Виды электропроводности: Типы проводимости полупроводников

Содержание

Типы проводимости полупроводников

По своей способности проводить электрический ток, полупроводники занимают промежуточное место между хорошими
проводниками и диэлектриками. Проводимость этих материалов существенно меняется под влиянием внешних факторов.
Такими факторами могут быть, например, температура или количество примесей.
В данной статье мы будем рассматривать влияние примесей на проводимость кремния(Si),
самого популярного полупроводника в производстве электронных компонентов.

Кристаллическая решетка кремния

В обычном состоянии, атомы кремния образуют кристаллическую решетку. На внешней электронной оболочке атома находятся четыре электрона. С их помощью, устанавливается ковалентная связь с четырьмя соседними атомами. Каждый электрон в такой связи принадлежит двум атомам одновременно. Таким образом, у каждого атома на внешней электронной оболочке находиться восемь электронов. В результате, поскольку последний уровень электронной оболочки оказывается завершенным, у атома очень трудно забрать его электроны и материал ведет себя как диэлектрик (не проводит электрический ток).

Легирование полупроводников

Для того чтобы повысить проводимость полупроводников,
их специально загрязняют примесями – атомами химических элементов с другим значением валентности.
Примеси с меньшим количеством валентных электронов, чем у полупроводника, называются акцепторами.
Примеси с большей валентностью – донорами. Сам этот процесс называется легированием полупроводников.
Примерное соотношение — один атом примеси на миллион атомов полупроводника.

Типы проводимости полупроводников

1. Электронная проводимость

Добавим в полупроводник кремния пятивалентный атом мышьяка (As).
Посредством четырех валентных электронов, мышьяк установит ковалентные связи c четырьмя соседними атомами кремния.
Для пятого валентного электрона не останется пары, и он станет слабо связанным с атомом.

Под действием электромагнитного поля, такой электрон легко отрывается,
и вовлекается в упорядоченное движение заряженных частиц (электрический ток).
Атом, потерявший электрон, превращается в положительно заряженный ион с наличием свободной вакансии — дырки.

Несмотря на присутствие дырок в полупроводнике кремния с примесью мышьяка,
основными носителями свободного заряда являются электроны.
Такая проводимость называется электронной, а полупроводник с электронной проводимостью — полупроводником N-типа.

2. Дырочная проводимость

Введем в кристалл кремния трехвалентный атом индия (In).
Индий установит ковалентные связи лишь с тремя соседними атомами кремния.
Для четвертого «соседа», у индия не хватает одного электрона.
Этот недостающий электрон может быть захвачен атомом индия из ковалентной связи соседних атомов кремния.

Атом индия превратиться в негативно заряженный ион,
а в ковалентной связи соседних атомов образуется вакансия (дырка).
В свою очередь, на это место может перескочить электрон из соседней ковалентной связи.
В результате получается хаотическое блуждание дырок по кристаллу.

Если поместить полупроводник в электромагнитное поле,
движение дырок станет упорядоченным, т.е. возникнет электрический ток. Таким образом, обеспечивается дырочная проводимость.
Полупроводник с дырочной проводимостью называется полупроводником P-типа.

PN–переход

Соединив вместе материалы P-типа и N-типа,
на их стыке мы получим область электронно-дырочного перехода (PN -перехода).
Происходящие внутри PN-перехода физические процессы между электронами дырками, легли в основу принципа работы полупроводниковых приборов.

Электропроводность диэлектриков.

Виды диэлектриков, их свойства и использование

Электропроводность диэлектриков является важной физической характеристикой. Информация о ней позволяет выявлять сферы применения материалов.

Термины

По проводимости электрического тока вещества подразделяют на группы:

диэлектрики;
полупроводники;
проводники.

Отлично проводят ток металлы — величина их удельной электропроводимости достигает 106-108 (Ом · м)^-1.

А диэлектрические материалы не способны проводить электрический ток, поэтому они применяются в качестве изоляторов. Они не имеют свободных носителей зарядов, отличаются дипольным строением молекул.

Полупроводниками же являются твердые материалы, имеющие промежуточные значения проводимости.

Классификация

Все диэлектрические материалы подразделяют на полярные и неполярные виды. У полярных изоляторов центры положительных и отрицательных зарядов смещены от центра. Молекулы таких веществ по своим электрическим параметрам аналогичны жесткому диполю, имеющему свой дипольный момент. В качестве полярных диэлектриков можно привести воду, аммиак, хлороводород.

Неполярные диэлектрики отличаются совпадением центров положительных и отрицательных зарядов. Они сходны по электрическим характеристикам упругому диполю. Примерами таких изоляторов являются водород, кислород, тетрахлорметан.

Электропроводность

Электропроводность диэлектриков объясняется присутствием в их молекулах незначительного числа свободных электронов. При смещении зарядов внутри вещества за некоторый промежуток времени, наблюдается постепенное установление равновесного положения, что и является причиной появления тока. Электропроводность диэлектриков существует в момент выключения и включения напряжения. Технические образцы изоляторов имеют максимальное количество свободных зарядов, поэтому в них появляются незначительные сквозные токи.

Электропроводность диэлектриков в случае постоянного значения напряжения вычисляется по сквозному току. Данный процесс предполагает выделение и нейтрализацию на электродах имеющихся зарядов. В случае переменного напряжения на величину активной проводимости влияет не только сквозной ток, но и активные компоненты поляризационных токов.

Электрические свойства диэлектриков зависят от плотности тока, сопротивления материала.

Твердые диэлектрики

Электропроводность твердых диэлектриков подразделяют на объемную и поверхностную. Для проведения сравнения этих параметров у различных материалов применяют значения объемного удельного и поверхностного удельного сопротивления.

Полная проводимость суммируется из двух этих величин, ее величина зависит от влажности среды и температуры окружающего воздуха. В случае продолжительной работы под напряжением, наблюдается уменьшение сквозного тока, проходящего через жидкие и твердые изоляторы.

А в случае увеличения тока через некоторый промежуток времени, можно вести речь о том, что внутри вещества будут протекать необратимые процессы, ведущие к разрушению (пробой диэлектрика).

Особенности газообразного состояния

Газообразные диэлектрики имеют незначительную электропроводность в том случае, если напряженность поля принимает минимальные значения. Возникновение тока в газообразных веществах возможно только в тех случаях, когда в них присутствуют свободные электроны либо заряженные ионы.

Газообразные диэлектрики являются качественными изоляторами, поэтому используются в современной электронике в больших объемах. Ионизация в таких веществах обуславливается внешними факторами.

Из-за соударений ионов газа, а также при термическом воздействии, ультрафиолетовом или рентгеновском действии, наблюдается и процесс образования нейтральных молекул (рекомбинация). Благодаря этому процессу ограничивается увеличение количества ионов в газе, устанавливается определенная концентрация заряженных частиц через короткий временной промежуток после воздействия внешнего источника ионизации.

В процессе возрастания напряжения, прикладываемого к газу, увеличивается движение ионов к электродам. Они не успевают рекомбинироваться, поэтому осуществляется их разряжение на электродах. При последующем повышении напряжения ток не возрастает, его именуют током насыщения.

Рассматривая неполярные диэлектрики, отметим, что воздух является совершенным изолятором.

Жидкие диэлектрики

Электропроводность жидких диэлектриков объясняется особенностями строения молекул жидкости. В неполярных растворителях существуют диссоциированные примеси, включая и влагу. В полярных молекулах проводимость электрического тока объясняется также процессом распада на ионы самой жидкости.

В этом агрегатном состоянии ток также вызывается движением коллоидных частиц. Из-за нереальности полного выведения из такого диэлектрика примесей, возникают проблемы получения жидкостей с незначительной проводимостью тока.

Все виды изоляции предполагают поиск вариантов снижения удельной проводимости диэлектриков. Например, удаляют примеси, корректируют температурный показатель. Повышение температуры вызывает снижение вязкости, возрастание подвижности ионов, рост степени тепловой диссоциации. Данные факторы воздействуют на величину удельной проводимости диэлектрических материалов.

Электропроводность твердых тел

Она объясняется перемещением не только ионов самого изолятора, но и заряженных частиц примесей, содержащихся внутри твердого материала. По мере прохождения через твердый изолятор происходит частичное удаление примесей, что постепенно сказывается на проводимости тока. Учитывая особенности строения кристаллической решетки, перемещение заряженных частиц обусловлено флуктуацией теплового движения.

При невысоких температурах происходит движение положительных и отрицательных ионов примесей. Такие виды изоляции характерны для веществ с молекулярной и атомной кристаллической структурой.

Для анизотропных кристаллов величина удельной проводимости меняется в зависимости от его осей. К примеру, в кварце в направлении, расположенном параллельно основной оси, она превышает в 1000 раз перпендикулярное положение.

В твердых пористых диэлектриках, где практически нет влаги, незначительное повышение электрического сопротивления приводит к повышению их электрического сопротивления. У веществ, которые содержат примеси, растворимые в воде, наблюдается существенное уменьшение объемного сопротивления из-за изменения влажности.

Поляризация диэлектриков

Данное явление связано с изменением положения частиц изолятора в пространстве, которое приводит к приобретению каждым макроскопическим объемом диэлектрика некоторого электрического (индуцированного) момента.

Существует поляризация, которая возникаем под воздействием внешнего поля. Также выделяют самопроизвольный вариант поляризации, появляющейся даже при отсутствии действия внешнего поля.

Относительная диэлектрическая проницаемость характеризуется:

емкостью конденсатора с этим диэлектриком;
ее величиной в вакууме.

Сопровождается этот процесс возникновением на поверхности диэлектрика связанных зарядов, которые уменьшают внутри вещества величину напряженности.

В случае полного отсутствия внешнего поля отдельный элемент объема диэлектрика не обладает электрическим моментом, поскольку сумма всех зарядов равна нулю и наблюдается совпадение отрицательных и положительных зарядов в пространстве.

Варианты поляризации

При электронной поляризации происходит смещение под воздействием внешнего поля электронных оболочек атома. В ионном варианте наблюдается смещение узлов решетки. Для дипольной поляризации характерны потери на преодоление внутреннего трения и сил связи. Структурный же вариант поляризации считается самым медленным процессом, он характеризуется ориентацией неоднородных макроскопических примесей.

Заключение

Электроизоляционные материалы представляют собой вещества, которые позволяют получать надежную изоляцию некоторых составных частей электрического оборудования, находящегося под определенными электрическими потенциалами. В сравнении с проводниками тока, у многочисленных изоляторов значительно большее электрическое сопротивление. Они способны создавать сильные электрические поля и накапливать дополнительную энергию. Именно это свойство изоляторов применяют в современных конденсаторах.

В зависимости от химического состава, их подразделяют на природные и синтетические материалы. Самой многочисленной является вторая группа, поэтому именно эти изоляторы применяют в разнообразных электрических приборах.

В зависимости от технологических характеристик, структуры, состава, выделяют пленочные, керамические, восковые, минеральные изоляторы.

При достижении величины пробивного напряжения, наблюдается пробой, приводящий к резкому возрастанию величины электрического тока. Среди характерных признаков подобного явления можно выделить незначительную зависимость прочности от напряжения и температуры, толщины.

кондуктометр, кондуктометры, измерение электропроводности кондуктометром

Электропроводность – математическая оценка способности раствора проводить электрический ток, зависит в основном от степени минерализации исследуемого раствора и его температуры.
Весь каталог кондуктометров тут.

Удельная электропроводимость используется для оценки общего количества растворенных в воде твердых веществ. На численном показателе этой физической величины основан такой метод аналитической химии как кондуктометрия. Рассматривая конкретно воду, которая представляет собой растворы смесей сильных и слабых электролитов: минеральную часть воды составляют ионы натрия, калия, кальция, хлора, сульфата (SO42-), гидрокарбоната,- можем заключить, что именно этими ионами обусловлена электропроводность воды. Наличие таких ионов как двух- и трехвалентного железа, марганца, алюминия, нитрата, и т.п. не оказывает сколько-нибудь серьезного влияния на электропроводность (если, конечно же, эти ионы не содержатся в воде в значительном количестве). Электропроводность не нормируется, но величина 2000 мкС/см примерно соответствует общей минерализации в 1000 мг/л. Как уже было замечено, электропроводимость изменяется в зависимости от температуры, что часто приводит к погрешности измерений. Однако, современные приборы ( кондуктометры ) позволяют минимизировать погрешности измерения благодаря рассчитанным и занесенным в память физическим зависимостям удельной проводимости от температуры.

Кондуктометры представляют собой приборы для измерения удельного сопротивления или удельной проводимости, которые используются для контроля качества воды, конденсата или пара. Рекомендуемые области применения — фармакология, медицина, биохимия, биофизика, химические технологии, пищевая промышленность, водоочистка и водоподготовка на очистительных сооружениях. Главным назначением кондуктометров является анализ свойств и качества воды, ее пригодность для хозяйственного употребления. Широко применяются кондуктометры в случаях, когда необходим контроль за условиями развития водной флоры и фауны. С помощью электропроводности возможно косвенно оценить электрохимический состав воды и сопоставить его с параметрами среды, благоприятной для развития живых организмов. Именно это обусловило популярность кондуктометров в профессиональной аквариумистике.

Повсеместное использование цифровых технологий и микропроцессорных средств, естественно не обошло стороной и приборы для определения электропроводимости растворов. Современный кондуктометр способен обеспечить высочайший технический уровень получения, обработки и передачи информации, а также предумастривает удобство монтажа, эксплуатации и настройки. Все опции приборов максимально упрощены и унифицированы, пользовательский интерфейс предельно прост и удобен. Используя такие кондуктометры, не представляет никакой сложности организовать автоматизированную или автоматическую систему управления, которая бы полностью контролировала технологический процесс, зависящий от электролитических свойств раствора. В наличии кондуктометры как для еденичных непериодических замеров, так и для получение непрерывных данных о проводимости среды в составе систем автоматического контроля различного уровня.

Использование механизмов теплокомпенсации (линейная и нелинейная), встроенная память, позволяющая хранить результаты анализов, функции распознавания буферных растворов, калибровка прибора в соответствии с действующими стандартами делают любой предлагаемый нами кондуктометр незаменимым в любой отрасли промышленности, где необходим жесткий контроль электрохимических свойств воды. Приборы снабжаются водонепроницаемыми противоударными корпусами, для измерения применяются высококачественные и высокоточные электроды, нечувствительные к загрязнению. Диапазон рабочих температур для всех кондуктометров 0…50 градусов Цельсия. Во всех предлагаемых кондуктометрах для эффективности восприятия результатов измерений предусмотрены жидкокристаллические дисплеи, система сигнализирующих оповещений в случаях несоответствия температурных условий пробы — все для того, чтобы максимально оптимизировать процесс измерения кондуктометром, эффективно произвести замеры и оперативно получить результаты.

При выборе кондуктометра следует учитывать предполагаемые диапазоны измерения удельной электропроводимости (удельного сопротивления), диапазоны солености и общего солесодержания, возможные виды температурной компенсации и их погрешности, референсные температуры.

Существует масса предложений в области приборов по анализу свойств и качества воды. Мы же предлагаем наиболее оптимальные по всем параметрам кондуктометры для любых потребностей в контроле электрохимических свойств воды как на бытовом, так и на промышленном уровне. Точность измерения и восстребованность функциональных возможностей наших кондуктомеров от компании Экоюнит.

12 Кондуктометрический метод — СтудИзба

Кондуктометрический метод.

Кондуктометрические методы анализа основаны на измерении электропроводности исследуемых растворов. Существует несколько методов кондуктометрического анализа:

· прямая кондуктометрия – метод, позволяющий непосредственно определять концентрацию электролита путем измерения электропроводности раствора с известным качественным составом;

· кондуктометрическое титрование – метод анализа, основанный на определении содержания вещества по излому кривой титрования. Кривую строят по измерениям удельной электропроводности анализируемого раствора, меняющейся в результате химических реакций в процессе титрования;

· хронокондуктометрическое титрование – основано на определении содержания вещества по затраченному на титрование времени, автоматически фиксируемого на диаграммной ленте регистратора кривой титрования.

Теоретические основы кондуктометрического метода анализа

Электропроводностью называется способность веществ (металлов, газов, жидкостей и др.) проводить электрический ток под воздействием внешнего источника электрического поля. Электропроводность измеряется в обратных омах (Ом–1) или сименсах (См).

Различают следующие виды электропроводности:

· Электронная – осуществляется электронами металлов, сплавов, полупроводников, некоторых солей – проводники I рода;

· Ионная – осуществляется ионами (газы, растворы электролитов) – проводники II рода;

Зависимость электропроводности от экспериментальных параметров

1.3.1. Зависимость от концентрации

1.3.2. Влияние природы растворенного вещества на электропроводность

1.3.3. Влияние растворителя.

1.3.4. Влияние температуры

Зависимость от концентрации

Чем выше концентрация или подвижность ионов, тем выше удельная электропроводность раствора.

Электрофоретический эффект заключается в том, что имеющаяся около каждого иона ионная атмосфера несет заряд, противоположный иону, движется в противоположном направлении и тормозит движение иона.

Релаксационный эффект объясняется тем, что вокруг движущегося иона ионная атмосфера разрушается и вновь возникает по мере его движения. При этом ион оказывается несимметрично расположен в своей ионной атмосфере. Ионная атмосфера не успевает полностью сформироваться при движении иона и, имея заряд, противоположный иону, тормозит его движение.

Влияние природы растворенного вещества на электропроводность

Природа растворенного вещества влияет на величину электропроводности за счет двух факторов:

· характер связи. Чем более ионной является связь в молекуле, тем больше степень диссоциации и тем выше удельная электропроводность;

· размер сольватированных ионов. Чем больше радиус сольватированного иона, тем ниже удельная электропроводность.

Влияние растворителя

Растворитель влияет на величину удельной электропроводности через два параметра – вязкость и диэлектрическую проницаемость.

Влияние температуры

Величина температурного коэффициента при средних температурах в водных растворах для большинства ионов изменяется в пределах 0,02÷0,025, поэтому увеличение удельной и эквивалентной электропроводности раствора при повышении температуры на 1° составляет примерно 2–2,5%. Так как погрешность измерения электропроводности при изменении температуры высока, при проведении кондуктометрических исследований растворы необходимо термостатировать.

Применение прямой кондуктометрии

1. Определение концентрации раствора электролита с известным качественным составом (метод градуировочного графика, метод стандартных добавок).

2. Кондуктометрический детектор в хроматографии.

3. Определение физико-химических констант.

Кондуктометрические методы в физико-химических исследованиях Определение электропроводности слабых электролитов

Эквивалентная электропроводность раствора электролита при бесконечном разбавлении является наиболее полной характеристикой электролита, так как в этих условиях на величину эквивалентной электропроводности не влияют степень диссоциации – для слабых электролитов и межионные взаимодействия – для сильных.

Определение производится путем экстраполяции зависимости λэ от на значение. Однако данный способ дает ненадежные результаты.

Для определения эквивалентной электропроводности удобнее использовать метод, основанный на законе независимого движения ионов Кольрауша. Эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении для любого электролита равна сумме ионных электропроводностей.

Определение растворимости малорастворимого соединения

Растворимость этой соли равна S, а насыщенный раствор соли имеет электропроводность. Для случая диссоциации малорастворимых солей величина практически равна и может быть рассчитана на основании закона Кольрауша либо взята из справочников для ионных электропроводностей растворов при бесконечном разбавлении.

Кондуктометрическое титрование

Кондуктометрическое титрование основано на измерении электропроводности раствора, меняющейся в процессе химической реакции между исследуемым веществом и титрантом. Точку эквивалентности фиксируют по резкому излому кривой титрования.

«Беломышечная болезнь молодняка» — тут тоже много полезного для Вас.

Например, пусть определяемое вещество AB и титрант CD в растворе полностью диссоциируют на ионы, а в результате реакции образуется малодиссоциируемое вещество AD:

A+ + B– + C+ + D– = AD + C+ + D–.

Вследствие изменения состава раствора в процессе титрования происходит изменение электропроводности раствора электролита. При этом до точки эквивалентности возможен различный характер изменения электропроводности в зависимости от соотношения подвижности ионов A+ и С+.

Чем острее угол на кривой титрования, тем точнее можно определить точку эквивалентности.

