Độ dẫn điện của nước được xác định theo nguyên tắc nào? Có thể dùng những thiết bị, dụng cụ nào để tiến hành?

Nội dung chính

• Việc xác định độ dẫn điện của nước được tiến hành dựa trên nguyên tắc nào?
• Các thiết bị, dụng cụ nào được sử dụng trong quá trình xác định độ dẫn điện của nước?
• Độ dẫn điện của nước được xác định bởi những thuốc thử nào?

Việc xác định độ dẫn điện của nước được tiến hành dựa trên nguyên tắc nào?

Căn cứ Mục 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13086:2020 về Chất lượng nước - Xác định độ dẫn điện, nguyên tắc tiến hành xác định độ dẫn điện của nước được quy định cụ thể như sau:

Nguyên tắc

Độ dẫn điện của nước được đo bằng cách sử dụng hai điện cực trơ về mặt hóa học và khoảng cách cố định. Sử dụng dòng điện xoay chiều để ghi nhận phép đo (nhằm tránh sự phân cực tại bề mặt điện cực).

Độ dẫn điện của nước được xác định theo nguyên tắc nào? Có thể dùng những thiết bị, dụng cụ nào để tiến hành?

Các thiết bị, dụng cụ nào được sử dụng trong quá trình xác định độ dẫn điện của nước?

Căn cứ Mục 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13086:2020 về Chất lượng nước - Xác định độ dẫn điện, khi xác định độ dẫn điện của nước, các thiết bị, dụng cụ được sử dụng bao gồm:

Thiết bị, dụng cụ

Tiêu chuẩn này sử dụng các thiết bị, dụng cụ trong phòng thử nghiệm thông thường và các thiết bị sau:

4.1 Thiết bị đo độ dẫn điện khép kín, sử dụng thiết bị có khả năng đo tính dẫn với sai số không vượt quá 1 % hoặc 1 μΩ-1/cm, tùy chọn sai số nào cho độ chính xác cao hơn tốt hơn.

4.2 Nhiệt kế, có khả năng đọc đến 0,1 °C và nằm trong phạm vi 23 °C đến 27 °C. Đa phần các thiết bị đo độ dẫn điện đều được trang bị cảm biến ghi nhận nhiệt độ tự động.

4.3 Cảm biến đo độ dẫn điện

a) Loại điện cực platin

Cảm biến đo độ dẫn điện có chứa điện cực platin hóa có sẵn ở dạng pipet hoặc ở dạng nhấn chìm. Sự lựa chọn cảm biến đo phụ thuộc vào phạm vi dẫn điện dự kiến. Kiểm tra thực nghiệm thiết bị bằng cách so sánh kết quả đo thiết bị với độ dẫn điện thực của các dung dịch KCl được nêu trong Bảng 1.

Làm sạch các cảm biến đo mới, chưa được phủ và sẵn sàng để sử dụng, với hỗn hợp làm sạch axit cromic-sulturic và platin hóa các điện cực trước khi sử dụng. Sau đó, làm sạch và platin hóa lại bất cứ khi nào số đo trở nên bất thường, khi không thể đạt được điểm kết thúc rõ ràng, hoặc khi kiểm tra cho thấy platin đen đã bong ra.

Để platin hóa, chuẩn bị dung dịch 1 g axit cloplatinic, H2PtCl6.6H2O và 12 mg chì axetat trong 100 ml nước cất. Dung dịch đặc hơn làm giảm thời gian cần thiết để platin hóa các điện cực và có thể được sử dụng nếu cần rút ngắn thời gian thực hiện, ví dụ, khi hằng số cảm biến đo là 1,0/cm trở lên. Ngâm điện cực trong dung dịch này và kết nối cả hai với cực âm của pin khô 1,5 V. Kết nối mặt dương cực của pin với một đoạn dây platin và nhúng dây vào dung dịch. Điều chỉnh dòng điện sao cho chỉ một lượng nhỏ khí được tạo ra. Tiếp tục điện phân cho đến khi cả hai điện cực của cảm biến đo được phủ màu đen platin. Bảo quản dung dịch platin hóa cho lần sử dụng tiếp theo. Rửa kỹ các điện cực và khi không sử dụng thì ngâm trong nước cất.

Bảng 1 - Độ dẫn đương lượng, Λ và độ dẫn điện, k, của kaliclorua tại 25,0 °C*

b) Loại điện cực phi platin

Sử dụng các cảm biến đo độ dẫn điện có chứa các điện cực được chế tạo từ các kim loại thông thường bền (ví dụ như thép không gỉ) để theo dõi liên tục và nghiên cứu thực địa. Hiệu chỉnh các cảm biến đo như vậy bằng cách so sánh độ dẫn điện của mẫu với kết quả thu được với thiết bị thí nghiệm. Sử dụng cảm biến đo và thiết bị được thiết kế và phối hợp đúng cách để giảm thiểu sai số trong hằng số cảm biến đo. Dây dẫn quá dài có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị đo độ dẫn điện. Trong trường hợp đó cần tham khảo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất để biết các yếu tố điều chỉnh phù hợp nếu cần thiết.

Độ dẫn điện của nước được xác định bởi những thuốc thử nào?

Theo Mục 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13086:2020 về Chất lượng nước - Xác định độ dẫn điện, thuốc thử được dùng để xác định độ dẫn điện của nước được quy định cụ thể như sau:

Thuốc thử

5.1 Nước đo độ dẫn điện, Yêu cầu độ dẫn điện của mẫu nước phải nhỏ hơn so với giá trị được đo.

CHÚ THÍCH: Tham khảo các phương pháp chuẩn bị mẫu nước đạt chuẩn như nước thuốc thử.

5.2 Dung dịch kali clorua tiêu chuẩn, KCl, 0,0100M

Hòa tan 745,6 mg KCl khan trong nước đo độ dẫn điện và pha loãng tới 1000 mL trong bình định mức loại A ở 25 °C và bảo quản trong môi trường không có CO2. Đây là dung dịch chuẩn tham chiếu, ở nhiệt độ 25 °C có độ dẫn điện 1412 μΩ-1/cm. Dung dịch này thỏa mãn hầu hết các mẫu khi cảm biến đo có hằng số từ 1 đến 2 cm-1. Đối với các hằng số cảm biến đo khác, sử dụng các dung dịch KCl mạnh hơn hoặc yếu hơn được liệt kê trong Bảng 1. Cẩn thận khi sử dụng các dung dịch KCl nhỏ hơn 0,001 M, vì chúng có thể không ổn định do ảnh hưởng của cacbon dioxit đến nước tinh khiết. Bảo quản trong lọ thủy tinh borosilicat có nắp đậy kín.

CHÚ THÍCH: Đối với các tiêu chuẩn độ dẫn điện thấp, với độ dẫn điện được chứng nhận là 25,0 μS/cm ± 0,3 μS/cm, có thể được lấy từ Viện Tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ (NIST).

Như vậy, pháp luật hiện hành quy định cụ thể những nguyên tắc khi tiến hành xác định độ dẫn điện của nước, các thiết bị, dụng cụ và thuốc thử được dùng trong quá trình này.