4 电导率法快速检测缓释复合肥养分释放的探讨
电导率法快速检测缓释复合肥养分释放的探讨
戴建军1
,樊小林
2*
,喻建刚
2
(1.东北农业大学资源与环境学院,黑龙江 哈尔滨 150030;2.华南农业大学资源与环
境学院肥料与平衡施肥研究室,广东 广州 510642)
摘 要:比较两种计算方法获得的缓释复合肥料O s m ocote 静水培养液中氮、磷、钾3种养分累积释放曲线的差异,探讨缓释复合肥料养分释放的快速检测方法。采用静水溶出率法,在25e 和40e 条件下分别测定溶液中的养分含量和电导率,利用电导率)氮、磷、钾养分浓度标准曲线法(方法?)和电导率)实测养分浓度回归分析法(方法ò)分别求得缓释肥料养分累积释放曲线并进行比较。结果表明,
O s mocote 包膜缓释肥料的电导率)
氮、磷、钾养分浓度标准曲线(方法?)都呈二次曲线,相关系数均等于1;电导率)实测氮、磷、钾养分浓度回归分析曲线(方法ò)也都呈二次曲线,相关系数均达极显著水平;电导率与氮素浓度相关性最好,钾次之,磷最差;方法?和方法ò所得的养分释放率相比,氮的相对误差最小,钾次之,磷相差甚远。因此,电导率)氮素浓度标准曲线法(方法?)与电导率)实测养分浓度(方法ò)相比,既方便快捷,又可以保证较小的相对误差,可以作为氮、磷、钾复合型缓释肥料养分释放快速检测的一种较好的备选方法。关键词:缓释复合肥料;电导率;快速检测中图分类号:
S14-33;S14516
文献标识码:A
文章编号:
1673-6257(2010)04-0083-06
收稿日期:2009-06-03;最后修订日期:2010-04-14
基金项目:东北农业大学青年科学基金和东北农业大学创新计划
项目。
作者简介:戴建军(1968-),男,江苏丹徒人,副教授,博士,研究方向为植物营养与肥料。通讯作者为樊小林。
自20世纪50年代缓释肥料问世以来,人们即开始致力于缓释肥性能评价方法的研究,但到目前为止,尤其是氮、磷、钾复合肥核心型缓释肥料的
标准检测方法仍然值得商榷。国际标准化组织(I SO )只对缓释肥料(Slo w Release Fertilizer ,SRF)作了定义,并没有控释肥的定义和I SO 标准[1]
。现在有些学者认为以高分子化合物成膜或胶囊的肥料,由于其释放机理主要由温度控制,高温时释放最快,这时作物生长也最快,吸收养分也最多,也正好符合作物的生长需要,因此称作控释肥料;而除此之外的那些包裹型,如硫衣尿素,以及化学合成含氮化合物,可以在土壤中被微生物缓慢分解的称为缓释肥料;而在氮肥中加入脲酶抑制剂
或硝化抑制剂的称为稳定型肥料[1,2]
。T renke l 等提出了作为缓释肥应具备的3个条件,即在25e 的水中,24h 释放量不超过15%;在28d 内释放量不超75%;在设定的肥效期内至少释放75%[3]
。此标准是当前国际上普遍认可的包膜缓释肥料标准,
相应的测定方法即为静水溶出法[2,4]
。然而,对于
核心肥为氮、磷、钾复合肥的缓释肥料而言,由于高分子包膜的缓释作用,核心复合肥中氮、磷、钾3种养分的释放率是否一致?迄今为止,对此还很少专文研究报道。另外,国际通用的方法均为20e 或25e ,培养时间长,不便于快速评价缓释肥料的肥效期。为了缩短培养时间,我们已经对提高培养温度加快检测专文报道
[5-7]
,配合电导率法则会
更为快捷,并可适用于大规模的缓释肥料生产在线快速检测。缓释肥料中的钾一般采用火焰光度法或I CP 法、磷采用钼蓝比色法,氮素中的硝态氮采用酚二磺酸比色法,铵态氮采用纳氏试剂比色法
[8-10]
,或者用流动注射分析仪法测定氮。但这
些测定方法都比电导率法繁琐、费时,不能满足缓释肥料快速检测要求。陈剑秋等认为,电导率法对包膜缓释钾肥的钾素释放检测快捷准确[11]
。我们
在前期的研究中已经采用电导法结合常规化学分析
方法,并取得较好结果
[5,6]
。许多缓释肥料公司也
都有各自的快速检测方法,共同特点是都采用水为
介质,分别测氮、磷、钾,电导率或密度等[1,12,13]
。
本文以Os m oco te 商品缓释肥料为供试肥料,采用电导法,并分别采用两种回归曲线计算肥料氮、磷、钾的溶出率,研究单一养分溶出率与肥料总养分(氮、磷、钾)溶出率的关系和特点,探讨以电导
)
83)
率法配合静水溶出法作为快速、准确评价NPK复合肥为核心的缓释肥料养分释放率和释放期标准方法的可行性。
1材料与方法
111试验材料