В кондуктометрическом титровании можно использовать реакции нейтрализации, осаждения, комплексообразования. Окислительно-восстановительные реакции используют крайне редко (в основном в полуводных растворителях) из-за того, что протекают они в сильнокислых или сильнощелочных средах, на фоне которых трудно зафиксировать малое изменение электропроводности за счет основной реакции.

При титровании кислот основаниями происходит замена высокоподвижных ионов водорода (гидроксония) ионами с намного меньшей подвижностью. При титровании кислот необходимо учитывать общее правило: чем более диссоциирована кислота, тем ближе отвечает точке эквивалентности минимум электропроводности на кривой кондуктометрического титрования.

Мед. Метод определения электропроводности – РТС-тендер

ГОСТ 31770-2012

Группа С52

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МКС 67.180.10

Дата введения 2013-07-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Рабочей группой, состоящей из представителей Государственного научного учреждения «Научно-исследовательского института пчеловодства» Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ НИИП Россельхозакадемии) и Общества с ограниченной ответственностью Центр исследований и сертификации «Федерал» (ООО Центр «Федерал») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 51 от 1 октября 2012 г. )

За принятие проголосовали:


Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения	AM	Минэкономики Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Молдова	MD	Молдова-Стандарт
Россия	RU	Росстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1623-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31770-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2013 г.

5 Настоящий стандарт соответствует национальному стандарту Германии DIN 10753:2000* Analysis of honey. Determination of electrical conductivity (Анализ меда. Определение электрической проводимости», (аутентичный перевод per. N 3674/DIN от 30.09.2008 г.)

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Перевод с немецкого ((de)

Степень соответствия — неэквивалентная (NEQ).

Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 53120-2008

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 3, 2015 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Настоящий стандарт распространяется на мед и устанавливает метод определения удельной электрической проводимости, характеризующей электропроводность меда:

1 Метод определения удельной электрической проводимости в диапазоне измерений от 0,10 до 3,00 мСм·см с помощью ячейки с электродами;

2 Метод определения удельной электрической проводимости в диапазоне измерений от 0,10 до 3,00 мСм·см с помощью кондуктометра.

Требования к контролируемому показателю установлены в ГОСТ 19792, ГОСТ 31766.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 4234-77 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ ИСО 5725-1-2003 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения*

_______________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения».

ГОСТ ИСО 5725-6-2003 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике*

_______________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике».

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 19792-2001 Мед натуральный. Технические условия

ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 25629-83 Пчеловодство. Термины и определения

ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 31766-2012 Меды монофлорные. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

(Поправка. ИУС N 3-2015).

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ ISO 5725-1, ГОСТ 25629, а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1.1 электропроводность: Свойство вещества проводить под действием не изменяющегося во времени электрического поля не изменяющийся во времени электрический ток.

3.1.2 электрическая проводимость: Скалярная величина, равная отношению постоянного электрического тока через пассивный двухполюсник к постоянному электрическому напряжению между выводами этого двухполюсника.

3.1.3 удельная электрическая проводимость: Величина, характеризующая электропроводность вещества, скалярная для изотропного вещества и тензорная для анизотропного вещества, произведение которой на напряженность электрического поля равно плотности электрического тока проводимости.

4.1 Отбор и подготовка пробы

Репрезентативную пробу меда массой не менее 200 г отбирают по ГОСТ 19792.

Закристаллизованный мед размягчают в термостате по 7.4 или на термостатируемой водяной бане при температуре не выше 40 °С. Пробу охлаждают до комнатной температуры.

Мед с примесями процеживают при комнатной температуре через сито по 4.4.11. Закристаллизованный мед продавливают через сито шпателем по 4.4.13. Крупные механические частицы удаляют вручную.

Сотовый мед (без перговых ячеек) отделяют от сот при помощи сита без нагревания.

Пробу интенсивно и тщательно перемешивают не менее 3 мин.

4.2 Сущность метода

Метод основан на электрокондуктометрическом измерении электрической проводимости 20%-ного водного раствора меда в ячейке с электродами, определении постоянной ячейки и расчете удельной электрической проводимости.

4.3 Требования безопасности проведения работ

При проведении измерений необходимо соблюдать требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004, требования электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019, требования безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007, иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.

4.4 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы

4.4.1 Электрокондуктометр с нижним пределом обнаружения 10 См.

4.4.2 Ячейка для измерения электрической проводимости с двумя платиновыми электродами.

4.4.3 Гигрометр психрометрический ВИТ-2, абсолютная погрешность термометров гигрометра с учетом введения поправок не более ±0,2 °С в диапазоне значений от 15 °С до 40 °С.

4.4.4 Весы лабораторные по ГОСТ 24104, предел допускаемой абсолютной погрешности однократного взвешивания не более ±0,02 мг.

4.4.5 Термометр жидкостный стеклянный по ГОСТ 28498, допускаемая погрешность ±1 °С в диапазоне измерения от 0 °С до 100 °С.

4.4.6 Термостат или другое устройство, позволяющее производить равномерный нагрев до 40 °С.

4.4.7 Водяная баня.

4.4.8 Колбы мерные 1(2)-100(1000)-2(ПМ) по ГОСТ 1770.

4.4.9 Цилиндры 3-50 по ГОСТ 1770.

4.4.10 Стаканы В-1-100 ТС по ГОСТ 25336.

4.4.11 Сито из нержавеющей стали, диаметр отверстий 0,5 мм.

4.4.12 Палочки стеклянные лабораторные оплавленные длиной от 15 до 20 см.

4.4.13 Шпатель лабораторный.

4.4.14 Калий хлористый по ГОСТ 4234, х.ч.

4.4.15 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Допускается использование других средств измерений, вспомогательного оборудования по метрологическим, техническим характеристикам не хуже указанных в настоящем стандарте.

Допускается использование других реактивов по качеству и чистоте не ниже вышеуказанных.

Допускается использование только свежей дистиллированной воды.

4.5 Подготовка к испытаниям

4.5.1 Приготовление водного раствора хлористого калия молярной концентрацией 0,1 моль/дм

Высушенный при температуре 130 °С хлористый калий по ГОСТ 4234 массой (7,4557±0,0001) г растворяют в дистиллированной воде по ГОСТ 6709 в мерной колбе вместимостью 1000 см по ГОСТ 1770. Объем раствора в колбе доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают.

Использовать раствор в день приготовления.

4.5.2 Проводят определение массовой доли воды в меде, подготовленном по 4.1, по ГОСТ 19792 (подраздел 6.9).

4.5.3 Необходимую для испытания массу навески меда , г, рассчитывают по формуле

, (1)

где 20 — масса безводного вещества навески меда, г;

100 — коэффициент пересчета процентов в абсолютную долю;

— массовая доля воды в меде, определенная по 8. 3, %.

4.5.4 Приготовление 20%-ного водного раствора меда

В стакан вместимостью 100 см по ГОСТ 25336 взвешивают навеску меда, подготовленного по 4.1, массой , рассчитанной по 4.5.3, с точностью до первого десятичного знака. К навеске приливают 20-30 см дистиллированной воды по ГОСТ 6709, мед тщательно растирают стеклянной палочкой и переносят жидкость в мерную колбу вместимостью 100 см по ГОСТ 1770. Обработку пробы повторяют два-три раза до полного растворения меда, затем стакан несколько раз обмывают небольшими порциями дистиллированной воды, которые также сливают в мерную колбу. Объем раствора в колбе доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают.

При необходимости возможно приготовление меньшего объема раствора меда, достаточного для полного погружения электродов при испытаниях, но должна сохраняться пропорция — одна часть меда: пять частей дистиллированной воды.

4.6 Проведение испытаний

4. 6.1 Определение постоянной ячейки

В стакан вместимостью 100 см по ГОСТ 25336 вносят водный раствор хлористого калия, приготовленного по 4.5.1, объемом 80 см. Стакан помещают на водяную баню по 4.4.7 и устанавливают регулятор температуры на 20 °С. Ячейку для измерения электрической проводимости, соединенную с электрокондуктометром, погружают в содержимое стакана вместе с термометром. После установления на термометре температуры раствора 20 °С проводят не менее двух отсчетов по шкале электрокондуктометра. Вычисляют среднеарифметическое значение показаний электрокондуктометра (), вычисление проводят до третьего десятичного знака.

Примечание — Ячейку для измерения электрической проводимости раствора перед погружением ополаскивают не менее двух раз раствором хлористого калия, после испытаний — дистиллированной водой.

4.6.2 Определение электрической проводимости водного раствора меда

В стакан вместимостью 100 см по ГОСТ 25336 вносят 20%-ный водный раствор меда, приготовленный по 4. 5.4, объемом 80 см. Стакан помещают на водяную баню по 4.4.7 и устанавливают регулятор температуры на 20 °С. Ячейку для измерения электрической проводимости, соединенную с электрокондуктометром, погружают в содержимое стакана вместе с термометром. После установления на термометре температуры раствора 20 °С проводят не менее двух отсчетов по шкале электрокондуктометра. Вычисляют среднеарифметическое значение показаний электрокондуктометра (), вычисление проводят до третьего десятичного знака.

Примечание — Ячейку для измерения электрической проводимости раствора перед погружением ополаскивают не менее двух раз испытуемым раствором, после испытаний — дистиллированной водой.

4.6.3 При анализе каждой пробы выполняют два параллельных определения.

4.6.4 В случае проведения испытаний при температуре водного раствора меда, не равной 20 °С, проводят пересчет значений показаний электрокондуктометра ().

4.6.5 Платиновые электроды хранят в стакане с дистиллированной водой.

Примечание — Для того, чтобы избежать искажения результатов из-за поляризационных эффектов, измерения проводят в течение 5 мин.

4.7 Обработка и представление результатов испытаний

4.7.1 Постоянную ячейки при температуре 20 °С , см, рассчитывают по формуле

, (2)

где 11,691 — значение суммы средних значений удельной электрической проводимости свежей дистиллированной воды и водного раствора хлористого калия молярной концентрацией 0,1 моль/дм при температуре 20 °С, мСм·см.

— электрическая проводимость водного раствора хлористого калия молярной концентрацией 0,1 моль/дм при температуре 20 °С, мСм.

4.7.2 Значение электрической проводимости водного раствора меда при температуре 20 °С , мСм, рассчитывают по формулам:

а) если выше 20 °С

; (3)

б) если ниже 20 °С

, (4)

где — электрическая проводимость водного раствора меда при температуре испытания, мСм;

— температура испытания, °С;

0,032 — поправочный коэффициент.

4.7.3 Значение удельной электрической проводимости водного раствора меда при температуре 20 °С , мСм·см, рассчитывают по формуле

, (5)

где — постоянная ячейки при температуре 20 °С, найденная по формуле (2), см;

— электрическая проводимость водного раствора меда при температуре 20 °С, измеренная по 4.6.2 либо найденная по формулам (3) или (4), мСм.

4.7.4 За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение двух параллельных определений, полученных в условиях повторяемости, если абсолютное расхождение между ними не превышает предел повторяемости по ГОСТ ISO 5725-6. Значение предела повторяемости приведено в таблице 1.

Таблица 1


Диапазон измерений удельной электрической проводимости водного раствора меда , мСм·см	Предел повторяемости при 0,95 , мСм·см	Критический диапазон при трех измерениях (3), мСм·см	Предел воспроизводимости при 0,95 , мСм·см
От 0,10 до 3,00 включ.	0,07	0,08	0,14

При превышении предела повторяемости целесообразно провести дополнительное определение значения удельной электрической проводимости и получить еще один результат. Если при этом абсолютное расхождение () результатов трех определений не превосходит значения критического диапазона (3), то в качестве окончательного результата принимают среднеарифметическое значение результатов трех определений. Значение критического диапазона (3) приведено в таблице 1.

При невыполнении этого условия проводят повторные испытания.

4.7.5 Абсолютное расхождение между результатами испытаний, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости по ГОСТ ISO 5725-6. При выполнении этого условия приемлемы оба результата испытания и в качестве окончательного результата может быть использовано их среднеарифметическое значение. Значение предела воспроизводимости приведено в таблице 1.

4.7.6 Результат испытаний, округленный до второго десятичного знака, в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:

, мСм·см, при 0,95,

где — среднеарифметическое значение результатов определений по 4.7.4, мСм·см;

— границы абсолютной погрешности результатов определений по 4.8.1, мСм·см.

4.8 Характеристика погрешности испытаний

4.8.1 Границы абсолютной погрешности результатов испытаний, получаемых согласно данному методу, при доверительной вероятности 0,95, .

5.1 Отбор и подготовка пробы — по 4.1.

5.2 Сущность метода

Метод основан на измерении удельной электрической проводимости 20%-ного водного раствора меда с помощью кондуктометра.

5.3 Требования безопасности проведения работ — по 4. 3

5.4 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы

5.4.1 Кондуктометр Анион-4120, предел допускаемых значений относительной погрешности при измерении удельной электрической проводимости растворов ±2,0% (но не менее 1,0 мкСм·см), предел абсолютной погрешности при измерении температуры растворов ±0,5 °С.

5.4.2 Весы лабораторные по ГОСТ 24104, предел допускаемой абсолютной погрешности однократного взвешивания не более ±0,01 г.

5.4.3 Термостат или другое устройство, позволяющее производить равномерный нагрев до 40 °С.

5.4.4 Водяная баня.

5.4.5 Колбы мерные 1(2)-100-2(ПМ) по ГОСТ 1770.

5.4.6 Цилиндры 3-100 по ГОСТ 1770.

5.4.7 Стаканы В-1-100 ТС по ГОСТ 25336.

5.4.8 Сито из нержавеющей стали, диаметр отверстий 0,5 мм.

5.4.9 Палочки стеклянные лабораторные оплавленные длиной от 15 до 20 см.

5.4.10 Шпатель лабораторный.

5.4.11 Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026, марки Ф или ФС или фильтры обеззоленные (синяя лента).

5.4.12 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Допускается использование других реактивов по качеству и чистоте не ниже вышеуказанных.

Допускается использование только свежей дистиллированной воды.

5.5 Подготовка к испытаниям — по 4.5.2-4.5.4

5.6 Проведение испытаний

5.6.1 Определение удельной электрической проводимости водного раствора меда

5.6.1.1 Подготовку кондуктометра к проведению испытаний и испытания проводят в соответствии с руководством по эксплуатации кондуктометра по 5. 4.1.

5.6.1.2 Датчик проводимости с кондуктометрической ячейкой ополаскивают дистиллированной водой по ГОСТ 6709 и осушают фильтровальной бумагой.

5.6.1.3 В стакан вместимостью 100 см по ГОСТ 25336 вносят 20%-ный водный раствор меда, приготовленный по 4.5.4, объемом 80 см. Датчик проводимости с кондуктометрической ячейкой, соединенный с кондуктометром, погружают в содержимое стакана так, чтобы раствор полностью закрывал кондуктометрическую ячейку, а расстояние между корпусом датчика и стенками стакана было не менее 1 см. Перемешивают раствор датчиком для смачивания поверхностей ячейки, электродов и ускорения процесса установления температурного режима.

5.6.1.4 Значение удельной электрической проводимости водного раствора меда и температуру измерения считывают с экрана кондуктометра. Проводят не менее двух измерений, каждый раз записывая результаты с экрана. Вычисляют среднеарифметическое значение показаний кондуктометра (), вычисление проводят до третьего десятичного знака.

Примечание — Датчик проводимости после испытаний ополаскивают не менее двух раз дистиллированной водой и осушают фильтровальной бумагой.

5.6.1.5 При анализе каждой пробы выполняют два параллельных определения.

5.7 Обработка и представление результатов испытаний

5.7.1 Значение удельной электрической проводимости водного раствора меда при температуре 20 °С , мСм·см, рассчитывают по формулам:

а) если выше 20 °С

; (6)

б) если ниже 20 °С

, (7)

где — удельная электрическая проводимость водного раствора меда при температуре испытания, мСм·см;

— температура испытания, °С;

0,032 — поправочный коэффициент.

5.7.2 За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение двух параллельных определений, полученных в условиях повторяемости, если абсолютное расхождение между ними не превышает предел повторяемости по ГОСТ ISO 5725-6. Значение предела повторяемости приведено в таблице 2.

Таблица 2


Диапазон измерений удельной электрической проводимости водного раствора меда , мСм·см	Предел повторяемости при 0,95 , мСм·см	Критический диапазон при трех измерениях (3), мСм·см	Предел воспроизводимости при 0,95 , мСм·см
От 0,10 до 3,00 включ.	0,02	0,03	0,04

При превышении предела повторяемости целесообразно произвести дополнительное определение значения удельной электрической проводимости и получить еще один результат. Если при этом абсолютное расхождение () результатов трех определений не превосходит значения критического диапазона (3), то в качестве окончательного результата принимают среднеарифметическое значение результатов трех определений. Значение критического диапазона (3) приведено в таблице 2.

При невыполнении этого условия проводят повторные испытания.

5.7.3 Абсолютное расхождение между результатами испытаний, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости по ГОСТ ISO 5725-6. При выполнении этого условия приемлемы оба результата испытания и в качестве окончательного результата может быть использовано их среднеарифметическое значение. Значение предела воспроизводимости приведено в таблице 2.

5.7.4 Результат испытаний, округленный до второго десятичного знака, в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:

, мСм·см, при 0,95,

где — среднеарифметическое значение результатов определений по 5. 7.2, мСм·см;

— границы абсолютной погрешности результатов определений по 5.8.1, мСм·см.

5.8 Характеристика погрешности испытаний

5.8.1 Границы абсолютной погрешности результатов испытаний, получаемых согласно данному методу, при доверительной вероятности 0,95, .

___________________________________________________________________________________________________

УДК 638.16:006.354 МКС 67.180.10 С52

Ключевые слова: мед, электропроводность, электрическая проводимость, удельная электрическая проводимость раствора, кондуктометр, метрологические характеристики

__________________________________________________________________________________________________

Измерение электропроводности почвы

Для нормального роста и развития растениям требуется много солнца, воздуха, воды и питательных веществ. Как же сделать, чтобы питательных веществ для ваших растений было достаточно, и, вместе с тем, не переборщить? В этом поможет измерение различных параметров почвы.

Тестирование pH, влажности и температуры вашей почвы, мониторинг фосфатов, нитратов, кальция, калия и других веществ – отличное начало для формирования здоровой почвы. Один из способов отследить содержание питательных веществ – это анализ электропроводимости вашей почвы. Это сэкономит время и деньги при управлении вашими посадками. Какой бы сложной ни была ваша почва, выбрать наилучшее решение для проверки её электропроводности поможет это руководство.

Что такое электропроводность?

Электропроводность (EC) определяет, насколько хорошо вещество может передавать электрический ток. Мелкие заряженные частицы, называемые ионами, помогают переносить электрический заряд через вещество. Эти ионы могут быть положительно или отрицательно заряжены. Чем больше ионов, тем выше проводимость, меньшее количество ионов приведет к снижению проводимости. EC обычно указывается в миллисименсах на сантиметр (мСм/см).

Общее количество растворённых твердых веществ (TDS) – это количество растворённых веществ в жидкости. TDS метр считывает все растворённые неорганические и органические вещества в жидкости. Результаты этого чтения отображаются в виде миллиграммов на литр (мг/л), частей на миллион (ppm), граммов на литр (г/л) или частей на тысячу (ppt).

Измерение TDS почвы – длительный процесс. Сначала вы извлекаете всю воду из образца, затем выпариваете её и взвешиваете оставшийся после испарения остаток. Намного проще измерить электропроводность вещества, а затем преобразовать показания в TDS с коэффициентом преобразования. Хитрость в том, чтобы убедиться, что вы используете правильный коэффициент.

При выборе коэффициента следует учитывать, что не все растворённые твёрдые частицы проводят электричество. Например, если вы измерили электропроводность стакана воды, а затем добавили поваренную соль, электропроводность возрастет. Но если вы возьмёте ту же чашку с водой, измерите электропроводность, а затем добавите сахар, то это не повлияет на проводимость.

Наиболее распространёнными коэффициентами преобразования между EC и TDS являются 0.5 и 0.7. Первый из них основан на связи EС/TDS с хлоридом натрия, а второй – на отношении со смесью сульфата, бикарбоната и хлорида натрия. Чтобы задействовать коэффициент пересчёта, просто умножьте показания ЕС на коэффициент для TDS.

