超纯水18.2 MΩ.cm(25℃)相关知识
发布时间:2013-09-09 20:13:27作者:admin来源:未知点击:2642
在实验室做实验用到水时,我們常被問到下列的問題:
“超纯水显示18.2M Ω .cm(25℃)表示什么? ”
“18.2 MΩ.cm(25℃)与电导率0.055 μ S/cm (25℃)之间是什么关系?”
“为什么实验室用水18.2M Ω .cm(25℃)是*大极限值,会有更高值吗?”
“超纯水电阻值要掉到什么程度,才需要更换超纯水耗材? 18MΩ .cm(25℃)或10MΩ .cm(25℃)?为什么?”
首先,让我们来看看什么是超纯水18.2M Ω .cm(25℃):
18.2M Ω .cm(25℃)也叫电阻率 (Resistivity) ,是水质检测的一个数据,主要用来检测水中的阴阳离子的浓度。
水中离子浓度越低,检测出的电阻率会越高;反之,水中离子浓度越高,检测出的电阻率会越低。因此,电阻率与离子浓度成反比关系。
“18.2 MΩ.cm(25℃)与电导率0.055 μ S/cm (25℃)之间是什么关系?”
知道了超纯水18.2M Ω .cm(25℃),我们再来看看电导率是什么?
电导率(Conductivity):电导率是利用固定交流低电压的阴/ 阳电极放置在待测水中, 测试其电流大小,电流大小与水中阴阳离子浓度成正比关系,离子愈少电流就愈小,离子越多电流就越大。
因此,电导率的大小与离子浓度成线形的正比关系。
电导率的单位通常以μS/cm 来表示,「μ」是10 -6,「S 」是Siemens 的首字母,等同于导电度的单位Mho,cm 则是公分的意思。
那么,是否存在电导率是零的纯水( 表示离子浓度是零)呢?
答案是不存在。
因为在技术上,无法完全拿掉水中所有离子,尤其是考虑到下列水的解离平衡式:
H2O ? H++OH-[H+]×[OH-] =1×10-14 (25 ℃ )
从上述的解离平衡式来看,H+和OH-是永远无法去除的!
当水中除了[H + ] 和[OH - ] 之外,没有任何其它离子时, 电导率的*低值是0.055μS/cm(这个值是根据水中个别离子的浓度,以及该离子的mobility 及其它因素计算出来的,计算基础是建立在[H + ] =1×10 -7 M ,[OH - ] = 1×10 -7 M 上) 。
因此,在25 ℃ 时,不可能制造出低于0.055μS/cm 的纯水出来,而这个0.055μS/cm 就是大家熟知的18.2MΩ.cm 的倒数 。
1/0.055 =18.2或1/18.2 =0.055
从而我们可以知道,在电学的定义上,电导率与电阻率成倒数关系。
“为什么实验室用水18.2M Ω .cm(25℃)是*大极限值,会有更高值吗?”
如果水中离子浓度趋近于零时,为什么电阻率不是无限大呢! ?
知道了电导率和离子浓度的关系,我们可以很明白地看出,在环境温度为25 ℃的情况下,不可能制造出低于0.055μS/cm 的纯水的,也就是不能制造出高于18.2MΩ.cm 的水出来的。
通常而言,μS/cm 多用在污水、自来水、RO 水等的水质表示 ( 针对水中离子浓度的高低) ,而MΩ.cm 更常用在在超纯水的水质显示上。
一般来说,我们会使用18.2MΩ.cm 来表示超纯水的纯净程度到了极限( 总盐类浓度在1ppb 以下),在这种情况之下,留在水中并可以导电的阴阳离子,也只剩 下1*10 -7 M 的[H + ] 及[OH - ]了。
但要注意的是,有些无机物如硅酸盐导电的能力不高,所以如果只是用电导率无法真正反映水中硅酸盐的实际浓度!
那么,知道了电阻值和电导率的相关知识,当我们在用超纯水时,电阻值要到什么程度,才需要更换超纯水耗材?
通常,当水中的总离子浓度超过1ppb 时,18.2M Ω .cm(25℃)这个数字就会掉下来, 如果掉到10MΩ.cm (25℃)以下时,就表示水中的总离子浓度超过50ppb了,又如果掉 到1MΩ.cm 以下时,就表示水中的总离子浓度超过500ppb了,根据不同的实验室会对水质有不同的要求,如果实验要求的解析度在个位数的ppb 时,建议一旦发现18.2MΩ.cm 的数值掉下来,就请立即更换耗材。
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