Pomiar zasolenia wody metodą konduktometryczną

Czysta woda jest bardzo złym przewodnikiem elektryczności, ze względu na mały stopień

dysocjacji na jony H

+

i OH

–

. Jej przewodność właściwa w temperaturze 25



C wynosi 5



10

–8



S



cm

–1

. Wzrost przewodności świadczy o wzroście zanieczyszczenia wody związkami

mineralnymi, gdyż związki organiczne występujące w wodzie dysocjują przeważnie
nieznacznie lub nie dysocjują wcale.

Przewodność właściwa wód naturalnych waha się przeciętnie od 50 do 1000



S·cm

–1

,

a przewodność ścieków może przekroczyć 10000



S cm

–1

. Na poniższym rysunku

przedstawiono zakres przewodności właściwej niektórych roztworów wodnych.

10

-2

10

-1

1

10

1

10

2

10

3

10

4

10

5

10

6

Woda

superczysta

Woda

destylowana

Woda surowa
dobrej jakości

0,05% NaCl

Woda morska

30% H SO

2

4

Przewodność właściwa niektórych roztworów wodnych (wg Beckman Instruments)

Na podstawie pomiaru przewodności można określić zawartość substancji mineralnych

rozpuszczonych w wodzie. Pomiar przewodności umożliwiają przyrządy zwane
konduktometrami.

Próbki wody do pomiaru przewodności powinny być przechowywane w naczyniach

szczelnie zamkniętych, aby zapobiec wydzielaniu się lub dodatkowemu rozpuszczeniu CO

2

.

Pomiar przewodności powinno się wykonać w ciągu 24 godzin od chwili pobrania próbki. W
przypadku wód zawierających duże ilości zawiesin, próbki należy przesączyć lub pozostawić
do opadnięcia zawiesin. Jeżeli w próbkach występują oleje lub tłuszcze należy je przed
pomiarem usunąć gdyż mogą zanieczyścić elektrody i spowodować błędy pomiaru.

Prowadząc pomiary przewodności wód o bardzo dużym stężeniu elektrolitów

(np. stężonych solanek) należy pamiętać, że ze wzrostem stężenia maleje aktywność jonów i
przewodnictwo przestaje być liniową funkcją stężenia.

Istotny wpływ na wyniki pomiaru ma temperatura. Pomiary należy wykonywać w stałej

temperaturze np. 25



C lub stosować automatyczną kompensacją temperatury.

Pomiary przewodności właściwej (



) mogą służyć do sprawdzenia wyników analizy w

zakresie jonowego składu wód. Dla większości wód naturalnych przewodność właściwa jest
(w µS·cm

–1

w 25°C) pomnożona przez odpowiedni współczynnik daje zawartość substancji

rozpuszczonych w wodzie. Zależność ta przedstawiona jest równaniem:



= b·c

gdzie:



- przewodność właściwa, µS·cm

–1

,

b - współczynnik przeliczeniowy,
c - stężenie jonów, mmol/dm

3

.

Przewodność właściwa roztworu równa jest sumie przewodności właściwych jonów

obecnych w roztworze.

Metoda ta może być stosowana w przypadku próbek o pH w zakresie 6-9 i przewodności

większej niż 90 µS·cm

–1

.

W przypadku obecności w próbce głównie jednego rodzaju soli zależność ta może również

posłużyć do obliczenia stężenia tej soli.

Przykładowo dla Na

2

SO

4

wzór przyjmie postać:

c

2 b

b

mmol / dm

Na

SO

3

4

2













Współczynniki do przeliczenia stężeń jonów występujących w wodzie na
przewodność właściwą (25°C)

Jon

b

Cl

–

75,9

NO

3

–

71,0

HCO

3

–

43,6

SO

4

2–

147,8

CO

3

2–

169,2

Mg

2+

93,2

Ca

2+

104,0

Na

+

48,9

K

+

72,0

Odczynniki



roztwór wzorcowy chlorku potasu o stężeniu: 0,0100 mol/dm

3



roztwory wzorcowe solanek o stężeniach 80 g NaCl/dm

3

i 100 g NaCl/dm

3

Przyrządy i naczynia

Konduktometr, elektroda zanurzeniowa, naczyńko pomiarowe, 5 kolbek miarowych o poj.

50 cm

3

.

Sposób wykonania

Kalibracja konuktometru za pomocą roztworu wzorcowego

Przeprowadzić kalibrację konduktometru zgodnie z instrukcją obsługi.

Pomiar przewodnictwa właściwego próbki wody

Po wypłukaniu naczyńka pomiarowego napełnić go badaną próbką wody i zanurzyć

elektrodę. Po ustaleniu się wskazań przyrządu odczytać wartość przewodnictwa właściwego.
Pomiar przeprowadzić na zakresie 1,999 mS. (1999 µS)

Przy założeniu, że w próbce znajduje się głównie jeden rodzaj soli (podany przez

prowadzącego ćwiczenia) otrzymaną wartość przewodności właściwej przeliczyć na
zawartość soli (mg/dm

3

).

Określenie zawartości NaCl w solankach

Krzywa wzorcowa
Przy dużym zasoleniu wody wartości przewodności właściwej nie są liniową funkcją

stężenia i dla szerokiego zakresu pomiarowego wymagane jest wykonanie odpowiedniej

krzywej wzorcowej. Ze względu na niemożliwość kalibracji konduktometru w całym zakresie
pomiarowym wartości wskazywane przez przyrząd nie odpowiadają dokładnie przewodności
właściwej, a służą tylko do wykonania krzywej wzorcowej. Przy pomiarach przełączyć zakres

Do pięciu kolbek o pojemności 50 cm

3

odmierzyć pipetą kolejno: 10, 20, 30, 40, 50 cm

3

wzorcowego roztworu NaCl, uzupełnić wodą dejonizowaną do objętości 50 cm

3

i wymieszać.

Tak przygotowanymi roztworami napełnić kolejno naczyńko pomiarowe zaczynając od

roztworu o największym stężeniu. Zanurzyć elektrodę pomiarową, ustalić właściwy zakres
pomiarowy (w przypadku migania cyfr na wyświetlaczu przełączyć zakres na wyższy) i
notować wskazania konduktometru. Pomiary realizować w stałej temperaturze. Aby wykreślić
krzywą wzorcową należy uzyskane wyniki pomiarowe nanieść na papier milimetrowy,
odkładając na osi rzędnych wskazania przyrządu, a na osi odciętych stężenia NaCl w
odpowiednich roztworach wzorcowych solanki.

Pomiar właściwy
Naczyńko pomiarowe napełnić roztworem badanym w ilości niezbędnej do zanurzenia

elektrody pomiarowej. Pomiar realizować w tej samej temperaturze, w której przygotowano
krzywą wzorcową. Na podstawie wskazania konduktometru odczytać z krzywej wzorcowej
stężenie soli w solance.