Что влияет на электропроводность почвы

Наиболее распространенными факторами, влияющими на электропроводность почвы, являются температура, тип почвы, уровень её влажности, засоленность, состав удобрений, а также глубина почвы.

Колебания температуры

Когда температура в измеряемой пробе становится выше, ионы «подпрыгивают» и имеют большую активность, ввиду которой начинают лучше проводить электрический ток. Когда температура снижается, ионы успокаиваются и перемещаются меньше. Меньшая активность означает, что ионам сложнее переносить электрический ток, то есть, проводимость почвы уменьшается.

Тип почвы и уровень влажности

Текстура почвы влияет на количество доступной влаги, а также на ЕС почвы. Ионы любят прилипать и связываться с другими частицами в почве, и когда они связаны, то их сложнее считывать. Влага помогает освободить ионы для наилучшего распознавания. Текстура почвы также влияет на влажность: разные размеры частиц почвы создают разные пространства для воздуха и воды. Это называется пористостью.

Песок плохо удерживает влагу, поэтому имеет более низкую проводимость. Иловая почва, похожая по текстуре на влажную грязь на берегу реки, имеет среднюю базовую проводимость. Этот тип почвы способен удерживать воду относительно хорошо. Почвы, богатые глиной, имеют более высокую проводимость, так как они способны хорошо удерживать влагу, а почвы со средней проводимостью, как правило, имеют наибольшую урожайность. Они способны удерживать только достаточное количество воды, в то же время отводя излишки.

Ирригация и удобрения

Обычно при упоминании о солёности в первую очередь приходит на ум океан, но знаете ли вы, что почва тоже может быть солёной? Соли очень сильно поднимают ЕС вашей почвы. Таким образом, вода, используемая для полива сельскохозяйственных культур, будет напрямую влиять на качество почвы, увеличивая или разбавляя имеющиеся соли и питательные вещества. Если оросительная вода имеет высокое содержание соли, она может накапливаться на полях, увеличивая солёность и электропроводимость почвы. Природные дожди разбавят количество соли возле корней растений. Большинство посевных площадей считаются хорошими для посадки, если ЕС не превышает 4 дСм/м. Тем не менее, это число будет варьироваться в зависимости от вида высаженных культур. Добавление удобрений также является хорошим способом стимулировать рост сельскохозяйственных культур.

Глубина почвы

Наконец, глубина почвы может напрямую влиять на её электрическую проводимость. Растения могут расти только в верхнем слое почвы, богатом питательными веществами. Если коренная порода или глина находятся слишком близко к поверхности, это может повысить электропроводность почвы.

PH почвы и электропроводность

Когда pH и электропроводность почвы взаимодействуют, то происходят интересные вещи. PH вашей почвы говорит о том, насколько она является щелочной или кислотной, что может повлиять на результаты электропроводности. pH также измеряет ионы, но весьма специфические. Положительно заряженные ионы водорода заставляют вещество быть более кислым, в то время как отрицательно заряженные гидроксильные ионы приводят к тому, что вещество становится более щелочным. Поскольку эти ионы несут заряды, они также могут нести электричество. Чем больше ионов, тем выше электропроводность. Поэтому, чем более кислой или щелочной будет ваша почва, тем выше ЕС. И, наоборот, чем ближе pH к нейтральному, тем меньше это повлияет на электропроводность почвы.

Зачем нужно измерять ЕС почвы?

Тестировать почву нужно, чтобы убедиться, что все питательные вещества в ней сбалансированы. Важно знать, что почва в разных областях имеет разные показатели ЕС, поэтому для достижения наилучшей урожайности следует использовать карты электропроводности почв. Как и топографические карты, они показывают EC в различных географических областях. Вы можете создать собственную карту EC: для этого протестируйте EC в различных областях и нанесите полученные значения на карту.

Различные требования к электропроводности имеют и различные виды растений. Например, горох и бобы очень чувствительны к солям и ЕС должен быть ниже 2 мСм/см, пшеница и помидоры умеренно толерантны к более высокой проводимости, хлопок, шпинат и сахарная свекла допускают очень высокие значения ЕС, до 16 мСм/см.

Выбор метода тестирования EC

Существует несколько доступных методов тестирования электропроводности грунта. Вы можете произвести анализ так называемой поровой воды, проверить общую или объемную электропроводность почвы или использовать специальную суспензию почвы для оценки ЕС.

Измерение поровой воды

Измерения EC поровой воды, наиболее распространённые в теплицах и гидропонике, дают информацию о том, как ведут себя питательные вещества и соли на ваших полях и позволяют понять, как регулировать орошение и удобрение сельскохозяйственных культур. Метод является особенно точным при использовании тестера с температурной компенсацией.

Чтобы измерить ЕС поровой воды, сначала нужно извлечь воду из почвы. Это делается с помощью экстрактора поровой воды или всасывающего лизиметра, представляющего собой длинную трубку с нереактивным пористым керамическим колпачком, который важен для того, чтобы питательные вещества, попадающие в воду, не мешали показаниям. Мы настоятельно рекомендуем использовать более одного лизиметра при отборе проб около растений из-за больших различий в концентрации питательных веществ на поверхности почвы и в местах расположения корней.

Измерение объёмной EC почвы

Измерения объёмной электропроводности почвы – это анализ общей электропроводности, она включает в себя ЕС почвы, воздуха и влаги в вашем образце. Все эти субстанции несут заряженные ионы, которые считываются как общая ЕС.

Измерение EC в суспензии

Использование насыщенного почвенного экстракта для тестирования ЕС вашей почвы требует немного больше пробоподготовки, однако именно этот метод дает точные результаты. Поровое пространство между частицами почвы может содержать воздух или воду. Полное насыщение образца почвы водой означает заполнение всех поровых пространств водой. Возьмите ваши образцы почвы с поля, убедитесь, что контейнеры, которые вы используете, предварительно ополоснуты деионизированной водой и полностью высушены, выберите образец и смешайте его с деионизированной водой, пока почва не станет липкой, влажной пастой. В этой пасте должно быть достаточно воды, чтобы почва стала очень грязной (как густой навоз). Затем пропустите образец через фильтр и произведите измерения.

Выбор наилучшего датчика измерения проводимости

Выбор зонда, который соответствует вашим потребностям тестирования, так же важен, как и подготовка образцов почвы. Существует два основных типа зондов, используемых в тестировании ЕС: двухэлектродные и четырёхкольцевые (потенциометрические). Плюсами первого из них является низкая стоимость и небольшой объём требуемого образца, однако для каждого диапазона исследования необходим новый электрод, а кроме того такие электроды подвержены поляризации.

Двухэлектродный зонд также известен как амперометрический электрод. Электроды в нём изолированы друг от друга и никогда не соприкасаются, а лишь контактируют с вашим образцом. Два электрода измеряют ток, проходящий через ионы в вашем образце. Благодаря этой конструкции вам не нужно много образцов для погружения зонда.

Между электродами должно быть стабильное пространство, поэтому любой изгиб двух электродов в зонде приведет к неточным результатам. Также требуется тщательная очистка, избегайте образования отложений между электродами. Тонкой пленки остатков измеряемых сред, которая может накапливаться на поверхности электродов, достаточно, чтобы изменить фиксированное расстояние между ними. Это приведет к неточным показаниям.

Другой проблемой, которая может возникнуть при использовании этого типа зонда, является эффект поляризации. Это особенно характерно для зондов с электродами из нержавеющей стали. Между контактами может накапливаться электрический заряд, и ваши показания ЕС будут ниже, чем должны быть. Вы можете минимизировать поляризацию, используя зонд с графитовыми электродами.

Четырехкольцевой (потенциометрический) датчик, работает иначе, чем двухэлектродный. В нём используются четыре металлических кольца вокруг внутреннего корпуса зонда. Два средних работают как чувствительные электроды, а два внешних действуют как приводные. Электроды привода подают электрическое напряжение, контролируемое внутренними кольцами. При введении в образец напряжение падает пропорционально проводимости.

Конструкция четырехкольцевого зонда позволяет использовать его в широком диапазоне образцов. Однако, чтобы датчик работал, отверстия над четырьмя металлическими кольцами должны быть полностью погружены в образец, то есть, вам понадобится больший объём пробы для точных измерений. Этот датчик ЕС хорош тем, что им можно охватить все диапазоны.

Многообразие тестеров ЕС почвы

ЕС метры, используемые для тестирования почвы, столь же разнообразны, как и электроды. Каждый из них обладает множеством функций и опций. Однако имейте в виду, что при прочих равных условиях лучше приобрести измеритель с температурной компенсацией. Температура, как уже было сказано выше, может изменить проводимости вашей почвы, а также повлиять на производительность вашего ЕС метра.

Цифровые карманные тестеры – это устройства, которые просты в использовании и в то же время отлично подходят для проведения точных испытаний электрической проводимости в полевых условиях, а также для почвенных растворов.

Обратите внимание на материал изготовления тестера. Прочные пластиковые или стальные корпуса помогают обеспечить длительный срок службы. Различные виды пластика лучше всего защищают зонд от разрушения химическими удобрениями. Есть и водонепроницаемые варианты корпуса, с тем, чтобы не беспокоиться о возможном случайном повреждении тестера.

Многие цифровые тестеры проводимости почвы являются комбинированными. Большинство из них имеют режимы измерения электропроводности и общего растворённого твердого вещества (TDS), а некоторые также могут измерить pH и температуру вашей почвы. Эти функции очень полезны, поскольку в этом случае для проведения группы полевых испытаний вам понадобится только один тестер.

Тестеры могут предупредить вас о низком заряде батареи с помощью специальной индикации. Это защитит вас от неточных показаний. Многие тестеры могут быть калиброваны по одной точке, а некоторые работают в режиме быстрой калибровки. Это позволяет одновременно калибровать различные измерительные электроды (например, pH и EC/TDS).

При тестировании различных параметров легко конвертировать результаты из EC в TDS или солёность. Вы даже можете выбрать предпочтительный коэффициент преобразования EC/TDS. Это поможет получить желаемые результаты с лёгкостью.

Особенностью некоторых измерителей является усиленный датчик, который минимизирует электрические помехи в образцах, влияющие на точность. Для глубинного анализа результатов и составления отчётов к результатам измерений зачастую добавляется время, дата, результаты калибровки и другие данные. В основном, обилие дополнительных функций характерно для портативных и стационарных измерителей, которые немного больше, чем карманные.

Особенности ухода за рабочим электродом тестера ЕС почвы

Правильный уход и обслуживание вашего датчика электропроводности имеет первостепенное значение для точных показаний. Первое условие достижения точных результатов – поддержание чистоты зондов проводимости почвы. Остатки измеряемых образцов на датчиках могут привести к тому, что измеритель ЕС продемонстрирует слишком низкое или высокое значение. Некоторые приборы даже сами предупредят вас о необходимости очистки электрода. Чистка также продлевает срок его службы. Однако необходима правильная очистка, её особенности зависят от типа электрода. Например, для EC/TDS или EC/TDS/Salinity начните с промывания зонда деионизированной водой, используйте мягкую ткань для осторожного удаления частиц (особенную осторожность нужно соблюдать в случае со стеклянными электродами). Нельзя давить на электрод, вместо этого промойте датчик и осторожно используйте смоченную ткань снова, а затем вновь ополосните зонд деионизированной водой.

Для датчика pH/EC/TDS/Температуры заполните ёмкость деионизированной водой и промойте ей зонд. Если на датчике все ещё есть остатки, не протирайте его. Вместо этого используйте чистящий раствор, специально предназначенный для электродов почвы (существует несколько решений для очистки, в том числе, для общей очистки сельскохозяйственных удобрений, отложений гумуса и почвы). Погрузите электрод в чистящий раствор на 15 минут, а затем выньте и промойте деионизированной водой. Поместите зонд в раствор для хранения как минимум на 1 час, прежде чем использовать его снова.

Второе условие качественной работы электрода – это его частая калибровка. Это может быть сложной задачей, так как стандарты калибровки, используемые для зондов ЕС, легко загрязняются. Загрязнение может исходить от деионизированной воды, используемой для промывки зонда, остатков из образцов и т. д. Избегать загрязнения гораздо проще, если использовать одноразовые пакеты с калибровочным раствором. Они гарантируют, что вы используете совершенно новый стандарт для каждой калибровки. Для калибровки наполните бутыль деионизированной водой, промойте в ней зонд, разорвите одноразовый калибровочный пакет, войдите в режим калибровки на своём EC метре, убедитесь в правильности выбранного калибровочного стандарта и погрузите электрод в пакет. Затем дайте показаниям стабилизироваться и считайте результат. Выньте зонд из пакета и промойте зонд деионизированной водой. Повторите эти же шаги для других стандартов электропроводности. Если прибор может измерять другие параметры, такие как pH, то могут потребоваться дополнительные шаги калибровки.

Третья составляющая успеха – хранение электрода в чистоте. Промойте зонд деионизированной водой, чтобы удалить все остатки образцов с поверхности. Для датчика EC/TDS или EC/TDS/Salinity очистите зонд согласно указаниям, приведенным выше, и поместите его в крышку для хранения или защитную гильзу. Для датчика pH/EC/TDS/Температуры очистите зонд моющим раствором и храните в колпачке, содержащем раствор для хранения или буферную жидкость pH 4.01.

По материалам статьи Элисон Хаббард. Эллисон окончила Брайантский университет со степенью магистра в области глобальных экологических исследований. Она увлечена природой и тем, как наука связана с окружающим миром. В компании Hanna Instruments она оказывает широкую поддержку клиентам и сотрудникам, проводя тренинги и исследования, а также оказывая техническую поддержку. С Эллисон можно связаться по адресу [email protected]

Модельные представления об электропроводности. классификация веществ по проводимости. модели кристаллической и энергетической структур полупроводниковых кристаллов. электроны в кристаллах

Твердые тела по электропроводности электрического тока исторически разделяются на три основных класса: металлы, диэлектрики (изоляторы) и полупроводники (табл. 3.1 и рис. 3.1). При комнатной температуре удельная электрическая проводимость составляет:

Таблица 3.1

Значения удельной электропроводности твердых тел при комнатной температуре

Металлы	106-104 (Ом·см)-1
Полупроводники	103-10-9 (Ом·см)-1
Диэлектрики	10-10-10-22 (Ом·см)-1

Величина удельной электропроводности σ может быть определена из закона Ома в дифференциальной форме:

j = σE , (3. 1)

где j

вектор плотности электрического тока; E вектор напряженности электрического поля.

Электрический ток перенос электрических зарядов, поэтому величина проводимости определяет интенсивность этого процесса. Чем больше число свободных зарядов, которые могут перемещаться под действием электрического поля, и чем большую среднюю скорость может сообщать им электрическое поле, тем выше должна быть величина электропроводности.

При увеличении температуры сопротивление металлов растет по линейному закону в широком диапазоне температур, а для полупроводников с ростом температуры сопротивление быстро уменьшается по экспоненциальному закону (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Температурная зависимость сопротивления для металла (1) и полупроводника (2)

Так как проводимость полупроводников зависит от температуры по экспоненциальному закону, то справедливо выражение

ΔEа

σ(T ) = σ0 exp(− k

) , (3.2)

где k0

постоянная Больцмана; Т абсолютная температура; σ0 значение электропроводности при некоторой температуре, задаваемой началом температурного интервала.

Используя выражение (3.2), можно определить величину энергии активации проводимости для полупроводников

ΔEа .

ΔEа

= −k0

d[ln σ(T )] . (3.3)

d(1 T )

Построение графика температурной зависимости проводимости

ln σ = f (1 T )

дает прямую линию, тангенс угла наклона которой к оси

абсцисс, умноженный на (k0 ), дает энергию активации проводимости (рис. 3.2).

Если температура низкая, то

k0T << ΔEа . Это означает, что проводимость настолько малая величина, что данный полупроводник в этих условиях становится диэлектриком. Поэтому энергия активации проводимости представляет собой некоторую пороговую (критическую) величину для термической активации проводимости.

Рис. 3.2. Определение энергии активации проводимости по температурной зависимости электропроводности полупроводника

По определению А.Ф.Иоффе, полупроводники это вещества, электропроводность которых обусловлена переносом электронов и возрастает при повышении температуры. Электропроводность полупроводников изменяется в широких пределах в зависимости от подведенной к полупроводниковому кристаллу энергии. Энергию можно подвести не только в виде тепла, но и в виде светового излучения или облучения потоком быстрых частиц (электронов, αчастиц, нейтронов, γ-квантов и т.п.). Электропроводность полупроводников в большей степени, чем электропроводность металлов зависит также от действия внешнего давления, электрических и магнитных полей. При внешнем воздействии электропроводность полупроводников может изменяться на 6, 7 порядков. Такой чувствительностью к внешним воздействиям не обладают ни металлы, ни диэлектрики. Отметим еще одну отличительную особенность полупроводниковых материалов возможность изменения электропроводности, создавая в кристалле дефекты структуры или вводя в кристаллическую решетку примесные атомы.

Одной из задач физики твердого тела является объяснение свойств макроскопических твердых тел на основе квантовой теории составляющих ее атомов. Строгий подход к решению этой задачи приводит к чрезвычайно сложным и практически неразрешимым математическим построениям. В связи с этим приходится ограничиться изучением таких свойств, для которых достаточно приближенной трактовки. В частности, многое дает знание электронного энергетического спектра твердых тел.

При рассмотрении энергетического спектра электронов в твердых телах обычно предполагается, что электроны и ядра можно рассматривать порознь, так как влияние движения ядер на электроны пренебрежимо мало. Это приближение является фундаментальным во всей электронной теории твердых тел. Очень труден учет взаимодействия электронов друг с другом. Поэтому чаще всего ограничиваются рассмотрением движения одного отдельного электрона в жесткой бесконечной периодической решетке. Ансамбль многих электронов в этом приближении считается системой невзаимодействующих частиц в периодическом потенциальном поле, занимающих состояния в соответствии со статистикой Ферми.

Электропроводность это свойство переносить электрический ток, который представляет собой поток электронов, поэтому необходимо рассматривать поведение и свойства электронов в твердом теле. В отдельном атоме переходы между уровнями, на которых находятся электроны с разной энергией, происходят с выделением или поглощением определенной порции энергии. Если приблизить отдельные атомы друг к другу и таким образом получить твердое тело, то его свойства и поведение электронов в нем будут определяться уже иными законами, чем для изолированного атома.

В кристалле возникают силы взаимодействия между ядрами атомов, между электронами, принадлежащими разным атомам, и между всеми ядрами и всеми электронами, Под влиянием всех этих сил энергетические уровни электронов изменяются. Кроме того, надо учитывать возможное перекрытие электронных оболочек соседних атомов, поэтому электроны могут оказаться на уровне «чужого» атома, причем такой переход не будет сопровождаться ни потерей, ни приобретением энергии. Электрон, таким образом, будет свободно перемещаться между атомами. Такой возможностью обладают только электроны внешних оболочек (прежде всего валентные электроны).

Обобществление электронов приводит к появлению на энергетической шкале вместо энергетических уровней целых энергетических зон. Ширина зоны зависит от степени связи электрона с ядром.

Чем больше эта связь, тем меньше расщепление уровня в зону. В изолированном атоме существуют запрещенные значения энергии, которыми не может обладать электрон. При возникновении твердого тела также возникают запрещенные значения энергии для электронов, но в данном случае это уже зоны запрещенных энергий.

Количественное решение задачи о спектре электронов в кристалле возможно при квантово-механическом подходе. Имея в виду положения квантовой механики о невозможности определения однозначной траектории для электрона, говорят о вероятностном поведении электрона путем задания некоторой функции волновой функции электрона, которая будет характеризовать вероятность нахождения электрона в момент времени t в точке пространства, опи

сываемом радиусом-вектором r :

r r rr

Ψ(r ,t ) = A exp 2pi (kr

− nt ) , (3.4)

r v r

где n частота, k

волновой вектор, определяемый как

k = p

h , где,

в свою очередь p

импульс электрона, h постоянная Планка; i в

данном случае комплексная единица (корень квадратный из минус единицы).

