純水知識(shí)：電導(dǎo)率與TDS區(qū)別與聯(lián)系
濟(jì)南純水設(shè)備 http://www.ibmdisk.cn國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17323-1998《瓶裝飲用純凈水》中對(duì)飲用純凈水沒(méi)有溶解性總固體(TDS)的限量要求。
2、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)飲用自來(lái)水的溶解性總固體(TDS)有限量要求：溶解性總固體≤1000 mg/L
TDS值代表了水中溶解物雜質(zhì)含量，TDS值越大，說(shuō)明水中的雜質(zhì)含量大，所以對(duì)生活飲用水作出這個(gè)規(guī)定；而飲用純凈水因?yàn)榻?jīng)過(guò)粗濾→精濾→去離子凈化(離子交換、反滲透、蒸餾及其他加工方法)等工藝處理，溶解物雜質(zhì)含量很少，所以不作要求，取而代之的限量指標(biāo)是：電導(dǎo)率和pH等。
電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力。
純水設(shè)備電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理是將兩塊平行的極板，放到被測(cè)溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢(shì)(通常為正弦波電壓)，然后測(cè)量極板間流過(guò)的電流。根據(jù)歐姆定律，電導(dǎo)率(G)--電阻(R)的倒數(shù)，是由電壓和電流決定的。
電導(dǎo)率的基本單位是西門(mén)子(S)，原來(lái)被稱(chēng)為歐姆。因?yàn)殡妼?dǎo)池的幾何形狀影響電導(dǎo)率值，標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量中用單位電導(dǎo)率S/cm來(lái)表示，以補(bǔ)償各種電極尺寸造成的差別。單位電導(dǎo)率(C)簡(jiǎn)單的說(shuō)是所測(cè)電導(dǎo)率(G)與電導(dǎo)池常數(shù)(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長(zhǎng)度，A為極板的面積。
電導(dǎo)率是物質(zhì)傳送電流的能力，是電阻率的倒數(shù)。在液體中常以電阻的倒數(shù)——電導(dǎo)來(lái)衡量其導(dǎo)電能力的大小。水的電導(dǎo)是衡量水質(zhì)的一個(gè)很重要的指標(biāo)。它能反映出水中存在的電解質(zhì)的程度。根據(jù)水溶液中電解質(zhì)的濃度不同，則溶液導(dǎo)電的程度也不同。通過(guò)測(cè)定溶液的導(dǎo)電度來(lái)分析電解質(zhì)在溶解中的溶解度。這就是電導(dǎo)儀的基本分析方法。
溶液的電導(dǎo)率與離子的種類(lèi)有關(guān)。同樣濃度電解質(zhì)，它們的電導(dǎo)率也不一樣。通常是強(qiáng)酸的電導(dǎo)率最大，強(qiáng)堿和它與強(qiáng)酸生成的鹽類(lèi)次之，而弱酸和弱堿的電導(dǎo)率最小。因此，通過(guò)對(duì)水的電導(dǎo)的測(cè)定，對(duì)水質(zhì)的概況就有了初步的了解。電導(dǎo)率電阻率的倒數(shù)即稱(chēng)之為電導(dǎo)率L。在液體中常以電阻的倒數(shù)——電導(dǎo)來(lái)衡量其導(dǎo)電能力的大小。電導(dǎo)L的計(jì)算式如下式所示： L=l/R=S/l電導(dǎo)的單位用姆歐又稱(chēng)西門(mén)子。用S表示，由于S單位太大。常采用毫西門(mén)子，微西門(mén)子單位1S=103mS=106μS。
