盐度测定实验
一、实验目的
(1)学会使用电导率仪测量水的电导率;
(2)掌握盐度对电导率的影响规律;
(3)测定海水盐度。
二、实验原理
电导率是物体传导电流的能力。
电导率测定仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。
根据欧姆定律,电导(G)--电阻(R)的倒数,是有电压和电流决定的。
G=1/R=I/E=amps/Volts
水的电阻随温度和溶解离子浓度的增加而减少,电导是电阻的倒数。
当电导电极(通常为铂电极或铂黑电极)插入溶液中,可测出两电极间的电阻R,温度压力一定时,电阻与电极的间距L(cm)成正比,与电极截面积A(cm2)成反比。
即:由于电极的L和A是固定不变的,即是一常数,称电极常数,以Q表示。
其比例常数P叫电阻率,P的倒数为电导率,以K表示。
K=Q/R
式中:Q----电导池常数,cm-1;
R----电阻,MΩ,K----电导率,μs/cm。
当已知电极常数Q,并测出样品的电阻值R后,即可算出电阻率。
因为溶液中离子的电荷会加速电流的导通,所以水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定关系。
溶液的电导率随温度的增大而增加,因此,该指标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。
三、实验仪器与药品
电导率仪、纯水、NaCl、电子天平、烧杯
四、实验步骤
(1)选择合适的电极;
(2)连接电极与电导率仪表;
(3)打开电导率仪表开关,按照电极上的标识值,为测量仪表设置电极常数和温度常数;
(4)用烧杯量取适量纯水,用天平称取氯化钠适量,溶入纯水搅拌完全溶解后,测量电导率与温度并记录;重复以上步骤20次;
(5)量取适量海水,测量电导率与温度并记录。
五、数据处理
次数纯水/ml NaCl/g 盐度S 电导率C ms/cm 温度/℃12000.248.786 2.99719.122000.4614.331 4.81919.332000.7019.891 6.35019.542000.9323.3697.35219.75200 1.1627.7048.57619.86200 1.5230.7879.43120.37200 1.8232.0699.78320.58200 2.1232.6809.95021.09200 2.3833.12010.0721.210200 2.7033.34010.1321.511200 3.1033.59810.2021.512200 3.4233.70810.2321.513200 3.7933.74510.2421.614200 4.2033.74510.2421.715200 4.5233.74510.2421.716200 4.7833.74510.2421.717200 5.0010.26010.2621.718200 5.3110.26010.2621.719200 5.7810.26010.2621.720
200
6.11
10.260
10.26
21.7
表1-氯化钠含量、电导率值记录与处理表
图1-电导率-
盐度关系曲线
表2-实验测得的标准KCL 溶液的电导率和海水的电导率
标准KCL 溶液KCL 的含量
纯水/ml KCL/g
KCL 溶液电导率C ms/cm
海水电导率C ms/cm
32.4356×200 6.710.589.909
所测海水的盐度:
将实验所测得的海水电导率代入由电导率——盐度关系所得曲线公式C=0.285S+0.6341
S=(9.909-0.6341)÷0.285=32.544
(2)利用标准KCl溶液计算海水的盐度:
K=10.58÷9.909=1.068
S=37.678
误差分析:
(1) 读数在盐完全溶化的前提下,电导率仪的读数有漂移现象,即
读数并不是恒定不变的,读取出现次数最多的数据,对结果有
一定影响。
(2) 逐次添加NaCl时,每次添加NaCl的质量并不相同,可能对最终
的电导率——盐度关系式产生一定影响。
(3) 取20ml纯水时,量筒体积的读取有误差。
(4) 电导率仪、温度补偿仪在移出烧杯进行搅拌时带出少量溶液,
对结果有一定影响。
(5) 测定不同溶液的电导率时并没有先用蒸馏水冲洗,后用待测液
冲洗,样液被污染。
电极常数的补偿方法及其公式:
(1)调节仪器面板上“温度”补偿调节旋钮,使其指向待测溶液的实际温度值, 此时,测量得到的将是待测溶液经过温度补偿后折算为25℃下的电导率值。
(2)如果将“温度”补偿调节旋钮指向“25”刻度线,那么测量的将是待测溶液在该温度下未经补偿的原始电导率值。
(3)常数、温度补偿设置完毕,应将量程选择开关旋钮,按照下面数据置合适位置。
当测量过程中,显示值熄灭时,说明测量值超出量程范围,此时应切换量程选择开关旋钮至上一档量程。
序号 选择开关位置 量程范围(μS/cm) 被测电导率(μS/cm)
1.0~20.0 显示读数×C
2.20.0~200.0 显示读数×C
3.200.0~2000 显示读数×C
4.2000~20000 显示读数×C
注:C为电导电极常数值。
例:当电极常数为0.01时,C=0.01;
当电极常数为0.1时,C=0.1;
当电极常数为1.0时,C=1.0;
当电极常数为10时,C=10;
实验改进的建议:
(1)为避免电导率仪读数的漂移现象,采用密封槽进行密封状态下测定。
(2)电极使用前用待测液冲洗。
(3)进行温度补偿调节,试验中似乎未进行设置。