Квадрат амплитуды волновой функции характеризует вероятность нахождения электрона в данной точке пространства, определяемой радиусом-вектором r . Для определения поведения элек

трона при движении запишем уравнения Шредингера для частицы с одной степенью свободы (ось r ):

h d 2 r r r r

2m dr 2

ψ(r ) − V0

(r )ψ(r ) = −Eψ(r ) , (3.5)

где

ψ(r )

волновая функция электрона,

V0 (r )

потенциальная

энергия электрона; Е полная энергия системы, т.е. ядра и электроr

на; r

радиус-вектор электрона. Задавая конкретный вид потенциальной энергии и квантово-механические граничные условия, можно

получить конкретные выражения для волновой функции

ψ(r ) .

Точное решение уравнения Шредингера для кристалла невозможно, так как в кристалле волновая функция зависит от огромного

числа независимых переменных (количество атомов в кристалле

примерно 5⋅1022 в одном кубическом сантиметре, и каждый атом содержит большое число электронов). Задачей теории является отыскание таких допущений, которые позволили ли бы найти приближенное решение уравнения Шредингера, сохранив его принципиальные черты, отличающие кристалл от отдельного изолированного атома.

Одно из таких приближений адиабатическое (адиабатическим называется процесс, при котором не происходит обмена энергией с окружающей средой). Из-за большой массы ядер по сравнению с массой электрона можно считать ядра неподвижными, т.е. электроны будут приходить в равновесие практически безынерционно. Таким образом, можно считать движения ядер и электронов независимыми друг от друга, т.е. можно считать верным, что между подсистемами ядер и электронов не происходит обмена энергией. Как было указано выше, такое приближение называется адиабатическим. В этом случае уравнение Шредингера разбивается на два, каждое из которых отдельно описывает движение электронов и движение ядер. Решение уравнения Шредингера в этом случае дает вид собственных функций и собственных значений, т. е. энергии системы Е:

ψ = ψ э + ψ я ,

Е = Eэ + Е я . (3.6)

В рамках адиабатического приближения количество переменных уменьшилось, однако оно остается достаточно большим. Следующим шагом к упрощению решения уравнения Шредингера является одноэлектронное приближение. Это приближение предполагает, что рассматривается движение только одного электрона, а все остальные электроны представляют собой некий эффективный заряд, определенным образом распределенный в пространстве. В поле этого эффективного заряда и будет рассмотрено движение одного электрона. Одноэлектронное приближение заменяет переменное

во времени электрическое поле от всех электронов постоянным усr

редненным полем

W (r ) . Тогда для частицы с одной степенью свободы (ось r ) уравнение Шредингера будет таким:

h 2ψ r r r

d (r ) − [V (r ) + W (r )]ψ(r ) = −Eψ(r ) . (3.7)

2m dr 2

Уравнения (3.5) и (3.7) различаются только описанием потенциальной энергии. В изолированном атоме, как известно, потенциальная функция имеет вид гиперболы (рис. 3.3). В кристалле, соответственно, будет чередование таких гипербол. Для решения уравнения Шредингера необходимо найти аналитическое выражение для такой функции.

Рис. 3.3. Потенциальная энергия электрона в изолированном атоме

Решение такой задачи было предложено в 1931 г. Р.Кронигом и В.Пенни. Они аппроксимировали периодическое потенциальное поле кристалла рядом одинаковых чередующихся прямоугольных потенциальных барьеров (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Аппроксимация потенциальной функции электрона в кристалле

(по Кронигу и Пенни)

В этом приближении период кристаллической решетки с определяется как сумма ширины потенциального барьера b высотой U* и ширины потенциальной ямы а. Следуя Кронигу и Пенни, рассмотрим предельный случай этой задачи. Для этого будем уменьшать ширину барьера, устремляя ее к нулю, а высоту потенциального

барьера будем увеличивать, устремляя ее к бесконечности. Произведение ширины барьера на его высоту будем считать величиной постоянной. Найдем выражение для прозрачности барьера P:

bU ⋅ 4p

ma = P = const . (3.8)

Рассмотрим некоторые следствия из формулы (3.8).

1. P → ∞ это случай сильной связи электронов со своими атомами (барьеры непрозрачны), т.е. ширина разрешенных зон будет

уменьшаться, а величина запрещенных зон будет увеличиваться. Это приближение соответствует изолированному атому, когда имеются энергетические уровни, а не энергетические зоны.

2. P → 0 это случай слабой связи электронов со своими атомами (барьеры прозрачны для электронов), т.е. вообще нет запрещенных зон; это приближение соответствует представлению о свободном электронном газе в кристалле, т.е. соответствует представлению об электронах в металле.

3. Величина P велика (P << 1), но не обращается в бесконечность. Это промежуточный случай между очень сильной и очень слабой связью электронов со своими атомами. В этом случае и разрешенные, и запрещенные зоны имеют конечную величину.

Материал взят из книги Основы полупроводниковой техники и ее применение в автотранспортном комплексе (Ткачева Т.М.)

Электропроводность: полное руководство

Почти все, что вам нужно знать об электропроводности

Электропроводность

является полезным измерением в различных отраслях, приложениях и ситуациях. Точное знание того, что такое электрическая проводимость (EC/TDS), вариантов датчиков, правильных методов измерения и того, как дать датчикам немного ТСХ, когда они в этом нуждаются, может дать толчок вашему тестированию.

Откройте для себя мир электропроводности с помощью нашего полного руководства:

Что такое электропроводность?
Что такое удельное сопротивление?
Какие единицы измерения используются для измерения электропроводности и удельного сопротивления?
Общее количество растворенных твердых веществ (TDS)
Соленость
Что влияет на электропроводность?
Кто проверяет электропроводность?
Типы датчиков электропроводности
Датчики с двумя электродами
Датчики с четырьмя кольцами
Тороидальные зонды
Как выполнить измерение электропроводности
Основные советы по точному измерению электропроводности
Испытанный датчик электропроводности Поиск и устранение неисправностей

Что такое электропроводность?

Электропроводность (EC), проще говоря, это способность вещества или раствора проводить (передавать) электрический ток по определенной площади. Электропроводность также известна как EC. Ток может течь через жидкости на атомарном или ионном уровне. Легкость, с которой ток передается на определенную площадь, помогает количественно определить концентрацию ионов в образце. Однако концентрация ионов, определяемая измерением электропроводности, неспецифична. Это означает, что при измерении содержания ионов в растворе вы не сможете различать разные ионы.

Ионы — это заряженные частицы, свободно плавающие в растворе и не связанные с другими молекулами.Поскольку ионы заряжены, они могут переносить и передавать ток. Ионы образуются, когда твердое вещество, такое как соль, растворяется в жидкости с образованием электрических компонентов, имеющих противоположные электрические заряды. Хлорид натрия отделяется с образованием Na ⁺ и Cl ^—. Все ионы, присутствующие в растворах, вносят вклад в ток, протекающий через датчик, и, следовательно, вносят вклад в измерение электропроводности. Проводимость можно использовать как меру концентрации ионов, присутствующих в образце.

Hanna Совет: ПОМНИТЕ, измерения электропроводности не являются конкретными — они могут сказать вам концентрацию ионов, но не обязательно, что это за ионы.

Что такое удельное сопротивление?

Удельное сопротивление — это способность вещества ингибировать электрический ток. При низкой и очень низкой концентрации ионов измерение электропроводности становится трудным и неточным. Удельное сопротивление чаще используется для обнаружения следов загрязнения таких вещей, как сверхчистая вода.Поэтому шкала удельного сопротивления используется для выражения результатов, а не дробей. Цифры в точности обратны друг другу. Обратная величина 0,10 мкСм/см или 1/(0,10 x 10 ^-6 См/см)] равна 10 x 10 ⁶ Ом x см (10 МОм x см). Это также обычно называют «мегаом». Любая единица измерения может быть использована для указания одного и того же значения.

Таблица водной электропроводности/TDS/удельного сопротивления
Раствор	мкСм/см	мСм/см	частей на миллион	МОм x см
Чистая вода	0. 055			18.16
Типичная деионизированная вода	0,1			10
Дистиллированная вода	0,5			2
Дождевая вода	50 — 100		25 — 50	0,01 — 0,01
Питьевая вода	500 — 800	0,5 — 0,8	250 — 400	2.0–1,25 [кОм x см]
Питьевая вода (макс.)	1 055	1,055	528	0,95 [кОм x см]
Морская вода	56 000	56	28 000
1 моль/л NaCl	85 000	85	42,5 [ppt]
1 моль/л HCl	332 000	332	166 [ppt]

Какие единицы измерения используются для измерения электропроводности и удельного сопротивления?

Удельное электрическое сопротивление измеряется в омметрах или Ом x м. Вместо того, чтобы использовать единицы Ω-1 x м-1, в 1971 году Генеральная конференция по мерам и весам приняла единицу «сименс» (обозначаемую заглавной буквой S) в качестве производной единицы СИ. Единицей измерения электропроводности становится сименс на метр. Подразделение Soemens названо в честь Вернера фон Сименса, немецкого изобретателя и предпринимателя XIX века в области электротехники. До сименса на метр для измерения электропроводности использовалась единица мОм/см, где единица «мОм» — это обратная единица измерения ом.«Мхо» — это «ом», написанный наоборот. Из-за истории электропроводности микромо/см и миллисименс/см обычно переводятся в микросименс/см и миллисименс/см, потому что они соответствуют один к одному. Обычно используемой единицей измерения является одна миллионная доля сименса на сантиметр (микросименс на сантиметр или мкСм/см). При измерении более концентрированных растворов единицы измерения выражаются в миллисименсах/см (мСм/см). Для простоты выражения 1000 мкСм/см равны 1 мСм/см. Часто проводимость выражается просто как микро или миллисименсы.

Hanna Совет: Преобразование между различными единицами измерения электропроводности очень просто.

Например:

1000 микросименс/см (мкСм/см) = 1,0 миллисименс/см (мСм/см)

Знаете ли вы, что электропроводность может быть использована для определения других измерений?

Хотя следующие измерения точны, они считаются методами косвенных измерений. Это связано с тем, что используемый вами измеритель преобразует показания электропроводности с помощью коэффициента преобразования для получения измерений в нужных единицах.

Общее количество растворенных твердых веществ (TDS)

Одно измерение EC называется TDS (общее количество растворенных твердых веществ). Он измеряет количество растворенных веществ, как органических, так и неорганических, в растворе. Результаты TDS представлены в мг/л или г/л. Просто помните, что электропроводность напрямую связана с концентрацией ионных растворенных твердых веществ. Настоящим измерением TDS является гравиметрическое измерение. Каждое решение имеет уникальный коэффициент конверсии. Коэффициент преобразования рассчитывается с использованием известного значения TDS для вещества, а затем делится на измеренное значение проводимости того же вещества.Шкала TDS использует 2 мкСм / см = 1 ppm (частей на миллион как CaCO ₃ ), выраженных как 1 мг / л TDS.

Соленость

Измерения электропроводности можно использовать для определения солености в различных водах. Это очень важно помнить. Это означает, что измерение электропроводности можно использовать только для точного определения солености таких образцов, как морская вода. Все шкалы солености относятся к солености морской воды. Существует три различных шкалы солености.

Весы солености

Практическая шкала солености (PSU): Создана ЮНЕСКО в 1978 г. и измеряет соленость по шкале от 0 до 42. Эта шкала представляет собой коэффициент электропроводности и не имеет связанных с ней единиц измерения.
Процентная шкала (%): Эта шкала измеряет соленость по шкале от 0 до 400%, где 100% соответствует морской воде.
Шкала естественной солености: ЮНЕСКО определила эту шкалу в 1966 году и измеряет соленость по шкале от 0 до 80 ppt.

Hanna Совет: И TDS, и соленость считаются косвенными измерениями, поскольку измеритель преобразует показания электропроводности в нужные единицы с помощью алгоритма.

Что влияет на электропроводность?

Основным фактором, который может помешать измерениям электропроводности, является температура. Есть несколько избранных приложений, в которых другие параметры могут сильно влиять на электрическую проводимость (например, измерение почвы.)

Температура

Одним из параметров, который может повлиять на показания проводимости, является температура. Это связано с тем, как температура влияет на ионы в растворе. Когда раствор находится при более высокой температуре, ионы возбуждаются, сопротивление падает, а проводимость увеличивается. Когда раствор охлаждается, ионы не обладают такой большой энергией, поэтому проводимость падает, а удельное сопротивление увеличивается. Вы также можете внести погрешность, если температура ваших калибровочных растворов отличается от температуры вашего образца.Чтобы компенсировать это, датчики и/или счетчики могут иметь датчик температуры. Затем измерители EC могут скорректировать показания с помощью внутреннего расчета до эталонной температуры или бета. Некоторые измерители позволяют запрограммировать собственную бета-версию (температурный коэффициент), а другие — нет. Бета отличается для каждого вещества, так как ионы ведут себя по-разному от раствора к раствору.

Типовые температурные коэффициенты различных растворов
Образец	Процент/°C	Образец	Процент/°C
Сверхчистая вода	4.55	10% HCl	1,32
NaCl	2,12	5% H ₂ SO ₄	0,96
5% NaOH	1,72	98% H ₂ SO ₄	2,84

Кто проверяет электропроводность?

Измерить электрическую проводимость может каждый, от домашнего садовника до винодела и лаборанта. Вот несколько отраслевых примеров того, почему вы можете захотеть проверить электрическую проводимость.

Сельское хозяйство

Почва (фермерство, теплица, домашний садовник)

Если у вас здоровая почва, у вас будут счастливые растения. Проводимость измеряется, чтобы сделать вывод о количестве растворенных твердых веществ, питательных веществ и солености почвы. Каждый тип почвы обладает уникальными свойствами электропроводности, но это хороший способ определить, нужно ли вам больше удобрять или поливать растения. Если проводимость слишком низкая, скорее всего, вам нужно больше удобрений для ваших растений или они были чрезмерно политы. Если проводимость слишком высока, возможно, в почве слишком много питательных веществ, недостаточно полива или из-за поливной воды в почве накопились соли.

Многие факторы могут повлиять на электропроводность почвы. Наиболее распространенными факторами являются температура, тип почвы и уровень ее влажности, засоленность, орошение и удобрения, а также глубина залегания почвы. Тестирование почвы — это проверка баланса питательных веществ. Измерение EC подскажет вам, сколько там на самом деле. Помните, что электропроводность хорошо подходит для измерения силы ионов в почве. Это поможет вам отслеживать питательные вещества, доступные вашим растениям.

Растения обладают различной устойчивостью к растворенным солям и концентрациям питательных веществ. Такие растения, как горох и фасоль, очень чувствительны к отложениям солей в почве (ЕС должна быть ниже 2 мСм/см). Пшеница и помидоры имеют умеренную устойчивость к более высокой проводимости. Хлопок, шпинат и сахарная свекла являются примерами растений с очень высокой толерантностью к электропроводности; почва для этих растений может подняться до 16 мСм/см до того, как пострадает урожай.* Важно сбалансировать электропроводность вашей почвы, чтобы обеспечить оптимальное здоровье растений.

*Это ссылка из исследования, в котором измерялась электропроводность с помощью насыщенного почвенного экстракта 1:1 и 1:5.

Гидропоника и фертигация

Когда производители хотят удобрять свои культуры или поддерживать среду для выращивания, это прекрасный баланс между питательными веществами. Отличный способ контролировать эти питательные вещества — регулярно измерять EC и TDS. Более высокие значения EC и TDS указывают на то, что доступно больше питательных веществ, в то время как более низкие значения указывают на то, что необходимо добавлять питательные вещества.Помните, что это число не является конкретным, поэтому оно не скажет вам, какого питательного вещества может не хватать. Фертигаторы помогают иметь точный и эффективный способ мониторинга EC и корректировать питательные вещества с помощью измеряемой автоматической дозировки.

Напиток

Пиво

Грунтовые и поверхностные воды содержат большое количество минералов, а иногда и органических материалов и подвержены загрязнению в результате деятельности человека. С другой стороны, муниципальные предприятия часто регулируются законом для дезинфекции или предварительной обработки воды химическими веществами, удаляя загрязняющие вещества, которые могут отрицательно сказаться на вкусе или здоровье. Эти добавки, которые делают питьевую воду безопасной, могут быть проблемой для пивоваров, поскольку дезинфицирующие средства могут привести к появлению посторонних привкусов в пиве. Положительным моментом является то, что TDS может предоставить вам показатель общей минерализации вашей воды. Недостатком является то, что TDS не специфичен для ионов.

Мониторинг вашего TDS — это хороший способ быть в курсе любых необычных изменений в вашем водоснабжении. Кроме того, высокое значение TDS может указывать на воду, которая более агрессивна для оборудования и склонна к образованию накипи.Вода, используемая для пивоварения, должна иметь TDS менее 500 частей на миллион.

Некоторые пивовары могут захотеть использовать варианты селективной очистки воды, такие как системы обратного осмоса, для удаления минералов из поступающей воды, чтобы изменить профиль воды. Этого можно достичь, добавляя пивоваренные соли и бикарбонаты. Возможность определять профиль воды позволяет создавать разнообразные пивные стили.

Вино

Если у вас когда-либо из холодильника вынималась бутылка вина с мелкой плавающей «пылью», этот винодел должен был применить более строгую холодную стабилизацию.Хорошая новость: «пыль» —

просто кристаллы виннокислого калия и ничего не сделают, если вы выпьете вино. Виноделы могут стабилизировать свое вино холодом с помощью серии тестов, одним из которых является контроль электропроводности. В этом тесте вино сначала выдерживают при установленной низкой температуре, и снимаются первые показания электропроводности. Затем добавляют тартрат калия (KHT), чтобы увидеть, остается ли он несвязанным (плавает). Затем снимают второе показание электропроводности.Если показатель электропроводности изменится на 5%, вино не будет устойчивым к холоду.

Вода

Аквакультура

Мониторинг электропроводности — хороший способ проверить соленость в аквакультуре. Например, правильная соленость является ключом к здоровой аквакультуре моллюсков. Моллюски — интересные существа, так как соленость их крови напрямую зависит от солености окружающей среды. Для них соленость крови влияет на активность их ферментов. Эта ферментативная активность напрямую влияет на скорость их роста и здоровье.Для быстрого решения моллюски открывают и закрывают свои раковины, чтобы попытаться контролировать уровень солености внутри них. Однако, если надлежащая соленость не поддерживается, вы можете столкнуться с задержкой роста или смертью моллюска. Соленость от 20 до 30 ppt считается здоровой для моллюсков.

Лаборатория

Фармакопея США

Для очищенной воды и WFI (воды для инъекций) требуется

USP <645> с соответствием Stage 1, 2 и 3. Мы предлагаем инструменты, способные выполнять все три этапа, требуемые этим стандартом.Вот некоторые из этих требований: разрешение 0,1 мкСм/см или выше, точность при 1,3 мкСм/см от 0,1 мкСм/см, возможность считывания с автоматической температурной компенсацией или без нее, постоянная ячейки должна быть известна с погрешностью лучше 2 %. Электропроводность частично зависит от других факторов, таких как pH, температура и количество атмосферного углекислого газа, растворенного в воде с образованием ионов (собственная проводимость). Проводимость также зависит от ионов хлорида, натрия и аммония, рассматриваемых как примеси воды (посторонняя проводимость).Проводимость (собственная и внешняя) воды измеряется и сравнивается со значениями, указанными в таблице, чтобы оценить, подходит ли исследуемая вода для использования в фармацевтических целях. Если образец не проходит Стадию 1, необходимо провести дополнительные испытания (Этапы 2 и 3), чтобы определить, вызвано ли чрезмерное значение проводимости внутренними факторами или посторонними ионами.

Промышленный

Покрытие

Несмотря на то, что существует множество способов гальванического покрытия, все они имеют одну общую черту: всегда требуется промывочная ванна.Промывочные ванны помогают очистить металлические детали от загрязнений и остатков в промежутках между различными этапами процесса нанесения покрытия. Все остатки загрязняют промывочные ванны, и в конечном итоге они становятся слишком загрязненными для использования. Однако использование всей промывочной ванны впустую требует много времени и приводит к большому количеству отходов. Чтобы свести к минимуму это, контролируется электропроводность, чтобы определить, когда может потребоваться промывка дополнительной водой, чтобы ванны оставались пригодными для использования.