純水設(shè)備當(dāng)量電導(dǎo) 液體的電導(dǎo)僅說(shuō)明溶液的導(dǎo)電性能與幾何尺寸間的關(guān)系，未體現(xiàn)出溶液濃度與電性能的關(guān)系。為了能區(qū)分各種介質(zhì)組成溶液的導(dǎo)電性能，必須在電導(dǎo)率的要領(lǐng)引入濃度的關(guān)系，這就提出了當(dāng)量電導(dǎo)的概念。所謂的當(dāng)量電導(dǎo)就是指把1g當(dāng)量電解質(zhì)的溶液全部置于相距為1cm的兩板間的溶液的電導(dǎo)，符號(hào)“λ”。由于在電導(dǎo)率的基礎(chǔ)上引入了濃度的概念。因此各種水溶液的導(dǎo)電來(lái)表示和比較了。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，一般通過(guò)對(duì)溶液電導(dǎo)的測(cè)量可掌握水中所溶解的總無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的濃度指標(biāo)。溫度對(duì)電導(dǎo)的影響溶液的電阻是隨溫度升高而減小，即溶液的濃度一定時(shí)，它的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而增加，其增加的幅度約為2%℃-1。另外同一類(lèi)的電解質(zhì)，當(dāng)濃度不同時(shí)，它的溫度系數(shù)也不一樣。在低濃度時(shí)，電導(dǎo)率的溫度之間的關(guān)系用下式表示： L1=L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)2]由于第二項(xiàng)β(t-t0)2之值較小，可忽略不計(jì)。在低溫時(shí)的電導(dǎo)率與溫度的關(guān)系可用以下近似值L1=L0[1+α(t-t0)]表示，因此實(shí)際測(cè)量時(shí)必須加入溫度補(bǔ)償。
電導(dǎo)的溫度系數(shù) 對(duì)于大多數(shù)離子，電導(dǎo)率的溫度系數(shù)大約為+1.4%℃-1～3%℃-1對(duì)于H+和OH-離子，電導(dǎo)率溫度系數(shù)分別為1.5%℃-1和 1.8%℃-1，這個(gè)數(shù)值相對(duì)于電導(dǎo)率測(cè)量的準(zhǔn)確度要求，一般為1%或優(yōu)于1%，是不容忽視的。純水的電導(dǎo)率 即使在純水中也存在著H+和OH-兩種離子，經(jīng)常說(shuō)，純水是電的不良導(dǎo)體，但是嚴(yán)格地說(shuō)水仍是一種很弱的電解質(zhì)，它存在如下的電離平衡：H2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH-
其平衡常數(shù)：KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14
式中KW稱(chēng)為水的離子積[H+]2=[OH-]2=10-14∴[H+]2=[OH-]2=10-7H2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2已知水的密度d25℃/H2O=0.9970781cm3 故原有假設(shè)為1的水分離子濃度只能達(dá)到0.99707。實(shí)際上是僅0.99707份額的水離解成0.99707.10-7的[H+]和[OH-]，那么離解后的[H+]和[OH-]電導(dǎo)率的總和KH2O用下式求出：KH2O=CM/1000λH2O=(0.99707.10-7/1000).548.42=0.05468μS.cm-1≈0.054μS.cm-1∴ρH2O=1/KH2O=1/0.05468×10-9=18.29(MΩ.cm)≈18.3(MΩ.cm) 由水的離子積為10-14可推算出理論上的高純水的極限電導(dǎo)為0.0547μS.cm-1，電阻為18.3MΩ.cm(25℃)。 水的電導(dǎo)率的溫度系數(shù)在不同電導(dǎo)率范圍有不同的溫度系數(shù)。對(duì)于常用的1μS.cm-1的蒸餾水而言大約為+2.5%。
TDS筆與電解儀的實(shí)際用途
1、有關(guān)TDS值、電導(dǎo)率以及硬度的概念
(1)TDS
TDS用來(lái)衡量水中所有離子的總含量, 通常以ppm表示
在純水制造業(yè)，電導(dǎo)率也可用來(lái)間接表征TDS.
