Как электрические помехи и поляризация электродов влияет на точность измерения проводимости

Кондуктометры – чувствительные приборы, и точность их работы снижается из-за электрических помех и поляризации электродов. Электрические эффекты могут существенно влиять на точность измерений, особенно при низких и высоких проводимостях. Поэтому недостаточно купить лабораторный кондуктометр по цене производителя, нужно знать особенности его использования для обеспечения точности измерений.

Типичные ошибки

Одна из наиболее распространенных ошибок – поляризация электродов при высоких концентрациях. В двухэлектродных ячейках при измерении растворов с высокой проводимостью может возникать эффект поляризации. Это накопление ионов около электродов, что создает дополнительное сопротивление и искажает результаты.

На точность замеров влияют внешние электрические помехи. Лабораторное оборудование, электрические сети, радиопередатчики могут создавать наводки, особенно заметные при измерении низких значений проводимости.

Емкостные эффекты в ячейке и соединительных кабелях возникают при измерении ультрачистой воды (высокое сопротивление). Паразитные емкости могут шунтировать измерительную цепь и искажать результаты.

Типичной ошибкой также является использование неправильной частоты измерительного сигнала. Слишком низкая частота способствует поляризации, слишком высокая может вызывать емкостные эффекты.

Как избежать ошибок

Для работы с растворами с высокой проводимостью рекомендуется использовать четырехэлектродные ячейки или датчики с индуктивным принципом действия. Для ультрачистой воды лучше применять специализированные ячейки с константой 0,01 или меньше.

Важно убедиться, что датчик и измеряемый раствор заземлены должным образом. Нужно держать соединительные кабели вдали от источников электромагнитных помех. Рекомендуется использовать экранированные кабели, особенно для работы с растворами с низкой проводимостью. Важно выбирать оптимальную частоту измерительного сигнала в зависимости от диапазона проводимости.

Влияние подготовки проб и методики измерения

Способ отбора, хранения и подготовки проб может существенно влиять на результаты. Их точность снижается из-за совершения следующих типичных ошибок:

1. Контакт с воздухом и абсорбция CO₂. Дистиллированная и деионизированная вода быстро поглощает углекислый газ из воздуха, образует слабую угольную кислоту, что повышает проводимость. За несколько минут она в ультрачистой воде может вырасти в несколько раз из-за поглощения CO₂.

2. Загрязнение пробы при отборе и хранении. Даже незначительные загрязнения посуды могут существенно изменить проводимость образца, особенно при анализе растворов с низкой проводимостью.

3. Пузырьки воздуха в измерительной ячейке нарушают электрический контакт между электродами и раствором, создают дополнительное сопротивление.

4. Краевые эффекты при недостаточном погружении датчика. Если он погружается недостаточно глубоко, электрическое поле может искажаться вблизи поверхности жидкости.

В некоторых случаях может происходить расслоение раствора по концентрации или температуре. Это приводит к неоднородности проводимости в объеме.

Рекомендации по устранению ошибок при подготовке проб

Для анализа ультрачистой воды нужно минимизировать контакт с воздухом, использовать закрытые системы отбора. Нужно тщательно очищать посуду для отбора проб. Для ультрачистой воды следует использовать только специализированную лабораторную посуду.

Перед измерением нужно осторожно перемешать раствор для удаления пузырьков воздуха и обеспечения его однородности. Нужно следить за тем, чтобы датчик был погружен на достаточную глубину (обычно не менее 3–4 см от дна и стенок сосуда).

При анализе природных вод измерения проводятся сразу после отбора. Если этого сделать невозможно, то пробы консервируются согласно действующим правилам и нормативам.

Для получения точных результатов важно уделять внимание температурной компенсации и стабилизации, состоянию электродов (их нужно регулярно очищать). Повысит точность измерений правильная калибровка в соответствующем диапазоне и подготовка проб.