Продувка котла

Котлы помогают обогревать наши дома, предприятия, общественные здания и производственные процессы.В больших котлах, особенно в котельных, через систему проходит много питательной воды. В питательной воде есть примеси, и эти примеси могут вызвать проблемы. При нагревании вода испаряется и превращается в пар, а примеси остаются. Со временем вы будете испытывать накопление этих примесей, и они могут повлиять на эффективность системы котла. Два способа избавиться от отложений — проверить поверхностную воду на наличие растворенных твердых частиц или обработать ее, а также продувку дна, когда система реверсируется и отложения вымываются. Мониторинг EC можно использовать для мониторинга TDS и автоматического запуска продувки. Это повысит КПД котельной системы.

Какие типы датчиков электропроводности существуют?

Теперь, когда мы рассмотрели, что такое электропроводность, типы тестов, которые вы можете проводить, и почему вас может заинтересовать электропроводность, давайте перейдем к датчикам электропроводности. Существует три типа датчиков электропроводности: датчики с двумя электродами, датчики с четырьмя кольцами и тороидальные датчики.Вы можете знать их под другими названиями, такими как: амперометрические датчики, потенциометрические датчики и индуктивные датчики.

Датчики с двумя электродами

Двухэлектродные зонды работают через два электрода, которые изолированы друг от друга, но таким образом, что они могут одновременно поддерживать контакт с образцом. Они изготовлены из нереакционноспособных материалов, таких как нержавеющая сталь или графит. Материалы должны быть нереактивными, чтобы у зондов не было побочных реакций с образцом, а также чтобы они не разлагались при контакте с образцом (т. е. устойчивость к ржавчине и др.). Два электрода пропускают через образец ток определенной частоты. Помните, о чем мы говорили ранее с ионами? Это вступает в игру здесь. Чем больше ионов у вас в образце, тем ниже сопротивление, которое вы будете иметь для тока, чтобы достичь другого электрода. Это приведет к более высоким показаниям проводимости.

Датчики с двумя электродами просты в использовании, относительно недороги, требуют очень небольшого количества образца для получения точных показаний, и вам не нужно беспокоиться об эффекте краевого поля.Не волнуйтесь, мы немного рассмотрим, что это такое. При использовании двухэлектродных зондов пространство между двумя электродами должно быть стабильным. Если электроды погнутся или на них скопится осадок, вы получите неточные показания. Каждый зонд покрывает только ограниченный диапазон EC, поэтому, если вы тестируете образцы с низким и высоким диапазоном, вам нужно будет купить несколько датчиков и/или измерителей. Кроме того, чем выше значение EC при использовании двухэлектродного датчика, тем больше погрешность. Последнее, на что следует обратить внимание при использовании двухэлектродных датчиков, — это так называемый эффект поляризации.Эффект поляризации возникает, когда между двумя электродами накапливается заряд. Эта дополнительная плата может привести к тому, что ваши показания EC будут ниже ожидаемых. Это можно свести к минимуму с помощью двухэлектродных зондов, электроды которых сделаны из графита, а не из нержавеющей стали.

Датчики с четырьмя кольцами

Датчик с четырьмя кольцами работает немного иначе, чем датчик с двумя электродами. Вместо двух электродов, которые пропускают переменный ток туда и обратно, этот зонд имеет четыре платиновых кольца на корпусе электрода, а также вентиляционное отверстие.Верхнее и нижнее кольца действуют как приводные электроды для зонда. Эти два кольца подают переменное напряжение на образец, и это индуцирует ток. Два центральных кольца — это ваши сенсорные кольца или электроды. Они измеряют падение потенциала тока, генерируемого приводными электродами. Падение потенциала — это разница в напряжении между двумя точками цепи. Когда образец вводится в образец, падение потенциала изменяется пропорционально проводимости.

При использовании датчика с четырьмя кольцами вам нужен только один датчик для охвата всего диапазона измерения, до 1 Симена на сантиметр, и они более точны при высоких уровнях проводимости, чем датчики с двумя электродами.Вам также не нужно беспокоиться об эффекте поляризации. Конструкция этого зонда с учетом расположения колец обеспечивает поддержание постоянного поля тока вокруг колец; он действует как щит. Для датчика с четырьмя кольцами вам придется использовать больший объем образца, чтобы надлежащим образом погрузить датчик в воду, и это больше финансовых вложений. Хотя вам не нужно беспокоиться об эффекте поляризации, вам нужно опасаться эффекта краевого поля. Это происходит, когда поле измерения, этот постоянный ток, выходит за пределы зонда.Вам нужно беспокоиться об эффекте краевого поля только в том случае, если ваш зонд находится слишком близко к стенкам контейнера или трубы, где вы проводите измерение электропроводности. Хорошее эмпирическое правило — держать датчик на расстоянии не менее дюйма от всех поверхностей. Расстояние, на котором вы должны держать зонд, варьируется, поэтому просто сверьтесь с инструкцией.

Тороидальные датчики

Тороидальные датчики иногда называют бесконтактными датчиками или безэлектродными датчиками. Требуется управляющий процессор. Поэтому они используются в технологическом оборудовании.Зонд немного похож на пончик, так как он состоит из двух индуктивно связанных катушек, уложенных друг на друга. Две катушки заключены в химически стойкую пластиковую оболочку. Одна катушка действует как управляющий электрод, который подает ток (магнитное поле), а вторая является приемником или электродом-датчиком. Затем отслеживаются изменения в поле.

Тороидальные зонды

хороши тем, что образец никогда не касается образца, поскольку они заключены в пластиковый корпус. Вам не нужно беспокоиться об эффекте поляризации или краевом поле.Зонд имеет очень низкую вероятность загрязнения или засорения, и вам не нужны калибровочные растворы. Они очень точны в образцах высокого диапазона, до 2 Сименс на сантиметр. Пластиковый корпус химически устойчив. Однако тороидальные датчики проводимости дороги и не подходят для образцов EC с низким диапазоном. Несмотря на то, что пластиковая оболочка является химически стойкой, она не является непроницаемой. Следите за тем, чтобы в пробе не было органических растворителей или концентрированного хлора. Некоторые гальванические ванны также могут вызывать проблемы из-за несовместимости с пластиком.

Датчики электропроводности: сравнение
Тип зонда	Плюсы	Минусы
Датчики с двумя электродами	Недорого,. Небольшой объем выборки. Нет эффекта краевого поля.	Для каждого диапазона измерений вам нужен отдельный измеритель/зонд. Эффект поляризации.
Датчики с четырьмя кольцами	Один пробник охватывает весь диапазон измерений. Отсутствие эффекта поляризации.	Краевой эффект поля. Нужен больший объем пробы. Больше финансовых вложений.
Тороидальные датчики	Более высокий диапазон тестирования. Химически стойкий.	Более низкая точность в выборках нижнего диапазона. Самый дорогой из трех типов зондов.

Как выполнить калибровку или измерение электропроводности:

При калибровке рекомендуется выполнить следующие шаги:

Вам потребуются: два стакана, эталон калибровки, измеритель, зонд EC и деионизированная вода.

Еще до помещения зонда в эталон.
а. Промойте датчик в деионизированной воде (можно использовать дистиллированную воду, но не используйте водопроводную или питьевую воду).
б. Аккуратно стряхните лишнюю воду с зонда.
с. Погрузите зонд в химический стакан или чашку с каким-либо эталоном.
д. Покрутите зонд, а затем извлеките его из стакана.
эл. Повторите шаги c и d 3–5 раз, чтобы «очистить» датчик.
Далее можно откалибровать зонд в стандарте.
а. Налейте свежую меру стандарта.
б. Включите счетчик.
с. Погрузите зонд в химический стакан или чашку с каким-либо эталоном.
д. Покрутите зонд, а затем извлеките его из стакана.
эл. Повторите шаги b и c 3–5 раз, чтобы «очистить» зонд.
ф. Покрутите и постучите (осторожно) по зонду на дне стакана. Это удалит любые захваченные пузырьки воздуха.
г. Аккуратно перемешайте раствор, в стандарт не нужно вносить лишние пузырьки воздуха.
час. Подождите, пока зонд не достигнет теплового равновесия (подождите, пока температура не стабилизируется).

Измерение образца выполняется аналогично для двухэлектродных и четырехкольцевых зондов. Просто замените калибровочный стандарт своим образцом, и все готово.

10 основных советов по точному измерению электропроводности

Компания Hanna имеет многолетний опыт тестирования электропроводности. Мы обнаружили, что есть десять основных моментов, которые следует помнить при тестировании.

Совет № 1: Правильное погружение зонда.

Неполное погружение зонда может привести к ошибочным или неточным показаниям электропроводности.Количество зонда, которое необходимо погрузить, зависит от типа зонда электропроводности. Для зондов с двумя электродами требуется меньший объем образца, поскольку необходимо покрыть только чувствительную часть зонда. Четырехэлектродные зонды требуют большего объема пробы, поскольку вентиляционное отверстие над кольцами должно быть погружено в воду.

Совет № 2: Используйте пластиковую мензурку.

Этот наконечник предназначен для использования четырехкольцевого зонда. Помните, как мы упоминали ранее об эффекте краевого поля? Чтобы еще больше свести к минимуму этот эффект, мы рекомендуем использовать пластиковую мензурку при выполнении калибровки или измерения.Стеклянные или металлические контейнеры могут вызывать электромагнитные помехи (также известные как электромагнитные помехи). Используйте пластиковую мензурку и держите датчик на расстоянии не менее одного дюйма от всех сторон мензурки.

Совет № 3 Всегда промывайте зонд.

Солевые отложения и другие остатки могут загрязнить калибровочные буферы и образцы. Это приведет к неточным и ошибочным показаниям. Следуйте инструкциям по промывке датчика электропроводности, приведенным выше в разделе «Как выполнить калибровку или измерение электропроводности».

Совет № 4. Всегда храните датчик надлежащим образом.

Хранить обычный датчик электропроводности очень просто. Убедитесь, что зонд чистый, а затем храните его в сухом виде. Однако, если у вас есть комбинированный датчик (электропроводность/pH), вы должны соблюдать определенные правила хранения, чтобы сохранить целостность датчика. При неправильном хранении комбинированного зонда стекло pH может высохнуть, что приведет к неточным показаниям. При использовании комбинированного зонда всегда храните зонд в растворе для хранения pH.Вы всегда можете обратиться к руководству, чтобы определить точный тип.

Вы случайно не хранили комбинированный зонд сухим? Не беспокойся! Вы можете оживить высохшее рН-стекло, замочив зонд в растворе для хранения рН как минимум на один час.

Совет № 5. Регулярно очищайте зонд.

Как и в случае с pH-зондом, датчики электропроводности требуют определенных действий, чтобы содержать их в чистоте и поддерживать в идеальном состоянии. Отложения, соли и другие загрязнения могут со временем накапливаться на датчике электропроводности.Накопление может мешать электродной части зондов, а также вентиляционному отверстию на четырех кольцевых зондах. Это может вызвать проблемы со чтением, а также ошибки калибровки. Для удаления отложений используйте теплую воду с добавлением мыльных поверхностно-активных веществ. Затем тщательно промойте зонд деионизированной водой. Не используйте чистящие растворы или растворители, так как они могут повредить датчик.

Если у вас есть комбинированный датчик, в котором измерения электропроводности и измерения pH могут выполняться с помощью одного и того же датчика, обратитесь к руководству по pH.

Совет № 6. Чаще выполняйте калибровку.

Правильная калибровка датчика электропроводности поможет вам получить точные результаты. Датчики электропроводности можно калибровать по одной точке калибровки или по нескольким точкам калибровки. Если датчик используется каждый день, то датчик следует калибровать ежедневно. Если зонд используется реже, откалибруйте его перед использованием.

Если у вас есть вопросы о калибровке, ознакомьтесь с разделом «Как выполнить калибровку или измерение электропроводности» выше или обратитесь к руководству пользователя для вашего конкретного датчика.

Совет № 7. Всегда используйте свежий стандарт калибровки.

Стандарты калибровки электропроводности не обладают буферной емкостью. Это означает, что стандарты легко загрязняются. Любое загрязнение калибровочных стандартов вызовет ошибки в процессе калибровки. Во избежание загрязнения калибровочного стандарта всегда используйте свежие стандарты. Конкретные инструкции по калибровке см. в разделе «Как выполнить калибровку или измерение электропроводности» выше.

Совет № 8. Проверьте наличие пузырьков.

При погружении четырехкольцевого зонда в воду иногда может попадать воздух между внутренним зондом или пузырьки воздуха могут оставаться на поверхности зонда. и втулку зонда. Пузырьки могут показаться незначительными, но они могут привести к ошибочным калибровкам и показаниям. Чтобы избавиться от пузырьков, погрузите четырехкольцевой зонд за вентиляционное отверстие. Затем перемещайте зонд вверх и вниз в образце или калибровочном стандарте. Вы также можете осторожно постучать зондом по дну стакана, чтобы удалить все пузырьки, которые еще не рассеялись.

Совет № 9. Выберите правильный датчик для своего образца.

Имейте в виду, что не все датчики электропроводности могут выполнять измерения во всех диапазонах измерений. Например, датчики с двумя электродами покрывают только определенный диапазон, для измерения которого они предназначены. Познакомьтесь со своим образцом. Если ваш диапазон выборки варьируется, вам понадобится датчик, который покрывает весь возможный диапазон.

Совет № 10: уделите время стабильности.

Неважно, насколько точен датчик или измеритель, все равно потребуется дополнительная минута или две, чтобы показания стабилизировались.Это верно, даже если ваш датчик имеет встроенный датчик температуры. Дополнительное время окупится и поможет вам получить точные показания.

Что делать, если вы столкнулись с проблемой?

Проверенные и проверенные методы устранения неполадок с датчиком электропроводности всегда полезно иметь в своем наборе инструментов. Ниже приведены 3 основные проблемы, с которыми люди сталкиваются при тестировании электропроводности. На каждую проблему будут даны ответы с решениями, которые помогут вам найти и устранить неполадки в датчике и измерителе электропроводности.

Проблема №1: Мои показания постоянно дрейфуют или неустойчивы.

Вопрос: Ваш датчик загрязнен?

В зависимости от пробы к зонду может прилипнуть мусор. Регулярно очищайте зонд, чтобы предотвратить образование отложений между электродами (двухэлектродный зонд) или закупорку вентиляционного отверстия (четырехкольцевые зонды). Промывайте зонд между измерениями и до/после хранения, чтобы предотвратить накопление. Особенно при работе с водой остатки могут быть незаметны невооруженным глазом, поэтому, если есть сомнения, смойте.

Вопрос: Правильно ли настроен датчик?

Убедитесь, что разъем зонда правильно подключен к измерителю (при использовании зонда с кабелем). Для разъемов 3,5 мм убедитесь, что штифт полностью вставлен в порт. Для разъемов DIN/Quick DIN дважды проверьте правильность расположения контактов.

Если у вас новый зонд с четырьмя кольцами, загляните внутрь гильзы зонда в нижней части. Вокруг внутренней части зонда имеется небольшой прозрачный резиновый круг.Это поможет сохранить зонд во время транспортировки, но может помешать вашим показаниям. Осторожно снимите резиновый круг, затем повторно откалибруйте датчик.

Вопрос: Правильно ли вы выбрали датчик для своего образца?

Убедитесь, что зонд правильно погружен в воду. Два зонда-электрода должны быть слегка погружены в воду, чтобы покрыть пластины. Для четырех кольцевых зондов необходимо, чтобы вентиляционное отверстие над кольцами также было погружено в воду.

Убедитесь, что между зондом и всеми сторонами стакана есть зазор не менее одного дюйма.

Проверьте допустимый диапазон измерений для вашего двухэлектродного зонда. Если ваш образец выходит за пределы допустимого диапазона, вам понадобится датчик с четырьмя кольцами.

Вопрос: Вы калибровали?

Правильная и частая калибровка имеет ключевое значение. Если зонд используется ежедневно, калибруйте его ежедневно. В противном случае откалибруйте датчик перед использованием.

Проблема №2: Мои показания неточны.

Вопрос: Вы помните об эффекте поляризации?

Эффект поляризации возникает, когда между двумя электродами накапливается заряд.Эта дополнительная плата может привести к тому, что ваши показания EC будут ниже ожидаемых. Это можно свести к минимуму с помощью двух электродных зондов, изготовленных из графита, а не из нержавеющей стали.

Вопрос: Вы помните об эффекте краевого поля?

Эффект краевого поля, когда поле измерения, постоянный электрический ток, выходит за пределы зонда. Вам нужно беспокоиться об эффекте краевого поля только в том случае, если ваш зонд находится слишком близко к стенкам контейнера или трубы, где вы проводите измерение электропроводности.Хорошее эмпирическое правило — держать датчик на расстоянии не менее дюйма от всех поверхностей. Расстояние, на котором вы должны держать зонд, варьируется, поэтому просто сверьтесь с инструкцией.

Вопрос: Вы калибровали?

Если вы тестируете по стандартам USP или агрессивным химическим веществам, вам нужно будет проводить калибровку чаще. Если зонд используется ежедневно, калибруйте его ежедневно. В противном случае откалибруйте датчик перед использованием.

Вопрос: Вы правильно откалибровали?

Ознакомьтесь с нашим Руководством по техническому обслуживанию , чтобы убедиться, что вы правильно выполнили шаги по калибровке.

Вопрос: Вы использовали правильный стандарт калибровки?

При выполнении калибровки по одной точке сначала выполните калибровку в воздухе (нулевая точка), а затем используемый калибровочный стандарт должен быть максимально приближен к фактической концентрации пробы. Если концентрация пробы регулярно колеблется в широком диапазоне, вам может понадобиться датчик и измеритель, которые можно откалибровать по нескольким стандартам, чтобы повысить точность.

Вопрос: Вы достигли теплового равновесия?

Даже при температурной компенсации датчику требуется время для достижения стабильного температурного состояния.Обязательно подождите несколько минут, пока зонд достигнет этого равновесия.

Вопрос: Вы избавились от пузырьков воздуха?

Пузырьки воздуха могут испортить показания, поскольку чувствительные части зондов могут быть не полностью погружены в образец. Аккуратно покрутите зонд и/или постучите зондом по дну стакана. Этого должно быть достаточно, чтобы вытеснить любые захваченные пузырьки.

Вопрос Может быть, что в вашем аналите неионогенное?

Не все вещества, вызывающие TDS, распадаются на ионы в растворе.Дважды проверьте, распадается ли ваш аналит на ионы в растворе. Если он не станет ионным, могут быть доступны другие способы тестирования.

Проблема №3: Мой датчик не калибруется.

Вопрос: Вы используете загрязненный эталон?

Помните, что эталоны калибровки не обладают буферной емкостью. Попробуйте взять несколько новых/чистых стаканов и налить в каждый свежий стандарт. Затем используйте один стакан в качестве дополнительной «промывки», чтобы стандарт для калибровки оставался как можно более свободным от загрязнения.

Вопрос: Вода для полоскания загрязнена?

Датчики

EC очень чувствительны, и, как упоминалось выше, эталоны калибровки легко загрязняются. Старая вода для полоскания или вода из-под крана может содержать загрязнения. Можно использовать дистиллированную воду, но лучше всего использовать деионизированную воду.

Вопрос: Правильно ли вы хранили зонд?

Электрохимические зонды

следует хранить в сухом виде, если только они не являются комбинированными электрохимическими/pH-зондами. Если у вас есть комбинированный зонд, его следует хранить в растворе для хранения HI70300, чтобы стеклянный pH-зонд оставался увлажненным и находился в рабочем состоянии.

Не забывайте: регулярно чистить, часто калибровать, всегда заботиться

Есть вопросы?

Свяжитесь с техническим специалистом Hanna по адресу [email protected], через чат в правом нижнем углу экрана или обратитесь в местный офис Hanna.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie
потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Электропроводность как движущая сила биологической и геологической пространственной неоднородности в Пукиос, Салар-де-Льямара, пустыня Атакама, Чили

Ротшильд, Л. и Манчинелли, Р. Жизнь в экстремальных условиях. Природа 409 , 1092–1101 (2001).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
пабмед
Статья

Google Scholar

Кавиккиоли, Р. Экстремофилы и поиски внеземной жизни. Астробиология 2 , 281–292 (2002).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
пабмед
Статья
ПабМед Центральный

Google Scholar

Парро, В. и др. Микробный оазис в гиперсоленых недрах атакамы, обнаруженный чипом-детектором жизни: последствия для поиска жизни на Марсе. Астробиология 11 , 969–996 (2011).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
пабмед
ПабМед Центральный
Статья

Google Scholar

«>
Lee, CJD и др. Рассолы, насыщенные NaCl, являются термодинамически умеренными, а не экстремальными местами обитания микробов. FEMS Microbiol. 42 , 672–693 (2018).
КАС
пабмед
Статья
ПабМед Центральный
Google Scholar

Колейн, К. и др. В криптоэндолитических сообществах Антарктики, находящихся на противоположном солнце, отбираются специфические адаптации, что было выявлено с помощью нецелевой метаболомики. PLoS ONE 15 , 1–17 (2020).