溶液的電導(dǎo)率等于溶液中各種離子電導(dǎo)率之和，比如：純食鹽溶液：
Cond.=Cond(pure? water) + Cond(NaCl) 或者Cond.= 0.055 + Cond(NaCl)
電導(dǎo)率和TDS的關(guān)系并不呈線性，但在有限的濃度區(qū)段內(nèi)，可用采用線性公式表示: 例如. 100uS/cm x 0.5 (as NaCl) = 50 ppm TDS(uS：微西門(mén)子)
從上面兩個(gè)公式可以知道：純水的電導(dǎo)率為：0.055uS (18.18兆歐)
食鹽的TDS-電導(dǎo)率換算系數(shù)為0.5.
所以：經(jīng)驗(yàn)公式是：將以微西門(mén)子為單位的電導(dǎo)率折半約等于TDS(ppm)
有時(shí)TDS 也用其它鹽類(lèi)表示,如CaO3(系數(shù)則為0.66)
TDS與電導(dǎo)率的換算系數(shù)可以在0.4-1.0之間調(diào)節(jié)，以對(duì)應(yīng)不同種類(lèi)的電解質(zhì)溶液。
(2)電導(dǎo)率
電導(dǎo)率是物質(zhì)傳送電流的能力，與電阻值相對(duì)，單位Siemens/cm (S/cm)，該單位的10-6以μS/cm表示，10-3時(shí)以mS/cm表示。
電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理是將兩塊平行的極板，放到被測(cè)溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢(shì)(通常為正弦波電壓)，然后測(cè)量極板間流過(guò)的電流。根據(jù)歐姆定律，電導(dǎo)率(G)--電阻(R)的倒數(shù)，由導(dǎo)體本身決定的。
電導(dǎo)率的基本單位是西門(mén)子(S)，原來(lái)被稱(chēng)為歐姆。因?yàn)殡妼?dǎo)池的幾何形狀影響電導(dǎo)率值，標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量中用單位電導(dǎo)率S/cm來(lái)表示，以補(bǔ)償各種電極尺寸造成的差別。單位電導(dǎo)率(C)簡(jiǎn)單的說(shuō)是所測(cè)電導(dǎo)率(G)與電導(dǎo)池常數(shù)(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長(zhǎng)度，A為極板的面積。
(3)電 導(dǎo) 率 與 水 的 硬 度
純水設(shè)備水的硬度是指水中鈣、鎂離子的濃度，硬度單位是ppm，1ppm代表水中碳酸鈣含量1毫克/升(mg/L)。
水溶液的電導(dǎo)率直接和溶解固體量濃度成正比，而且溶解固體量濃度越高，電導(dǎo)率越大。電導(dǎo)率和溶解固體量濃度的關(guān)系近似表示為：1.4μS/cm=1ppm或2μS/cm=1ppm(每百萬(wàn)單位CaCO3)。利用電導(dǎo)率儀或總固體溶解量計(jì)可以間接得到水的總硬度值，如前述，為了近似換算方便，1μs/cm電導(dǎo)率 = 0.5ppm硬度
但是需要注意：(1)以電導(dǎo)率間接測(cè)算水的硬度，其理論誤差約20-30ppm(2)溶液的電導(dǎo)率大小決定分子的運(yùn)動(dòng)，溫度影響分子的運(yùn)動(dòng)，為了比較測(cè)量結(jié)果，測(cè)試溫度一般定為20℃或25℃(3)采用試劑檢測(cè)可以獲取比較準(zhǔn)確的水的硬度值。
2、TDS筆和水質(zhì)電解儀并不能檢測(cè)水質(zhì)好壞
