Meten van geleidbaarheid
Eerder is al gewezen op de grote overeenkomsten en de verschillen tussen weerstand en geleidbaarheid. Om de weerstand te berekenen wordt de volgende formule gebruikt:
Verg. 1
Hierin is
| R |
: |
De weerstand in ohm (Ω).
|
| l |
: |
De lengte van de weerstand in meter, (m).
|
| A |
: |
Het oppervlak van de weerstand in vierkante meter (m2)
|
| ρ |
: |
De soortelijke weerstand in ohm∙meter (Ω∙m)
|
De
"ρ" (uitspraak: rho) is de Griekse letter "r". Hiermee lijkt de aanduiding op de "R" die voor weerstand gebruikt wordt, maar is er toch duidelijk van te onderscheiden. De
"ρ" en de
"p" mag je uiteraard niet met elkaar verwarren. Ook in deuiuitspraak is de
"ρ" rho geen "gekke p".
Weerstand draad
Deze formule geldt voor een homogene draad met een lengte van
l meter en een doorsnee-oppervlak van
A m
2. Met het gegeven dat geleidbaarheid de
reciproke van de weerstand is, kan voor de geleidbaarheid vergelijking 2 worden opgesteld:
of
Verg. 2
Net als in vergelijking 1 wordt een Griekse letter "k", de kappa: κ, (het Grieks kent geen "c", en de "C" in conductometrie wordt als "k" uitgesproken) gebuikt om onderscheidt te maken tussen geleidbaarheid en de specifieke geleidbaarheid van de oplossing. Naast "κ", wordt ook de sigma (σ), en in oudere teksten de gamma (γ) gebruikt.
Hierin is
| G |
: |
De geleidbaarheid van de oplossing in Siemens (S).
|
| l |
: |
De lengte van de weerstand in meter, (m).
|
| S |
: |
Het oppervlak van de weerstand in vierkante meter (m2)
|
| κ |
: |
De soortelijke geleidbaarheid in Siemens/meter (S∙m-1)
|
De soortelijke geleidbaarheid is een eigenschap van de oplossing.
Hiernaast is het principe van een conductometrische opstelling weergegeven. Het bovenste deel met de ampère- en de voltmeter bevindt zich in de conductometer. Het onderste deel wordt gevormd door de bak waarin zich de te meten vloeistof en de meetcel bevinden.
Principe van een conductometercel
Meten in oplossingen
Het plaatje naast de vorige alinea ziet er vrij eenvoudig uit. In de praktijk is er een groot verschil tussen meten van de weerstand in een blok vaste stof en het meten van de geleidbaarheid in een oplossing, zeker als de geleidbaarheid continu gemeten worden en de oplossing van samenstelling kan veranderen.
De afstand tussen de elektroden is wel bekend, in het plaatje aangeduid met "L", en ook het oppervlak "S" is bekend, maar in een echte meetcel met aan- en afvoer-aansluitingen, zullen ionen zich niet alleen maar in het stuk precies tussen de elektroden bewegen. Ook de aangrenzende oplossing zal gebruikt worden om ionen te laten passeren. Hoeveel extra ruimte, oppervlak, er gebruikt wordt is een bij de gebruikte elektrodeset horende constante. De elektrodes worden fabrieksmatig gemaakt, waarbij de twee elektrodes in een vaste glazen of plastic behuizing zijn geplaatst. Ze kunnen daardoor niet ten opzichte van elkaar bewegen. Door de fabrikant wordt de waarde van de constante meestal op de behuizing vermeld.
Hoewel niet correct wordt het geheel van de twee elektrodes en de behuizing ook vaak aangeduid met de term "Conductometerelektrode", al zou "Conductometercel" correcter zijn.
Formeel is de eenheid van de celconstante "per meter", m
-1, maar vanuit de geschiedenis wordt deze constante vaak in "per centimeter" opgegeven.
Om oplossingen met elkaar te vergelijken is de gemeten geleidbaarheid niet echt belangrijk. Deze is nog afhankelijk van de gebruikte meetcel. Oplossingen worden met elkaar vergeleken met behulp van hun soortelijke of specifieke geleidbaarheid κ.
