理论纯水比阻抗值的计算方法

完全不含电解质的水,是由 99.76 % 的 H2O 与 0.24 % 的 H2O 同位素所组成。其存在型态,有极少部分呈解离状态如下。

因此,完全不含电解质的水,其导电率等於 H2O 解离生成的两离子H+, OH- 的和,所以不是零。其算式如下:

K : 电子导电率(S/cm)

ιH+ : 氢离子莫耳传导率(S?cm2/mol)

ιOH- : 氢氧离子莫耳传导率(S?cm2/mol)

[ H+ ] : 氢离子浓度(mol/1000g(水))

[ OH- ] : 氢氧离子浓度(mol/1000g(水))

ρ : 水的密度(g/cm3)

Kω:水的解离常数

从(1)(2)(3)式置换成下列算式。

以上是根据Truman S.Light 所求出的结果。表中所使用的常数与变数与其它研究者或许有些不同,但一般都是 0.055 μS/cm(18.2～18.3 MΩ?cm at 25℃)。

表 1 超纯水机理论纯水中温度与比阻抗间的关系

温度

ιH

ιOH

-logKω

ρ

R 比阻抗

℃

Scm2/mol

Scm2/mol

─

g/cm3

MΩ?cm

0

224.2

127.8

14.944

0.99987

84.2

10

275.5

156.2

14.535

0.99973

42.9

18

315.6

178.8

14.236

0.99859

26.6

20

325.5

184.4

14.167

0.99823

23.8

25

349.8

197.8

13.997

0.99707

18.25

30

373.7

211.6

13.833

0.99567

14.1

40

419.5

237.2

13.535

0.99224

8.98

举例:水温 25℃ 时,理论纯水的导电率

K = (ιH++ιOH-)×Kω1/2 × ρ × 10-3

=547.6 ×(10-13.997 )1/2 × 0.99707 × 10-3

=547.6 × (1.00693 × 10-14 ) 1/2× 0.99707 × 10-3

=547.6 × 1.003459 × 0.99707 × 10-10

=0.05479 × 10-6 S/m(= 0.05479 μS/cm = 18.25 MΩ?cm)

如此就可以对理论纯水的导电度进行计算。此外,由上表可知,导电度会随着水温的改变而改变,因此,纯水系统与超纯水系统的导电度(比阻抗)一般会换算成水温25℃来表示。

所以,最乾净的水(超纯水)的理论比阻抗值为 18.2～18.3MΩ.cm(25℃)。

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