Артикул
КАС

Google Scholar

Ратур, Р. и др. Сравнительное метагеномное исследование показывает микробное разнообразие и его роль в биогеохимическом цикле озера Пангонг. науч. Общая окружающая среда. 731 , 139074 (2020).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
пабмед
Статья
ПабМед Центральный

Google Scholar

«>
Suosaari, EP et al. Новые многомасштабные перспективы строматолитов залива Шарк, Западная Австралия. науч. Респ. 6 , 1–13 (2016).
Артикул
КАС
Google Scholar

Suosaari, EP et al. Строматолитовые провинции бассейна Гамелин: физико-географический контроль строматолитов и связанных с ними литофаций. Дж. Осадок. Рез. 89 , 207–226 (2019).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
Статья

Google Scholar

Вонг Х., Ахмед-Кокс А.и Бернс, Б. Молекулярная экология микробных матов с гиперсолевым раствором: современные идеи и новые направления. Микроорганизмы 4 , 6 (2016).

Центральный пабмед
Статья
КАС

Google Scholar

Гротцингер, Дж. Р. и Нолл, А. Х. Строматолиты в докембрийских карбонатах: вехи эволюции или экологические ориентиры?. год. Преподобный Планета Земля. науч. 27 , 313–358 (1999).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
пабмед
Статья

Google Scholar

Гротцингер, Дж. П. и Джеймс, Н. П. Докембрийские карбонаты: эволюция понимания. В Карбонатная седиментация и диагенез в эволюционирующем докембрийском мире (ред. Гротцингер, Дж. П. и Джеймс, Н. П.) 3–20 (Общество осадочной геологии, 2000).

Глава

Google Scholar

Демергассо, К. и др. Микробные маты из солончака Лламара, север Чили. Преподобный Чил. История Нац. 76 , 485–499 (2003).

Артикул

Google Scholar

Демергассо, К. и др. Распределение генетического разнообразия прокариот в аталассохалинных озерах пустыни Атакама, север Чили. ФЭМС Миробиол. Экол. 48 , 57–69 (2004).

КАС
Статья

Google Scholar

Сагай, А. и др. Выявление микробных взаимодействий в сообществах стратифицированных матов из теплого соленого мелководного пруда. Окружающая среда. микробиол. 19 , 2405–2421 (2017).

ПабМед
ПабМед Центральный
Статья
КАС

Google Scholar

Shen, J., Zerkle, A.L., Stueeken, E. & Claire, M.W. Нитраты как потенциальный источник азота для микробных экосистем в гипераридной марсианской аналоговой системе. Жизнь 9 , 79 (2019).

Центральный пабмед
Статья
КАС
пабмед

Google Scholar

Альбаррасин, В. Х., Гальван, Ф. С. и Фариас, М. Э. Экстремальная микробиология в лагуне Сокомпа: высокогорное андское озеро (3570 м над уровнем моря) в Сальте, Аргентина. В Микробные экосистемы в экстремальных условиях Центральных Анд: биопленки, микробные маты, микробиалиты и эндоэвапориты (изд. Фариас, М.Э.) 205–220 (Springer, 2020).

Глава

Google Scholar

Асалос, Х.М. и др. Бактериальное разнообразие высокогорного талого пруда вечной мерзлоты, расположенного на острове Охос-дель-Саладо (Сухие Анды, регион Альтиплано-Атакама). Астробиология 20 , 754–765 (2020).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
пабмед
Статья
КАС

Google Scholar

Бойди, Ф. Дж., Млевски, Э. К., Гомес, Ф. Дж. и Жерар, Э. Характеристика микробиалитов и микробных матов гиперсоленого озера Лагуна Негра (Пуна Катамарка, Аргентина).В Microbial Ecosystems in Central Andes Extreme Environments (ed. Farías, ME) 183–203 (Springer, 2020).

Глава

Google Scholar

«>
Фариас, М. Э. и Саона Акунья, Л. А. Современные микробные маты и эндоэвапоритовые системы в озерах Анд: общий подход. В Microbial Ecosystems in Central Andes Extreme Environments (ed. Farías, ME) 21–33 (Springer, 2020).
Глава
Google Scholar

Фариас, М.E., Villafañe, PG & Lencina, A.I. Интегральное исследование проекта андской микробной экосистемы. В Microbial Ecosystems in Central Andes Extreme Environments (ed. Farías, ME) 245–260 (Springer, 2020).

Глава

Google Scholar

Гомес, Ф. Дж., Бойди, Ф. Дж., Млевски, Э. К. и Жерар, Э. Карбонатная система в гиперсоленых озерах: пример Лагуна Негра (в регионе Пуна, Катамарка, Аргентина).В Microbial Ecosystems in Central Andes Extreme Environments (ed. Farías, ME) 231–242 (Springer, 2020).

Глава

Google Scholar

«>
Оталора, Ф. и др. Гидрохимическая и минералогическая эволюция в результате эвапоритных процессов в рассолах Салар-де-Льямара (Атакама, Чили). ACS Earth Sp. хим. 4 , 882–896 (2020).
Артикул
КАС
Google Scholar

Расук М.C., Visscher, PT, Leiva, MC и Farías, ME Маты и микробиалиты из Laguna La Brava. В Microbial Ecosystems in Central Andes Extreme Environments (ed. Farías, ME) 221–230 (Springer, 2020).

Глава

Google Scholar

Демергассо, К. и др. Новизна и пространственно-временная неоднородность бактериального разнообразия гиперсоленого озера Тебенкиче (Салар-де-Атакама). Экстремофилы 12 , 491–504 (2008).

КАС
пабмед
Статья

Google Scholar

del Rocío Mora-Ruiz, M. & Díaz-Gil, C. Разнообразие микробов в аталассохалиновых аргентинских солеварнях. В Microbial Ecosystems in Central Andes Extreme Environments (ed. Farías, ME) 165–179 (Springer, 2020).

Глава

Google Scholar

Vignale, F. A. и др. Литифицирующие и нелитифицирующие микробные экосистемы водно-болотных угодий и солончаков центральных Анд. Микроб. Экол. https://doi.org/10.1007/s00248-021-01725-8 (2021 г.).

Артикул
пабмед

Google Scholar

Стивалетта, Н., Барбьери, Р., Севенини, Ф. и Лопес-Гарсия, П. Физико-химические условия и микробное разнообразие, связанные с отложениями эвапоритов в Лагуна-де-ла-Пьедра (Салар-де-Атакама, Чили). Геомикробиолог. J. 28 , 83–95 (2011).

КАС
Статья

Google Scholar

«>
Фариас, М.Е. и др. Характеристика бактериального разнообразия, связанного с микробными матами, гипсовыми эвапоритами и карбонатными микробиалитами в талассо-болотных угодьях: Тебенкиче и Ла-Брава, Салар-де-Атакама, Чили. Экстремофилы 18 , 311–329 (2014).
ПабМед
Статья
КАС
Google Scholar

Fernandez, A. B. и др. Микробное разнообразие в донных экосистемах (куполы эвапоритов, микробные маты и корки) гиперсоленой лагуны Тебенкиче, Салар-де-Атакама, Чили. Перед. микробиол. 7 , 1–18 (2016).

Артикул

Google Scholar

Расук М.С. и др. Бактериальное разнообразие в микробных матах и отложениях пустыни Атакама. Микроб. Экол. 71 , 44–56 (2016).

КАС
пабмед
Статья

Google Scholar

«>
Фариас, М.Е. и др. Прокариотическое разнообразие и биогеохимические характеристики бентических микробных экосистем в Ла-Брава, гиперсоленом озере в Салар-де-Атакама, Чили. PLoS ONE 12 , 1–25 (2017).
Артикул
КАС
Google Scholar

Гутьеррес-Пресиадо, А. и др. Функциональные сдвиги в микробных матах резюмируют метаболические переходы на ранней Земле. Нац. Экол. Эвол. 2 , 17:00–17:08 (2018).

ПабМед
ПабМед Центральный
Статья

Google Scholar

Эскудеро, Л. и др. Тиотрофное микробное сообщество в кислом соленом озере в северной части Чили. Антони Ван Левенгук 111 , 1403–1419 (2018).

ПабМед
Статья
ПабМед Центральный

Google Scholar

Chong-Díaz, G. Die Salare in Nordchile — Geologie, Struktur und Geochemie. Геотектон. Форш. 67 , 1–146 (1984).

Google Scholar

Рисачер, Ф.и Фриц, Б. Геохимия боливийских саларов, Липес, южное Альтиплано: происхождение растворенных веществ и эволюция рассола. Геохим. Космохим. Acta 55 , 687–705 (1991).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
Статья

Google Scholar

Пуэйо, Дж. Дж., Чонг, Г. и Дженсен, А. Неогеновые эвапориты в вулканических средах пустыни: пустыня Атакама, север Чили. Седиментология 48 , 1411–1431 (2001).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
Статья

Google Scholar

Simicic Hernández, Y. P. Распределение мощности олиго-неогенового осадочного чехла пампасов Тамаругал, Север Чили (от 20°45’ до 21°30’ ю.ш.) (Universidad de Chile, 2015).

Google Scholar

Кабрера С., Боццо С. и Фуэнзалида Х. Изменения УФ-излучения в Чили. Дж.Фотохим. Фотобиол. Б биол. 28 , 137–142 (1995).

КАС
Статья

Google Scholar

Cabrol, N. A. и др. Жизнь в Атакаме: В поисках жизни с марсоходами (научный обзор). Ж. Геофиз. Рез. Биогеология. https://doi.org/10.1029/2006JG000298 (2007 г.).

Артикул

Google Scholar

Солари, М. Неизведанное геобиологическое наследие Чили: ключ к пониманию прошлого и будущего.В году XIV съезда. Геологический чил. 1–5 (2015).

Расук М.С. и др. Микробная характеристика микробных экосистем, связанных с эвапоритовыми куполами гипса в Салар-де-Лламара в пустыне Атакама. Микроб. Экол. 68 , 483–494 (2014).

КАС
пабмед
Статья

Google Scholar

Сурма Дж., Ассонов С., Херварц Д., Фойгт К. и Штаубвассер М.Эволюция избытка 17О в поверхностных водах аридной среды при подпитке и испарении. науч. Респ. 8 , 4972 (2018).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
пабмед
ПабМед Центральный
Статья

Google Scholar

Расук, М. К., Лейва, М. К., Курт, Д. и Фариас, М. Э. Полная характеристика стратифицированных экосистем Салар-де-Лламара (пустыня Атакама). В микробных экосистемах в экстремальных условиях Центральных Анд (изд.Фариас, штат Массачусетс) 153–164 (Springer, 2020).

Глава

Google Scholar

Кифер, Э., Дорр, М., Иббекен, Х. и Готце, Х. Гравитационный баланс массы аллювиального веерного гиганта: Веер Аркас, Пампа-дель-Тамаругал, Северная часть Чили. Рев. геол. Чили 24 , 165–185 (1997).

Google Scholar

Хьюстон, Дж. и Хартли, А.Дж. Дождевая тень западного склона центральных Анд и ее потенциальный вклад в возникновение гиперзасушливости в пустыне Атакама. Междунар. Дж. Климатол. 23 , 1453–1464 (2003).

Артикул

Google Scholar

Дунай, Т.Дж., Лопес, Г.А.Г. и Хуес-Ларре, Дж. Олигоцен-миоценовый возраст засушливости в пустыне Атакама, выявленный путем датирования подверженных эрозии форм рельефа. Геология 33 , 321–324 (2005).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
Статья

Google Scholar

Хартли, А.Дж., Чонг Г., Хьюстон Дж. и Мазер А. 150 миллионов лет климатической стабильности: данные из пустыни Атакама, север Чили. Дж. Геол. соц. Лонд. 162 , 421–424 (2005).

Артикул

Google Scholar

Кларк, Дж. Д. А. Древность засушливости чилийской пустыни Атакама. Геоморфология 73 , 101–114 (2006).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
Статья

Google Scholar

Хьюстон, Дж.Испарение в пустыне Атакама: эмпирическое исследование пространственно-временных изменений и их причин. J. Hydrol. 330 , 402–412 (2006).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
Статья

Google Scholar

Fuenzalida, H. & Rutllant, J. Estudio Sobre el Origen del Vapor de agua que Precipita en el Invierno Altiplanico (1986).

Грожан М., Гейх М. А., Мессерли Б. и Шоттерер У.Позднеледниковые и раннеголоценовые озерные отложения, формирование грунтовых вод и климат Атакамского Альтиплано 22–24 ° ю.ш. Дж. Палеолимнол. 14 , 241–252 (1995).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
Статья

Google Scholar

Garreud, R. Многомасштабный анализ летних осадков над центральными Андами. Пн. Weather Rev. 127 , 901–921 (1999).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
Статья

Google Scholar

Хьюстон, Дж.Подпитка подземных вод за счет аллювиального конуса выноса в пустыне Атакама на севере Чили: механизмы, масштабы и причины. Гидр. Процесс. 16 , 3019–3035 (2002).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
Статья

Google Scholar

Марасуэла, М. А., Васкес-Сунье, Э., Айора, К., Гарсия-Хиль, А. и Пальма, Т. Гидродинамика солончаков: пример Салар-де-Атакама. науч. Общая окружающая среда. 651 , 668–683 (2019).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
пабмед
Статья

Google Scholar

«>
Сереседа П., Ларрейн Х., Оссес П., Фариас М. и Эганья И. Пространственная и временная изменчивость тумана и его связь с туманными оазисами в пустыне Атакама, Чили. Атмос. Рез. 87 , 312–323 (2008).
Артикул
Google Scholar

дель Рио, С. и др. Роль топографии в пространственном распределении низких слоисто-кучевых облаков и тумана в Перуанской прибрежной пустыне.In AGU Fall Meeting Abstracts 2018 , A31J-2979 (2018).

Хаслер, К., Жак, И., Пушеу, А. и Ортис, К. Аналитическая историческая информация об операции по медиде де митигасьон . Estudio de Impacto Ambiental: частичное изменение Sistema del Sistema de Reinyección en los puquios de Llamara, Elaborado por Geobiota (2020).

Ордоньес, Р., Хаслер, К., Пушеу, А. и Ортис, К. Числовая модель гидрогеологии Акуиферо Салар де Льямара . Estudio de Impacto Ambiental, Modificación Parcial del Sistema de reyección en los Puquios de Llamara, elaborado por Geobiota (2020).

Бабель, М. Модели отложения эвапорита, селенита и гипса микробиалита в древних соляных бассейнах. Acta Geol. пол. 54 , 219-У6 (2004).

Google Scholar

Румрих У., Ланге-Бертало Х. и Румрих М. Диатомовые водоросли Анд.Аннотированные монографии по диатомовым водорослям. Иконогр. Диатомол. 9 , 671 (2000).

Google Scholar

Лоу, Р.Л. Килевидные и желобчатые шовные диатомеи. В пресноводных водорослях Северной Америки (изд. Lowe, RL) 669–684 (Elsevier, 2003).

Глава

Google Scholar

Уиттон, Б. А. и Келли, М. Г. Использование водорослей и других растений для наблюдения за реками. австр. Дж. Экол. 20 , 45–56 (1995).

Артикул

Google Scholar

Burow, L.C. et al. Идентификация Desulfobacterales как первичных гидрогенотрофов в сложном сообществе микробных матов. Геобиология 12 , 221–230 (2014).

КАС
пабмед
Статья
ПабМед Центральный

Google Scholar

Гарсес, И. и др. Общие характеристики геохимической системы дель Салар-де-Льямара (Чили). Эстуд. геол. 52 , 23–35 (1996).

Артикул

Google Scholar

Лопес, П. Л., Ауке, Л. Ф., Гарсес, И. и Чонг, Г. Геохимические характеристики и анализ поверхностной эволюции лас-салмуэрас-дель-Салар-де-Льямара, Чили. Рев. геол. де Чили 26 , 89–108 (1999).

Артикул

Google Scholar

«>
Кампф, С. К. и Тайлер, С. В. Пространственная характеристика потоков энергии на поверхности земли и оценка неопределенности в Салар-де-Атакама, север Чили. Доп. Водный ресурс. 29 , 336–354 (2006).
ОБЪЯВЛЕНИЕ
Статья
Google Scholar

Des-Marais, D. J. Биогеохимия гиперсолевых микробных матов.В Advances in Microbial Ecology (изд. Jones, JG) (Springer, 1995).

Google Scholar

Фогель, М. Б. и др. Роль биопленок в седиментологии активно формирующихся месторождений гипса в Герреро-Негро, Мексика. Астробиология 9 , 875–893 (2009).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
пабмед
Статья

Google Scholar

Фогель, М.В. и др. Биологическое влияние на современные сульфаты: текстуры и состав гипсовых отложений из Герреро-Негро, Южная Нижняя Калифорния, Мексика. Осадок. геол. 223 , 265–280 (2010).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
Статья

Google Scholar

Али-Бик М.В., Метвалли Х.И.М., Вали А.М.А. и Камель М.Г. Фации и геохимия неморского гипса, EMISAL, Египет. Геол. Acta 11 , 409–420 (2013).

КАС

Google Scholar

Тахер, А. Г. Формирование и кальцификация современных строматолитов с преобладанием гипса, EMISAL, Fayium, Egypt. Facies 60 , 721–735 (2014).

Артикул

Google Scholar

Хэндфорд, К. Седиментология и генезис эвапоритов в голоценовом континентальном бассейне Сабха Плайя — Бристоль Сухое озеро, Калифорния. Седиментология 29 , 239–253 (1982).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
Статья

Google Scholar

«>
Гердес, Г., Крамбейн, В. Э. и Холткамп, Э. Зонирование микробных сообществ и потенциальных строматолитов Гавиш-Сабха, связанное с соленостью и активностью воды. В гиперсоленых экосистемах. Экологические исследования (анализ и синтез) (под редакцией Friedman, GM & Krumbein, WE) 238–236 (Springer, 1985).
Глава
Google Scholar

Дэви, А.В., Митрович С. М. и Лим Р. П. Последовательность и накопление бентосных водорослей на булыжниках горной реки после очистки. Вкл. Уотерс 2 , 89–100 (2012).

Артикул

Google Scholar

Коэн, Ю., Йоргенсен, Б. Б., Падан, Э. Т. и Шайло, М. Сульфид-зависимый аноксигенный фотосинтез у цианобактерий Oscillatoria limnetica . Природа 257 , 489–492 (1975).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
Статья

Google Scholar

Орен, А. и Шило, М. Анаэробный гетеротрофный темновой метаболизм у цианобактерий Oscillatoria limnetica : Серное дыхание и лактатное брожение. Арх. микробиол. 122 , 77–84 (1979).

КАС
Статья

Google Scholar

Муньос Дж., Амат Ф., Грин А.Дж., Фигуэрола, Дж. и Гомес, А. Мигрирующие пути птиц влияют на филогеографию инвазивной артемии Artemia franciscana в ее ареале обитания в Америке. PeerJ 2013 , 1–28 (2013).

Google Scholar

Клегг, Дж. С. и Тротман, К. Н. А. Физиологические и биохимические аспекты экологии артемии. В Artemia: Basic and Applied Biology (ред. Abatzopoulos, T. J. et al.) 129–170 (Спрингер, 2002).

Глава

Google Scholar

Кольядо, Г. А., Валладарес, М. А. и Мендес, М. А. Скрытое разнообразие весенних улиток из андского Альтиплано, второго по высоте плато на земле, и пустыни Атакама, самого засушливого места в мире. Зоол. Стад. 52 , 1–13 (2013).

Артикул

Google Scholar

Хербст Д.Б., Конте, Ф.П. и Брукс, В.Дж. Осморегуляция у насекомого щелочного соленого озера, Ephydra (Hydropyrus) hians Say (Diptera: Ephydridae) в связи с химическим составом воды. J. Физиология насекомых. 34 , 903–909 (1988).

