Wasseraufbereitungslösungen
Definition und Beschreibung
Die Leitfähigkeit einer Substanz ist definiert als „die Fähigkeit oder Leistung, Wärme, Elektrizität oder Schall zu leiten oder zu übertragen“. Ihre Einheiten sind Siemens pro Meter im SI und Millimhos pro Zentimeter in den U.S. Customary Units. Sein Symbol ist k oder s.
Elektrische Leitfähigkeit (EC)
Ein elektrischer Strom entsteht durch die Bewegung elektrisch geladener Teilchen als Reaktion auf Kräfte, die durch ein angelegtes elektrisches Feld auf sie wirken. In den meisten festen Stoffen entsteht ein Strom durch den Fluss von Elektronen, was als elektronische Leitung bezeichnet wird. In allen Leitern, Halbleitern und vielen isolierten Materialien existiert nur elektronische Leitung, und die elektrische Leitfähigkeit hängt stark von der Anzahl der Elektronen ab, die für den Leitungsprozess zur Verfügung stehen. Die meisten Metalle sind aufgrund der großen Anzahl freier Elektronen, die in einem leeren und verfügbaren Energiezustand angeregt werden können, extrem gute Stromleiter.
In Wasser und ionischen Stoffen oder Flüssigkeiten kann es zu einer Nettobewegung von geladenen Ionen kommen. Dieses Phänomen erzeugt einen elektrischen Strom und wird als Ionenleitung bezeichnet.
Die elektrische Leitfähigkeit ist definiert als das Verhältnis zwischen der Stromdichte (J) und der elektrischen Feldstärke (e) und ist das Gegenteil des spezifischen Widerstandes (r, ):
s = J/e = 1/r
Silber hat die höchste Leitfähigkeit aller Metalle: 63 x 106 S/m.
Wasserleitfähigkeit
Reines Wasser ist kein guter Leiter für Elektrizität. Gewöhnliches destilliertes Wasser im Gleichgewicht mit dem Kohlendioxid der Luft hat eine Leitfähigkeit von etwa 10 x 10-6 W-1*m-1 (20 dS/m). Da der elektrische Strom durch die Ionen in der Lösung transportiert wird, steigt die Leitfähigkeit mit zunehmender Konzentration der Ionen.
Die Leitfähigkeit nimmt also zu, je mehr ionische Spezies im Wasser gelöst sind.
Typische Leitfähigkeit von Wässern:
Reinstwasser 5,5 – 10-6 S/m
Trinkwasser 0,005 – 0,05 S/m
Meerwasser 5 S/m
Elektrische Leitfähigkeit und TDS
TDS oder Total Dissolved Solids ist ein Maß für die gesamten Ionen in der Lösung. EC ist eigentlich ein Maß für die Ionenaktivität einer Lösung im Sinne ihrer Fähigkeit, Strom zu übertragen. In verdünnten Lösungen sind TDS und EC einigermaßen vergleichbar. Der TDS einer Wasserprobe kann auf Basis des gemessenen EC-Wertes mit folgender Gleichung berechnet werden:
TDS (mg/l) = 0,5 x EC (dS/m oder mmho/cm) oder = 0,5 * 1000 x EC (mS/cm)
Die obige Beziehung kann auch zur Überprüfung der Akzeptanz von wasserchemischen Analysen verwendet werden. Sie gilt nicht für Abwasser.
Mit zunehmender Konzentration der Lösung (TDS > 1000 mg/l, EC > 2000 ms/cm) sinkt durch die Nähe der Lösungsionen zueinander ihre Aktivität und damit ihre Fähigkeit, Strom zu übertragen, obwohl die physikalische Menge der gelösten Feststoffe nicht beeinflusst wird. Bei hohen TDS-Werten steigt das Verhältnis TDS/EC und die Beziehung tendiert in Richtung TDS = 0,9 x EC.
In diesen Fällen sollte die oben genannte Beziehung nicht verwendet werden und jede Probe separat charakterisiert werden.
Für Wasser für landwirtschaftliche und Bewässerungszwecke sind die Werte für EC und TDS aufeinander bezogen und können mit einer Genauigkeit von etwa 10 % mit folgender Gleichung umgerechnet werden:
TDS (mg/l) = 640 x EC (ds/m oder mmho/cm).
Beim Umkehrosmoseverfahren wird das Wasser durch eine halbdurchlässige Membran gepresst, wobei die Verunreinigungen zurückbleiben. Dieser Prozess ist in der Lage, 95-99 % des TDS zu entfernen und so reines oder ultra-reines Wasser zu liefern.
Nutzen Sie die Lenntech-Rechner, um den TDS-Gehalt aus der Wasseranalyse zu berechnen und um TDS in EC oder umgekehrt umzurechnen.