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Q: 超纯水18.2 MΩ.cm的原因是什么?
发布时间:2013-05-16 浏览:

在工作中,我们常被问到下列的问题:

“为什么18.2MΩ.cm是最大极限值,为什么不会有更高的值?”

“18.2MΩ.cm到底表示什么? 与电导率0.055μS/cm之间有什么关系?”

“电阻值要下降到多少,才需要更换超纯水耗材? 18MΩ.cm还是10MΩ.cm?”,为什么?”

 

首先,我们需要先说明一下18.2MΩ.cm代表什么含义。

18.2MΩ.cm是一个水质检测数据,其检测水中的阴阳离子的浓度,以电阻率(Resistivity)来表示。当水中离子浓度越低时,测出的电阻率会越高,水中离子浓度越高时,测出的电阻率会越低。电阻率与离子浓度成反比关系。

为什么极限值是18.2MΩ.cm呢 ?

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 ?

要了解其中原委,需要先了解电阻率的倒数——电导率(Conductivity) 。

 

什么是电导率? 电导率是物质传送电流的能力,溶液的电导率与离子有关。离子越少电流就越小,离子越多电流就越大。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。电导率是零的纯水(即离子浓度是零)是不存在的,因为在技术上,无法完全拿掉水中所有离子,尤其是水自身有一个解离平衡:

H2O ↹ H++OH-

[H+]×[OH-]=1×10-14 (25℃)

因此, H+和OH-是永远无法完全去除的!

 

当水中除了H+和OH-之外,没有任何其它离子时, 电导率的最低值是0.055μS/cm(这个值是根据水中H+和OH-的浓度及其它因素计算出来的。计算基础是建立在[H+]=1×10-7M, [OH-]=1×10-7M上)。所以在这个理论下,25℃时,不可能存在低于0.055μS/cm的纯水。而这个0.055μS/cm的倒数就是大家熟知的18.2MΩ.cm。换言之,也就是不存在高于18.2MΩ.cm的水。

通常在纯水工业界,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 似乎只用在高纯水和超纯水的水质表示上。

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,只剩下1×10-7M的H+及OH-。

要注意的是,有些无机物如硅酸盐等, 导电的能力不高,所以电导率无法真正反映水中硅酸盐的实际浓度!

 

最后,我们来说明一下, “电阻值要下降到多少,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, 18.2MΩ.cm这个数字就会掉下来,如果下降到10MΩ.cm以下时,就表示水中的总离子浓度超过50ppb;如果下降到1MΩ.cm以下时,就表示水中的总离子浓度超过500ppb,根据不同的实验室会对水质有不同的要求,如果实验要求在个位数的ppb时,建议一旦发现小于18.2MΩ.cm,就请立即更换耗材。

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