КАС
Статья

Google Scholar

Cycil, L. M. et al. Метагеномный взгляд на разнообразие галофильных микроорганизмов, обитающих в соляной шахте Карак, Пакистан. Перед. микробиол. 11 , 1567 (2020).

ПабМед
ПабМед Центральный
Статья

Google Scholar

Диллон, Дж. Г., Карлин, М., Гутьеррес, А., Нгуен, В. и Маклейн, Н. Закономерности микробного разнообразия вдоль градиента солености в солнечной солончаке Герреро-Негро, Баха, Калифорния, Сур, Мексика. Перед. микробиол. https://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00399 (2013 г.).

Артикул
пабмед
ПабМед Центральный

Google Scholar

Бенллох, С. и др. Генетическое разнообразие прокариот по всему градиенту солености прибрежной солнечной соленой моря. Окружающая среда. микробиол. 4 , 349–360 (2002).

ПабМед
Статья

Google Scholar

Касамайор, Э. О. и др. Изменения в архейных, бактериальных и эукариальных сообществах вдоль градиента солености путем сравнения методов генетического фингерпринтинга в многопрудовой солнечной солончаке. Окружающая среда.микробиол. 4 , 338–348 (2002).

ПабМед
Статья

Google Scholar

Горраси, С. и др. Пространственно-временная изменчивость бактериальных сообществ вдоль градиента солености в талассохалинной среде (Saline di Tarquinia Salterns, Италия). Молекулы 26 , 1338 (2021).

КАС
пабмед
ПабМед Центральный
Статья

Google Scholar

Кэмпбелл, Б.Дж. и Кирчман, Д.Л. Бактериальное разнообразие, структура сообщества и потенциальные темпы роста вдоль градиента солености эстуариев. ISME J. 7 , 210–220 (2013).

КАС
пабмед
Статья

Google Scholar

Горбушина А. А. Жизнь на скалах. Окружающая среда. микробиол. 9 , 1613–1631 (2007).

КАС
пабмед
ПабМед Центральный
Статья

Google Scholar

Вежхос, Дж. и др. Стратегии адаптации эндолитических хлорофототрофов к выживанию в гипераридной и экстремальной солнечной радиационной среде пустыни Атакама. Перед. микробиол. 6 , 1–17 (2015).

Артикул

Google Scholar

Коди, Р. Д. и Коди, А. М. Зародышеобразование гипса и морфология кристаллов в аналогичных засоленных земных средах. Дж. Осадок. Рез. 58 , 247–255 (1988).

КАС

Google Scholar

Арп, Г., Тиль, В., Реймер, А., Михаэлис, В. и Райтнер, Дж. Экзополимеры биопленки контролируют образование микробиалита в термальных источниках, впадающих в щелочное озеро Пирамид, Невада, США. Осадок. геол. 126 , 159–176 (1999).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
Статья

Google Scholar

Дюпра, К. и др. Процессы осаждения карбонатов в современных микробных матах. Науки о Земле. Ред. 96 , 141–162 (2009).

ОБЪЯВЛЕНИЕ
КАС
Статья

Google Scholar

Кабестреро, О. и Санс-Монтеро, М. Е. Эволюция рассола в двух внутренних испарительных средах: влияние микробных матов на минеральные осадки. Дж. Палеолимнол. 59 , 139–157 (2016).

Артикул

Google Scholar

Фариас, М.E. Микробные экосистемы в экстремальных условиях Центральных Анд (Springer, 2020).

Книга

Google Scholar

Орен, А. Термодинамические пределы микробной жизни при высоких концентрациях соли. Окружающая среда. микробиол. 13 , 1908–1923 (2011).

КАС
пабмед
Статья

Google Scholar

Райс, Э. У., Бэрд, Р. Б., Итон, А.D. & Clesceri, L.S. Стандартные методы исследования воды и сточных вод, 22-е издание. (Американская ассоциация общественного здравоохранения APHA, 2012 г.).

Диас, К. и Майдана, Н.И. Диатомеи де лос Саларес Атакама и Пунта Негра II, регион Чили (Centro de Ecología Aplicada Ltda. & Minera Escondida Ltda, 2005).

Google Scholar

Патрик Р. Результаты исследований хребтов Антофагаста в Чили и Боливии.II. Диатомеи (Bacillariophyceae) из пищеварительного тракта Phoenicoparrus jamesi (1961).

Frenguelli, J. Диатомеи дель Рио-де-ла-Плата. Преподобный дель Мус. La Plata Sección Bot. 3 , 213–334 (1941).

Google Scholar

Парра, О., Гонсалес, М., Делларосса, В., Ривера, П. и Орельяна, М. Таксономическое руководство по фитопланктону континентальных вод со специальной ссылкой на фитопланктон Чили: Chlorophyceae.Часть III: Cryptophyceae, Dinophyceae, Euglenophyceae (1982).

Парра, О. и Гонсалес, М. Таксономическое руководство по фитопланктону континентальных вод со специальной ссылкой на фитопланктон Чили: Chlorophyceae. Часть I: Volvocales, Tetrasporales, Chlorococcales и Ulothricales (1983).

Seeligmann, C. & Maidana, N.I. Диатомеи (Bacillariophyceae) en ambientes de altura de la provincia de Catamarca (Аргентина). Болетин Соц.Аргентинский бот. 38 , 39–50 (2003).

Google Scholar

Seeligmann, C., Maidana, N.I. & Morales, M. Диатомовые водоросли (Bacillariophyceae) высокогорных водно-болотных угодий в провинции Жужуй-Аргентина. Болетин Соц. Аргентинский бот. 43 , 1–17 (2008).

Google Scholar

Майдана, Н. И. и Силигманн, С. Диатомеи (Bacillariophyceae) de ambientes acuáticos de la Provincia de Catamarca, Аргентина II. Болетин-ла-Сок. Аргентинский бот. 41 , 1–13 (2006).

Google Scholar

Альварес Бланко, И., Сехудо Фигейрас, К., Годос, И.Ф., Муньос Торре, Р. и Уайт Лэнс, С. Диатомовые водоросли солончаков боливийского Альтиплано: флористические особенности. Бык. Р. Спан. соц. Нац. История 105 , 67–82 (2011).

Google Scholar

Майдана, Н.I. & Seeligmann, CT Diatomes (Bacillariophyceae) в высокогорных водно-болотных угодьях провинции Катамарка (Аргентина). III. бол. ЛА соц. Аргентинский бот. 50 , 447–466 (2015).

Артикул

Google Scholar

Woelfl, S., Caputo, L., García-Chicote, J. & de Los Ríos, P. Manuales Para la Bioindicación: Zooplancton Vol. 1 (Manuales Sociedad Chilena de Limnologia, 2008).

Google Scholar

Де-лос-Риос-Эскаланте, П.и Сальгадо, И. Артемия (Crustacea, Anostraca) в Чили: обзор фундаментальной и прикладной биологии. лат. Являюсь. Дж. Аква. Рез. 40 , 487–496 (2017).

Артикул

Google Scholar

Арая, Дж. М. и Суньига, Л. Р. Руководство по таксономии озерного зоопланктона в Чили. Лимнол. Бык. ун-т Австралийский Чили 8 , 1–69 (1985).

Google Scholar

Фернандес, Х.Р. и Домингес, Э. Руководство по определению южноамериканских бентосных членистоногих , Entomotropica 16 (3), 219 (2001).

Креспо, Дж. Э. и Баэссоло, Л. А. Биогеография и таксономия генерала Артемиды (Crustacea, Anostraca) в Чили: una revisión. История. Нац. I (1), 17–21 (2002).

Google Scholar

Вильялобос, А., Несс, Дж. Э., Густафссон, К., Миншалл, Дж.& Govindarajan, S. Gene Designer: Инструмент синтетической биологии для создания искусственных сегментов ДНК. БМК Биоинформ. 7 , 285 (2006).

Артикул
КАС

Google Scholar

Пальма, А. Т., Шварц, А. О. и Фаринья, Дж. М. Экспериментальные данные о устойчивости к хлоратам водного макрофита Egeria densa на водно-болотных угодьях Рамсарской конвенции на юге Чили. Водно-болотные угодья 33 , 129–140 (2013).

Артикул

Google Scholar

Эчеверрия-Вега, А. и др. Лимнологическое и микробное состояние, вызванное водоразделом, в двух олиготрофных андских озерах, подверженных одному и тому же климатическому сценарию. Перед. микробиол. 9 , 357 (2018).

ПабМед
ПабМед Центральный
Статья

Google Scholar

Лейн, Д. Дж. Секвенирование 16S/23S рРНК.В Nucleic Acid Techniques in Bacterial Systematic (под редакцией Stackebrandt, E. & Goodfellow, M.) 115–175 (Wiley, 1991).

Google Scholar

Капорасо, Дж. Г. и др. QIIME позволяет анализировать данные высокопроизводительного секвенирования в сообществе. Нац. Методы 7 , 335–336 (2010).

КАС
пабмед
ПабМед Центральный
Статья

Google Scholar

Эдгар Р.C., Haas, BJ, Clemente, JC, Quince, C. & Knight, R. UCHIME повышает чувствительность и скорость обнаружения химер. Биоинформатика 27 , 2194–2200 (2011).

КАС
пабмед
ПабМед Центральный
Статья

Google Scholar

Кларк, К. Р. и Горли, Р. Н. Начало работы с PRIMER v7 20 (Морская лаборатория Плимута, 2015 г.).

Google Scholar

Ланжиль, М.G. I. и др. Прогностическое функциональное профилирование микробных сообществ с использованием последовательностей маркерного гена 16S рРНК. Нац. Биотехнолог. 31 , 814–821 (2014).

Артикул
КАС

Google Scholar

Clesceri, L.S., Greenberg, A.E. & Eaton, A.D. Стандартные методы исследования воды и сточных вод, 20-е издание. (Американская ассоциация общественного здравоохранения APHA, 1998 г.).

Электропроводность Факты для детей

Электропроводность — это мера способности материала обеспечивать перенос электрического заряда.Его SI равен сименсов на метр , (A ² s ³ м ⁻³ кг ⁻¹) (назван в честь Вернера фон Сименса) или, проще говоря, Sm ⁻¹ .

Это отношение плотности тока к напряженности электрического поля. Это эквивалентно электрической проводимости, измеренной между противоположными сторонами 1-метрового куба испытуемого материала.

Символ электропроводности: κ (каппа), а также ς (сигма) или γ (гамма).

Электрическая проводимость — это электрическое явление, при котором материал содержит подвижные частицы с электрическим зарядом (например, электроны), которые могут переносить электричество. Когда к проводнику прикладывается разность электрических потенциалов, по нему текут электроны и возникает электрический ток.

Проводник, такой как металл, имеет высокую проводимость, а изолятор, такой как стекло или вакуум, имеет низкую проводимость. Полупроводник имеет проводимость, которая сильно меняется в зависимости от условий.

Электропроводность обратна (или обратна) величине удельного электрического сопротивления.

Причины проводимости

Упрощенная теория зон

Согласно элементарной квантовой механике электроны в атоме не принимают произвольных значений энергии. Скорее, электроны занимают только определенные дискретные энергетические уровни в атоме или кристалле; энергии между этими уровнями невозможны. Когда большое количество таких разрешенных энергетических уровней расположено близко друг к другу (в энергетическом пространстве) — т.е.е. имеют схожие (минимально различающиеся) энергии — мы можем говорить об этих энергетических уровнях вместе как об «энергетической полосе». В материале может быть много таких энергетических зон, в зависимости от атомного номера {количества электронов (если атом нейтрален)} и их распределения (помимо внешних факторов, таких как изменение энергетических зон окружающей средой).

Электроны материала стремятся минимизировать общую энергию материала, переходя в низкоэнергетические состояния; однако принцип исключения Паули означает, что они не могут все перейти в самое низкое состояние.Вместо этого электроны «заполняют» зонную структуру, начиная снизу. Характерный энергетический уровень, до которого заполнились электроны, называется уровнем Ферми. Положение уровня Ферми по отношению к зонной структуре очень важно для электропроводности: только электроны на энергетических уровнях вблизи уровня Ферми могут свободно перемещаться, поскольку электроны могут легко перескакивать между частично занятыми состояниями в этой области. Напротив, низкоэнергетические состояния все время жестко заполнены фиксированным числом электронов, а высокоэнергетические состояния всегда пусты от электронов.

В металлах

Подобно шарикам в колыбели Ньютона, электроны в металле быстро передают энергию от одного полюса к другому, несмотря на их собственное незначительное движение.

Металл состоит из решетки атомов, каждый из которых имеет внешнюю оболочку из электронов, которые свободно отделяются от своих родительских атомов и путешествуют по решетке. Это также известно как положительная ионная решетка. Это «море» диссоциирующих электронов позволяет металлу проводить электрический ток. Когда к металлу прикладывается разность электрических потенциалов (напряжение), возникающее электрическое поле заставляет электроны дрейфовать к положительному выводу.Действительная дрейфовая скорость электронов очень мала, порядка метра в час. Однако, поскольку электроны плотно упакованы в материале, электромагнитное поле распространяется по металлу почти со скоростью света. Механизм подобен передаче импульса шариков в колыбели Ньютона.

Большинство металлов обладают сопротивлением. В более простых моделях (не квантовомеханических моделях) это можно объяснить заменой электронов и кристаллической решетки волнообразной структурой.Когда электронная волна проходит через решетку, волны интерферируют, что вызывает сопротивление. Чем правильнее решетка, тем меньше возмущений и, следовательно, сопротивление ниже. Таким образом, величина сопротивления обусловлена главным образом двумя факторами. Во-первых, это вызвано температурой и, следовательно, скоростью вибрации кристаллической решетки. Температура вызывает неровности в решетке. Во-вторых, важна примесь металла, поскольку различные ионы также вызывают неровности.

Чем больше площадь поперечного сечения проводника, тем больше электронов на единицу длины доступно для переноса тока.В результате сопротивление меньше в проводниках большего сечения. Количество актов рассеяния, с которыми сталкивается электрон, проходящий через материал, пропорционально длине проводника. Следовательно, чем длиннее проводник, тем выше сопротивление. Различные материалы также влияют на сопротивление.

В полупроводниках и изоляторах

Основные страницы: Полупроводник и изолятор (электричество)

В металлах уровень Ферми находится в зоне проводимости (см. Теорию зон выше), что приводит к появлению свободных электронов проводимости.Однако в полупроводниках положение уровня Ферми находится внутри запрещенной зоны, примерно на полпути между минимумом зоны проводимости и максимумом валентной зоны для собственных (нелегированных) полупроводников. Это означает, что при 0 градусов по Кельвину свободных электронов проводимости нет, а сопротивление бесконечно. Однако сопротивление продолжает уменьшаться по мере увеличения плотности носителей заряда в зоне проводимости. В примесных (легированных) полупроводниках примесные атомы увеличивают концентрацию основных носителей заряда, отдавая электроны в зону проводимости или создавая дырки в валентной зоне.Для обоих типов донорных и акцепторных атомов увеличение плотности легирующей примеси снижает сопротивление. Следовательно, сильно легированные полупроводники ведут себя металлически. При очень высоких температурах вклад термически генерируемых носителей преобладает над вкладом легирующих атомов, и сопротивление экспоненциально уменьшается с температурой.

В ионных жидкостях/электролитах

В электролитах электрическая проводимость осуществляется не зонными электронами или дырками, а полным перемещением атомных частиц (ионов), каждый из которых несет электрический заряд.Удельное сопротивление ионных растворов (электролитов) сильно зависит от концентрации: в то время как дистиллированная вода является почти изолятором, соленая вода является хорошим проводником электричества. Проводимость в ионных жидкостях также контролируется движением ионов, но здесь речь идет о расплавленных солях, а не о сольватированных ионах. В биологических мембранах токи переносятся ионными солями. Небольшие отверстия в клеточных мембранах, называемые ионными каналами, селективны к определенным ионам и определяют сопротивление мембраны.

Сверхпроводимость

Основная статья: Сверхпроводимость

Удельное электрическое сопротивление металлического проводника постепенно уменьшается с понижением температуры. В обычных проводниках, таких как медь или серебро, это уменьшение ограничивается примесями и другими дефектами. Даже вблизи абсолютного нуля реальный образец нормального проводника показывает некоторое сопротивление. В сверхпроводнике сопротивление резко падает до нуля, когда материал охлаждается ниже критической температуры. Электрический ток, протекающий по петле из сверхпроводящего провода, может сохраняться бесконечно долго без источника питания.

В 1986 году исследователи обнаружили, что некоторые керамические материалы из купрата и перовскита имеют гораздо более высокие критические температуры, а в 1987 году один из них был произведен с критической температурой выше 90 К (-183 °С). Такая высокая температура перехода теоретически невозможна для обычного сверхпроводника, поэтому исследователи назвали эти проводники высокотемпературными сверхпроводниками . Жидкий азот кипит при 77 К, что облегчает проведение многих экспериментов и приложений, которые менее практичны при более низких температурах.В обычных сверхпроводниках электроны удерживаются парами за счет притяжения, опосредованного фононами решетки. Наилучшая доступная модель высокотемпературной сверхпроводимости все еще несколько сырая. Существует гипотеза, что спаривание электронов в высокотемпературных сверхпроводниках опосредуется короткодействующими спиновыми волнами, известными как парамагноны.

Плазма

Основная статья: Плазма (физика)

Молния является примером присутствия плазмы на поверхности Земли. Обычно молния разряжает до 30 000 ампер при напряжении до 100 миллионов вольт и излучает свет, радиоволны и рентгеновские лучи.Температура плазмы в молнии может достигать 28 000 Кельвинов (28 000 ° C) (50 000 ° F), а плотность электронов может превышать 10 ²⁴ м ⁻³ .

Плазма является очень хорошим проводником электричества, и электрические потенциалы играют важную роль. Потенциал, существующий в среднем в пространстве между заряженными частицами, независимо от того, как его можно измерить, называется потенциалом плазмы или потенциалом пространства . Если электрод вводится в плазму, его потенциал обычно значительно ниже потенциала плазмы из-за того, что называется дебаевской оболочкой.Хорошая электропроводность плазмы делает ее электрические поля очень малыми. Это приводит к важной концепции квазинейтральности , согласно которой плотность отрицательных зарядов примерно равна плотности положительных зарядов над большими объемами плазмы ), но в масштабе длины Дебая может быть зарядовый дисбаланс. В частном случае, когда образуется двойных слоев , разделение зарядов может достигать нескольких десятков дебаевских длин.

В астрофизической плазме дебаевское экранирование предотвращает прямое воздействие электрических полей на плазму на больших расстояниях, т. е. больше дебаевской длины. Однако существование заряженных частиц заставляет плазму генерировать магнитные поля и подвергаться их влиянию. Это может вызвать и действительно вызывает чрезвычайно сложное поведение, такое как генерация двойных слоев плазмы, объекта, который разделяет заряд на несколько десятков дебаевских длин. Динамика плазмы, взаимодействующей с внешними и собственными магнитными полями, изучается в рамках академической дисциплины магнитогидродинамики.

Что такое электропроводность? — Определение из Corrosionpedia

Что означает электропроводность?

Электропроводность – это обратный процесс удельного электрического сопротивления. Он измеряет способность определенного материала проводить электрический ток. Его можно представить буквами сигма (с) или каппа (к). В стандартных международных единицах он представлен сименсами на метр (См/м).

Более высокие уровни проводимости делают среду более агрессивной.Таким образом, точное измерение электропроводности необходимо для уменьшения коррозии.

Электропроводность также известна как удельная проводимость.

Corrosionpedia объясняет электропроводность

Электропроводность часто связана с коррозионной активностью различных сред, например почвы. Одним из примеров является коррозия углеродистой стали в почве. Прежде всего, типы или реакция почвенной коррозии зависят от состава почвы, а также от других факторов окружающей среды.Эти факторы могут включать наличие кислорода и влаги. Изменчивость этих факторов объясняет разницу в коррозионном воздействии.

В железном сосуде, закопанном в землю, через несколько месяцев железо может продырявиться. Как правило, наиболее агрессивными являются грунты с высокой электропроводностью, влажностью и кислотностью. Поэтому не принято закапывать открытую сталь, особенно если она будет использоваться для электрических применений. Следовательно, коррозия стали в почве не является серьезной проблемой в большинстве отраслей промышленности.

