)KCL溶液的電導(dǎo)率S是已知的。

由于測(cè)量溶液的濃度和溫度不同，以及測(cè)量?jī)x器的精度和頻率也不同，電導(dǎo)電極常數(shù)K有時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，使用一段時(shí)間后，電極常數(shù)也可能會(huì)有變化，因此，新購(gòu)的電導(dǎo)電極，以及使用一段時(shí)間后的電導(dǎo)電極，電極常數(shù)應(yīng)重新測(cè)量標(biāo)定，電導(dǎo)電極常數(shù)測(cè)量時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1． 測(cè)量時(shí)應(yīng)采用配套使用的電導(dǎo)率儀，不要采用其它型號(hào)的電導(dǎo)率儀。

2． 測(cè)量電極常數(shù)的KCL溶液的溫度，以接近實(shí)際被測(cè)溶液的溫度為好。

3． 測(cè)量電極常數(shù)的KCL溶液的濃度，以接近實(shí)際被測(cè)溶液的濃度為好。

溫度補(bǔ)償

電導(dǎo)率測(cè)量是與溫度相關(guān)的。溫度對(duì)電導(dǎo)率的影響程度依溶液的不同而不同，可以用下面的公式求得：

G_t = G_tcal{1 + α（T-T_cal）}

其中：

G_t = 某一溫度（°C）下的電導(dǎo)率

G_tcal = 標(biāo)準(zhǔn)溫度（°C）下的電導(dǎo)率

T_cal = 溫度修正值

α = 標(biāo)準(zhǔn)溫度（°C）下溶液的溫度系數(shù)。

下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值，只要測(cè)量某個(gè)溫度范圍內(nèi)的電導(dǎo)率，并以溫度為縱軸繪出

相應(yīng)的電導(dǎo)率的變化曲線，與標(biāo)準(zhǔn)溫度相對(duì)應(yīng)的曲線點(diǎn)為該溶液的α值。

市場(chǎng)上所銷售的所有電導(dǎo)儀都可以參照標(biāo)準(zhǔn)溫度（通常為25°C）進(jìn)行調(diào)節(jié)的或自動(dòng)溫度補(bǔ)償。大多數(shù)固定溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀的α調(diào)節(jié)為2%/°C（近似25°C時(shí)氯化鈉溶液的α）。可調(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀可以把α調(diào)節(jié)到更加接近所測(cè)溶液的α。

3電導(dǎo)率基準(zhǔn)

中國(guó)和不少國(guó)家的電導(dǎo)率基準(zhǔn)是以相對(duì)測(cè)量法建立的，是一種國(guó)家副基準(zhǔn)。

將一種純度優(yōu)于99.99%的高純度氯化鉀作為符合國(guó)際推薦的電導(dǎo)率基準(zhǔn)物質(zhì)，由它所配制的基準(zhǔn)溶液應(yīng)具有國(guó)際推薦電導(dǎo)率值。以25℃的溶液電導(dǎo)率為起始點(diǎn)，相應(yīng)地測(cè)出各個(gè)電導(dǎo)率常數(shù)，然后按下式求出其他溫度的電導(dǎo)率常數(shù)K

K=K₀（1-at）

式中，K₀為0℃下電導(dǎo)池常數(shù)；a為制作電導(dǎo)池所用玻璃線性膨脹系數(shù)；t為溶液溫度，單位℃。

上式為近似推導(dǎo)結(jié)果，與考慮復(fù)雜情況時(shí)多不會(huì)超過(guò)正負(fù)1xl0-5的差別。再根據(jù)不同溫度下各溶液在相應(yīng)電導(dǎo)池上所實(shí)測(cè)到的電阻值，相應(yīng)地計(jì)算出各溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率。因?yàn)殡妼?dǎo)池常數(shù)相對(duì)變化的溫度系數(shù)為-8.49x10-6℃-1，而KCl溶液電導(dǎo)率的溫度系數(shù)大約為+2x10-2℃-1。因此，假如1D、0.1D和0.01D溶液在18℃和20℃下所測(cè)得的電導(dǎo)率與國(guó)際推薦值—致，則可以認(rèn)為這樣的相對(duì)測(cè)量方法是可靠的，這在以后的國(guó)際樣品比較中得到了驗(yàn)證。其中20℃的國(guó)際推薦值是1972年和1976年IUPAC推薦值。