事實(shí)上，TDS筆和水質(zhì)電解儀并不是用來(lái)檢測(cè)水質(zhì)好壞的，而是用來(lái)檢測(cè)水中是否含有導(dǎo)電離子的。純凈水因?yàn)椴缓瑢?dǎo)電離子，因此電解出來(lái)的水沒(méi)有顏色變化，TDS值也非常小，而經(jīng)過(guò)凈水器過(guò)濾出來(lái)的凈化水或者是天然礦泉水，因?yàn)楹杏幸娴牡V物質(zhì)微量元素，故TDS值都較高，電解后的水也因?yàn)楹瑢?dǎo)電離子，經(jīng)電解棒氧化后會(huì)呈現(xiàn)出各種顏色。目前市場(chǎng)上用TDS筆和水質(zhì)電解儀來(lái)檢測(cè)判斷水質(zhì)好與壞的做法是帶有欺騙性的，他們往往都是為了達(dá)到推銷(xiāo)其反滲透純水機(jī)的目的。舉例說(shuō)，在純凈水中加些食鹽電解，以及電解天然山泉水、礦泉水后也會(huì)出現(xiàn)和電解自來(lái)水的一樣的顏色現(xiàn)象，而一瓶可樂(lè)或果汁的TDS值一般都在400以上，所以TDS值并不是表征水質(zhì)好與差的指標(biāo)，而是反映水中導(dǎo)電離子的含量多少。
3、TDS筆測(cè)試水質(zhì)不科學(xué)
TDS中文譯為「總?cè)芙夤腆w量」即水中無(wú)機(jī)物(鈉、鈣等)含量多少的測(cè)定值。有些競(jìng)爭(zhēng)廠商用TDS筆來(lái)測(cè)試水質(zhì)，并宣稱(chēng)他們的純水機(jī)所過(guò)濾后的水非常清澈、潔凈，因?yàn)樗@示的數(shù)字接近0。而非反滲透制水機(jī)過(guò)濾后的水，在測(cè)試后所顯示的數(shù)字卻高出許多。因此他們告訴顧客，凈水器過(guò)濾后的水仍然很臟。
上海本昂科學(xué)儀器有限公司技術(shù)人員在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn),TDS筆所顯示數(shù)值的高低與水質(zhì)是否純凈,是毫無(wú)任何關(guān)系的。顯示的數(shù)字接近0，表示其水中無(wú)礦物質(zhì)，大于0則表示水中有礦物質(zhì)存在。自來(lái)水經(jīng)過(guò)處理后，如果水中保留有益身體健康的礦物質(zhì)， 那么TDS筆的指數(shù)將大于0，反之則接近0。如果我們?cè)诩儍羲屑尤肷僭S食鹽(氯化鈉)，則TDS棒上所顯示數(shù)值會(huì)立即上升，這是因?yàn)槭雏}中含有金屬離子鈉的成分。因此水凈化前后顯示的數(shù)值，可能會(huì)有少許差異：或高或低，均為正常情況。
因?yàn)榈V物質(zhì)會(huì)因下列因素而產(chǎn)生變化：
流通變化： 取用不同流動(dòng)時(shí)間的水，礦物質(zhì)含量會(huì)受到影響。
取水容量： 取水容量多少，影響礦物質(zhì)含量多少。
取水溫度：水溫升高，碳酸鈣、碳酸鎂濃度也會(huì)提高，電導(dǎo)率加大，其數(shù)值也會(huì)提 高。
況且世界衛(wèi)生組織建議：人類(lèi)不應(yīng)長(zhǎng)期飲用毫無(wú)礦物質(zhì)的水。
TDS代表“所有溶解的固體物”，即所有溶解于水中的固體的總重量。水中溶解的固體大部分是鈣和鎂，所以并非衡量污染的方法，測(cè)量水的導(dǎo)電性的試驗(yàn)，僅提供對(duì)溶解固體物一個(gè)大概的評(píng)估，而不應(yīng)該被視為一種測(cè)試水質(zhì)的顯示方法。純水設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備，濟(jì)南水處理設(shè)備，濟(jì)南去離子水設(shè)備。 濟(jì)南純水設(shè)備，醫(yī)用GMP純化水設(shè)備。半導(dǎo)體純水設(shè)備。
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