Однако электропроводность может присутствовать во многих отраслях промышленности. Например, в водопроводной системе оцинкованные водопроводные трубы могут соприкасаться с латунью или медью, вызывая электролитическую реакцию, которая может увеличить электропроводность воды. В конечном итоге это приводит к износу труб, что также влияет на коррозионную активность воды.

Таким образом, электрическая проводимость должна быть точно измерена, чтобы избежать вредного воздействия коррозии на промышленность и окружающую среду.

Электрические свойства твердых тел: проводники и изоляторы

Наука > Химия > Твердое тело > Электрические свойства твердых тел

В прошлой статье мы изучали диэлектрические свойства твердых тел. В этой статье мы будем изучать электрические свойства твердых тел.

Электрика
Проводимость:

электропроводность твердых тел обусловлена движением электронов или
положительные отверстия.Проводимость из-за движения электрона или положительного
дырок называется электронной проводимостью. Электропроводность может быть обусловлена
к движению ионов. Проводимость из-за движения ионов равна
называется ионной проводимостью. Электропроводность, обусловленная электронами, называется n-типом.
проводимость, а проводимость за счет дырок называется проводимостью р-типа.

В металлах электрическая проводимость обусловлена движением электронов, и электрическая проводимость увеличивается с увеличением количества электронов, доступных для проводимости, электрическая проводимость увеличивается.В чисто ионных твердых телах ионы недоступны для проводимости, поэтому в чистом твердом состоянии они являются изоляторами. Из-за наличия дефектов в кристалле увеличивается электропроводность.

Твердые тела обладают различной электропроводностью в диапазоне от 10 ^–20 до 10 ⁷ Ом ^–1 м ^–1 . Твердые тела можно разделить на три типа в зависимости от их электропроводности. Различие проводимостей проводников, диэлектриков и полупроводников можно объяснить на основе зонной теории.

Электрика
Проводимость на основе энергетических зон:

Группа
дискретные, но близко расположенные уровни энергии для орбитальных электронов в
конкретная орбита называется энергетической зоной. Внутри кристалла каждый электрон имеет
уникальное положение, и никакие два электрона не видят точно такую же картину окружающего мира.
обвинения. Из-за этого каждый электрон будет иметь различный энергетический уровень.
Эти различные энергетические уровни с непрерывным изменением энергии образуют то, что
называются энергетическими полосами.

Энергия
полоса, включающая энергетические уровни валентных электронов, называется
валентная полоса. Энергетическая зона над валентной зоной называется зоной проводимости.
группа. Без внешней энергии все валентные электроны будут находиться в
валентная полоса.

На базе
энергетических зон и электропроводности твердые тела можно классифицировать как:

Проводники:

Твердые тела с электропроводностью в диапазоне от 10 ⁴ до 10 ⁷ Ом ^–1 м ^–1 называются проводниками.Металлы имеют проводимость порядка 10 ⁷ ом ^–1 м ^–1 являются хорошими проводниками. В проводниках нижний уровень зоны проводимости оказывается ниже самого высокого уровня валентной зоны, и, следовательно, зона проводимости и валентная зона перекрываются. Следовательно, электрон из валентной зоны может очень легко мигрировать в зону проводимости. Таким образом, при комнатной температуре для проводимости доступно большое количество электронов. Примеры: медь, алюминий, серебро, золото, все металлы

Характеристики
проводников:

Вещества, проводящие через себя электричество в большей степени, называются проводниками.
В проводниках зона проводимости и валентная зона перекрывают друг друга или зазор между ними очень мал.
В зоне проводимости есть свободные электроны.
Из-за повышения температуры проводимость уменьшается.
Добавление примесей не влияет на проводимость проводников.
Диапазон их проводимости составляет от 10 ⁴ до 10 ⁷ Ом ^–1 м ^–1 .

Проводка
в твердых металлических телах:

Металлический проводник проводит электричество за счет движения свободных электронов.Металлы проводят электричество как в твердом, так и в расплавленном состоянии. Проводимость электричества связана с переносом электронов, а не с переносом вещества. Электропроводность металлов зависит от количества валентных электронов, приходящихся на один атом. Он практически не зависит от наличия примесей и дефектов решетки. Проводимость уменьшается с повышением температуры. Это можно объяснить следующим образом

M → M ⁿ⁺ _ядро + ne ^–
свободные электроны

Исправлены ядра.Из-за повышения температуры увеличивается амплитуда колебаний ядер. Следовательно, препятствие для потока электронов увеличивается.

Изоляторы
:

Это твердые вещества с очень низкой электропроводностью в диапазоне от 10 ^–20 до 10 ^–10 Ом ^–1 м ^–1 . Зона проводимости и валентная зона широко разнесены. Таким образом, запрещенная энергетическая щель между валентной зоной и зоной проводимости велика (более 3 эВ).Следовательно, электрон из валентной зоны не может мигрировать в зону проводимости. Следовательно, электроны не доступны для проводимости. Но при более высокой температуре некоторые электроны из валентной зоны могут получить внешнюю энергию, чтобы пересечь щель между зоной проводимости и валентной зоной. Затем эти электроны переместятся в зону проводимости. В то же время они будут создавать вакантные энергетические уровни в валентной зоне, куда могут двигаться другие валентные электроны. Таким образом, процесс создает возможность проводимости за счет электронов в зоне проводимости, а также за счет вакансий в валентной зоне.Примеры: стекло, дерево, бумага, пластик, слюда.

Характеристики
изоляторов:

В изоляторах зона проводимости и валентная зона сильно разделены.
В зоне проводимости нет свободных электронов.
Между зоной проводимости и валентной зоной имеется энергетический зазор более 3 эВ.
Изменение температуры не влияет на проводимость изоляторов.
Добавление примесей не влияет на проводимость изолятора.
Они имеют очень низкую электропроводность в диапазоне от 10 ^–20 до 10 ^–10 Ом ^–1 м ^–1 .

Полупроводники
:

Это
твердые тела с проводимостями в промежуточном диапазоне от 10 ^–6 до
10 ⁴ Ом ^–1 м ^–1 .

запрещенная энергетическая щель между валентной зоной и зоной проводимости меньше
3 эВ. Таким образом, энергетический зазор между валентной зоной и зоной проводимости равен
маленький.При абсолютном нуле электроны не доступны для проводимости.

По мере повышения температуры многие электроны из валентной зоны могут получить внешнюю энергию, чтобы пересечь щель между зоной проводимости и валентной зоной. Затем эти электроны переместятся в зону проводимости. В то же время они будут создавать вакантные энергетические уровни в валентной зоне, куда могут двигаться другие валентные электроны. Таким образом, процесс создает возможность проводимости за счет электронов в зоне проводимости, а также за счет вакансий в валентной зоне.Примеры: кремний, германий

Характеристики
полупроводников:

В полупроводниках зона проводимости и валентная зона очень близки друг к другу или запрещенная энергетическая щель между ними очень мала.
Электроны валентной связи легко могут быть возбуждены в зону проводимости.
Между зоной проводимости и валентной зоной имеется энергетическая щель менее 3 эВ.
Из-за повышения температуры проводимость увеличивается.
Добавление примесей влияет на проводимость полупроводников.
Их электропроводность колеблется от 10 ^–6 до 10 ⁴ Ом ^–1 м ^–1 .

Наука > Химия > Твердое тело > Электрические свойства твердых тел

Что такое электропроводность? Электропроводность в гидропонике

EC означает электропроводность, то есть способность любого материала проводить электричество.Хотя большинство производителей привыкли измерять количество корма, которое они дают, в унциях на галлон, граммах на литр или в какой-либо другой единице измерения, ЕС идет немного дальше. Для производителей важно хорошо понимать, что такое электропроводность и почему она важна.

Питер Клаассен Исследование CANNA

Электропроводность

Измеритель электропроводности измеряет потенциал электрического тока, который передается через воду .Это известно как молярная проводимость (электролитическая проводимость) и измеряется в сименсах (S). Электроны могут течь через воду от одного набора электродов к другому не из-за самих молекул воды , а из-за ионов , растворенных в воде. Именно эти ионы переносят электроны.

Точно так же концентрация ионов в воде также определяет количество электронов, которые могут перемещаться от одного электрода к другому: чем выше концентрация ионов, тем больше поток электронов . Чистая вода является очень плохим проводником электричества, поэтому счетчик EC покажет 0,0 в дождевой воде, воде обратного осмоса или деминерализованной воде. Соленая морская вода , с другой стороны, является гораздо лучшим проводником .

Когда мы добавляем в воду питательные вещества (соли), мы увеличиваем молярный проводящий потенциал для тока через воду и, таким образом, увеличиваем значение EC (или CF = EC*10). На все измерения электропроводности напрямую влияет температура, и это необходимо учитывать при их проведении.

Блоки ЕС

Электрическая проводимость может быть выражена с использованием ряда различных единиц, но типичная единица измерения составляет сименс на метр2 на моль (См/м2/моль) или миллисименс на сантиметр (мСм/см) . Единица мСм/см обычно используется в Европе в качестве показателя концентрации питательных веществ в воде. В Северной Америке проводимость преобразуется в количество ионов в воде с использованием частей на миллион (которые также могут быть преобразованы в единицы, включая мг/л и т. д.). Это делается путем преобразования ЕС в значение на основе ионов, содержащихся в растворе.К счастью, существует фиксированный расчет отношения между всеми этими единицами, который приведен в таблице ниже.

Является ли значение ЕС питательным?

Вода, содержащая минеральные соли, имеет ЕС, но само по себе присутствие ЕС не обязательно указывает на то, что вода содержит питательные соли, которые помогут растениям. Водопроводная вода может содержать, например, натрия и хлорида , которые имеют значение ЕС, но не имеют питательной ценности для растений.

Удобрение, конечно же, состоит из пищевых солей. Любая питательная ценность, которую мы добавляем в воду, известна как EC+ и должна добавляться к остаточному EC воды. Вот как мы измеряем общую ЕС в нашем резервуаре для кормления.

Пищевые соли представляют собой твердые вещества, извлеченные из земли или выпущенные в результате промышленного процесса крекинга. Мы растворяем определенное количество солей (в граммах) в определенном объеме воды (в литрах), что означает, что мы также можем использовать граммы или литры для единицы ЕС.Хотя каждое удобрение имеет свою удобрительную ценность, можно обобщить и сказать, что раствор с ЭП 1,0 мСм/см будет содержать до 1,0 г измеренных солей на 1 л воды.

Производство с высоким уровнем EC

Соль обладает свойством притягивать воду к себе, этот процесс известен как гидролиз . Горшок с солью, помещенный в подвал, уменьшит атмосферную влажность , например, за счет притяжения воды из атмосферы. В растворе концентрация солей всегда будет стремиться выровняться между двумя областями с разной концентрацией — другими словами, вода будет перемещаться в область с большей концентрацией.Эта разница в концентрациях известна как градиент водного потенциала , и она также играет роль в нашем культивировании посредством процесса, известного как осмос .

Осмос включает полупроницаемый барьер, который позволяет молекулам воды проходить, но ограничивает движение ионов или солей в растворе. Когда мы растворяем много питательных веществ в воде (что приводит к высокой электропроводности), пищевые соли притягивают к себе воду в субстрате. Из-за этого корням труднее извлекать воду из субстрата.Таким образом, мы действительно можем создать условия, при которых корни больше не смогут извлекать больше воды из субстрата, даже если субстрат насыщен. Это известно как придание субстрату физиологически сухого состояния . В результате у растений больше нет воды для охлаждения посредством транспирации (испарения) , что им необходимо при наличии тепла и света.

Несмотря на то, что этот эффект обычно называют « чрезмерное удобрение », на самом деле он является результатом нехватки воды в растении со всеми его разрушительными последствиями.Для срезанных цветов, таких как розы, или черенков растений более высокая электропроводность в вазе или пробке для черенка может буквально вытягивать воду из стеблей.

Соль обладает свойством притягивать молекулы воды. Когда вы добавляете соль в воду в правой половине пробирки (тем самым увеличивая значение EC), молекулы соли будут притягивать молекулы воды с левой стороны, в которой меньше соли. Уровень воды на правой стороне поднимается до тех пор, пока значения EC (концентрации соли) с обеих сторон снова не станут равными.

Мы можем увидеть этот осмотический процесс в действии U-образной трубки, если мы разделим две стороны проницаемой мембраной (например, куском стебля). Если мы теперь добавим немного соли на одну сторону трубки, уровень воды на этой стороне поднимется, потому что к ней будет притягиваться вода с более низким EC (более низкой концентрацией солей) (см. рис. 1). Все это означает, что важно добавлять мало или вообще не добавлять питательные вещества в самом начале процесса выращивания.

Внутренний ЕС

После того, как растение приняло питательный материал из питательного раствора, мы должны попытаться как можно быстрее увеличить осмотическую ценность растения (или его внутреннюю концентрацию солей).Поскольку объем растения увеличивается по мере его роста и поглощения воды, осмотическое значение падает. Соли в растении перераспределяются, и растение становится мягче и светлее. Это делает его очень восприимчивым к обезвоживанию (увяданию), потому что вода может легко покинуть растение.

Если дать больше питания корням, это пропорционально отразится на росте. Поскольку вода, используемая для переноса питательных солей, испарилась, соли останутся в растении, повышая его внутреннюю ЕС (осмотическую ценность).Это означает, что гровер может снова подвергать корни воздействию раствора с более высокой ЕС.

Наращивание EC

Достигая этой положительной спирали накопления EC в растении, растение также становится более способным поглощать и удерживать воду. Это означает, что вода не испаряется из растения слишком легко, и оно не будет слишком быстро обезвоживаться. В таблице ниже показан пример растения, которое слишком рано потеряло запасы воды.

Когда растения становятся слишком мягкими, необходимо уменьшить интенсивность света или сократить количество часов освещения, чтобы предотвратить их высыхание в конце дня .Несмотря на то, что ЭК играет важную роль в этой истории, это не единственный фактор, оказывающий влияние. Общий климат вокруг завода влияет на процессы, частью которых является ЭЦ.

Пищевые потребности

При создании внутреннего ЕС растения, а затем и субстрата, важно учитывать потребности роста растения. Этот спрос контролируется ассимиляцией . Чем больше растет растение, тем больше ему нужно питания .Эти питательные вещества частично заперты в растении и превращаются в аминокислоты, масла, жиры и т. д., но некоторые питательные соли также остаются в соке растения, и они определяют внутреннюю ЕС растения. Калий является одним из наиболее важных питательных элементов для этого.

После того, как растение завершило фазу вегетативного роста, оно все еще может поглощать много калия для своей внутренней осмотической ценности и завязей. Яичники не являются оплодотворенным «семенем». Однако эта растущая скорость поглощения подходит к концу.Примерно через 60% цикла выращивания растение впитает достаточное количество питательных веществ из запасов в субстрате. Игра между питательными веществами и применением ЕС теперь начинается для производителей.

Бульон ЕС в горшке

Чтобы понять эту игру, мы можем использовать принцип «ведра».

Пока вода в субстрате испарится, соли не испарятся. поэтому в последние недели роста вы должны — в большинстве случаев — прекратить подкармливать растение и только добавлять воду. Потому что, если в субстрате недостаточно воды, значение EC (концентрация соли) может резко возрасти.

Пример:

У нас есть ведро с 10 литрами раствора удобрения с ЕС 2 мСм/см.
Это означает, что в ведре содержится 20 грамм пищевых солей (питательный запас). (2,0 г/л х 10 литров). Если испарится 9 литров воды, останется 1 литр воды с EC 20 (EC = 20 граммов соли в 1 литре воды). В действительности такого крайнего примера не произошло бы, и при возделывании в почве происходит дополнительный буферный процесс, который до некоторой степени связывает питательные соли с частицами органического субстрата, но принцип остается в силе.Добавление 9 литров воды вернет ЕС к 2 мСм/см. Таким образом, если нам нужно поддерживать ЕС в пределах от 2 до 4 мСм/см, мы должны пополнить запасы воды после удаления 5 литров (4 г/л x 5 литров = 20 г, ЕС = 4 мСм/см).

Если в ведре есть растение, которое впитало 5 граммов солей из раствора, мы можем добавить это количество при добавлении воды, чтобы поддерживать 2,0 EC. Например, если требуется долить 5 литров воды, мы должны добавить 5 граммов солей, или, говоря кратко: доза воды 5 литров с EC 1.0 (гр./л) или мСм/см. Целью здесь и при выращивании является поддержание постоянной ЕС в ведре.

Это основная предпосылка удобрения. Мы стараемся поддерживать определенный уровень плодородия в контейнере, который гарантирует, что растению будет доступно достаточное количество питательных элементов. Вообще говоря, мы должны снизить EC в заключительном периоде. С системой, которую можно сливать, мы можем сами уменьшить запас питательных веществ, промывая ее раствором с более низким значением EC.Субстрат в дренируемых системах гораздо легче исправить. В недренируемых системах запас питательных веществ может быть только увеличен, и он постоянно пополняется при последовательном применении корма. Рано или поздно этот запас питательных веществ достигнет уровня, который замедлит, затем остановит способность растения поглощать воду, а затем фактически заставит воду выйти из тканей растения, обратив весь процесс вспять.

Резюме

Помимо того, что это единица измерения количества удобрений, вводимых растениям, EC также является механизмом климат-контроля, связанным с поглощением воды .

Типы проводимости полупроводников

Кристаллическая решетка кремния

Легирование полупроводников

Типы проводимости полупроводников

1. Электронная проводимость

2. Дырочная проводимость

PN–переход

Электропроводность диэлектриков.

Термины

Классификация

Электропроводность

Твердые диэлектрики

Особенности газообразного состояния

Жидкие диэлектрики

Электропроводность твердых тел

Поляризация диэлектриков

Варианты поляризации

Заключение

кондуктометр, кондуктометры, измерение электропроводности кондуктометром

12 Кондуктометрический метод — СтудИзба

Теоретические основы кондуктометрического метода анализа

Рекомендуемые файлы

Зависимость электропроводности от экспериментальных параметров

Зависимость от концентрации

Влияние природы растворенного вещества на электропроводность

Влияние растворителя

Влияние температуры

Применение прямой кондуктометрии

Кондуктометрические методы в физико-химических исследованиях Определение электропроводности слабых электролитов

Кондуктометрическое титрование

Мед. Метод определения электропроводности – РТС-тендер

Измерение электропроводности почвы

Что такое электропроводность?

Что влияет на электропроводность почвы

PH почвы и электропроводность

Зачем нужно измерять ЕС почвы?

Выбор метода тестирования EC

Выбор наилучшего датчика измерения проводимости

Многообразие тестеров ЕС почвы

Особенности ухода за рабочим электродом тестера ЕС почвы

Электропроводность: полное руководство

Почти все, что вам нужно знать об электропроводности

Откройте для себя мир электропроводности с помощью нашего полного руководства:

Что такое электропроводность?

Что такое удельное сопротивление?

Какие единицы измерения используются для измерения электропроводности и удельного сопротивления?

Знаете ли вы, что электропроводность может быть использована для определения других измерений?

Общее количество растворенных твердых веществ (TDS)

Соленость

Весы солености

Что влияет на электропроводность?

Температура

Кто проверяет электропроводность?

Сельское хозяйство

Почва (фермерство, теплица, домашний садовник)

Гидропоника и фертигация

Напиток

Пиво

Вино

Вода

Аквакультура

Фармакопея США

Промышленный

Покрытие

Продувка котла

Какие типы датчиков электропроводности существуют?

Датчики с двумя электродами

Датчики с четырьмя кольцами

Тороидальные датчики

Как выполнить калибровку или измерение электропроводности:

10 основных советов по точному измерению электропроводности

Совет № 1: Правильное погружение зонда.

Совет № 2: Используйте пластиковую мензурку.

Совет № 3 Всегда промывайте зонд.

Совет № 4. Всегда храните датчик надлежащим образом.

Совет № 5. Регулярно очищайте зонд.

Совет № 6. Чаще выполняйте калибровку.

Совет № 7. Всегда используйте свежий стандарт калибровки.

Совет № 8. Проверьте наличие пузырьков.

Совет № 9. Выберите правильный датчик для своего образца.

Проблема №3: Мой датчик не калибруется.