供试肥料为氮、磷、钾比例为13-13-13的O s m ocote商品缓释肥料,试验中电导率仪选用Or-i on105A型,电导率量程为0~199mS/c m。
112包膜缓释肥料的养分释放率和肥效期的测定
(1)缓释肥养分释放率的测定:将供试肥料121500g放入1mm孔径的指形网袋中,重复3次,放于盛有250100m L纯水的密闭容器中,分别置于(25?015)e和(40?015)e的恒温培养箱。每周分别测定溶出液电导率,测定前将网袋取出,把溶液摇匀后测定。用100mL纯水冲洗肥料,然后用吸水纸吸干网袋表面液体,再置于装有250100mL纯水、预置培养温度的另一容器继续溶解,以待下一次测定。
(2)肥效期的测定:根据国际标准,缓释肥料的养分释放率达75%以上的时间即为该缓释肥料的肥效期,此实验中,当实测养分溶出率达到75%以上时停止测定,这时的天数即为肥效期。113缓释肥料溶出液中养分的测定
溶出液氮、磷、钾的测定可以选用常规法检测,但是常规法比较繁琐和耗时,因此本文在以往研究的基础上推荐电导率标准曲线法[3,11],其基本原理是根据电导率与溶液离子浓度呈正相关关系而进行测定的。并对电导率标准曲线测定的氮、磷、钾释放量和常规法测定的结果进行相关校验研究,探讨其可靠性。
(1)电导率标准曲线法测定待测液氮、磷、钾(方法?):电导率标准曲线的制作过程如下:首先用常规法测定缓释肥料的实际养分含量,结果为总养分的43128%。称取上述供试肥料121500g,研钵研碎,用蒸馏水冲洗,全部转入250mL容量瓶中,定容摇匀,过滤后保存,此为肥料质量/体积百分浓度为5%的标准母液(每100mL溶液含肥料5g,以下含义相同)。分别吸取上述母液0100、2150、5100、10100、15100、20100mL于50mL容量瓶中,定容,摇匀,其实际含复合肥分别为0%、0125%、0150%、1100%、1150%、2100%,其中分别含N0%、01036%、01072%、0114%、0122%、0129%;P2O50%、01038%、01077%、0115%、0123%、0131%;K2O0%、01035%、01070%、0114%、0121%、0128%。以上述标准液电导率为自变量x,分别以N、P2O5或K2O含量(%)为因变量y,进行回归分析,利用回归方程和待测液的EC 值便可求得待测液的氮、磷、钾养分量,并计算出基于标准曲线法的缓释肥料养分释放率,即为方法?。用标准曲线法测定的氮、磷、钾释放率是假定缓释肥料中的氮、磷、钾均按照等速率或等比率释放,但是事实上并非如此。因此,该方法用于测定缓释肥料养分释放率的可靠性究竟如何,或用氮、磷、钾中哪种养分比较可靠,还要用实测法进行校验。
(2)常规法测定待测液氮、磷、钾(方法ò):就是用常规农化分析法测定缓释肥料培养液氮、磷、钾的方法。如氮素采用德国产AA3流动注射分析仪进行测定;磷的测定采用钒钼黄比色法测定;钾的测定采用火焰光度法。分别用常规方法测定待测液中N、P2O5、K2O含量(%)为因变量y,以待测液电导率为自变量x进行回归分析,利用回归方程和待测液的EC值便可求得待测液的氮、磷、钾养分量,并计算出基于实测养分的缓释肥料养分释放率,即为方法ò。
利用上述两种方法得出相关曲线方程,就可以通过测定缓释肥料培养液的电导率来计算对应的养分浓度[9-11]和养分释放量,并通过分析比较这两种计算方法获得的缓释肥料养分释放的相对误差就可判断标准曲线法测定缓释肥料待测液养分浓度的可靠性和实用性。
2结果与分析
211缓释肥料静水溶出液的电导率变化
25°C和40°C下包膜缓释肥料静水培养液的电导率变化见图1。结果表明,在两种温度下,供试Osm ocote包膜缓释肥料电导率变化规律基本一致。二者初始电导率都很高,接着很快下降。这是包膜不完整的肥料颗粒很快释放造成的。然后在两种温度下电导率均快速上升达到一个峰值后,逐渐下降。这是由于包膜肥料颗粒逐渐吸水膨胀,渗透压急剧增高,养分快速溶出形成电导峰值,之后随着渗透压逐渐减小,溶出逐渐减少,电导率也随之逐渐减小。因此,电导率的变化可以反映肥料颗粒包膜是否完整和包膜的缓释特性,
)
84 )
也就是说利用电导率值的大小变化可以描述缓释
肥料养分释放性能。
图1 25e 和40e 条件下供试包膜缓释肥料
O s m ocote 的电导率EC 变化
212 缓释肥料(研碎)溶液氮、磷、钾养分浓度与溶液电导率的相关标准曲线(方法?)
表1分别列出了供试包膜缓释肥料Os m oco te 溶解于水中后,溶液氮、磷、钾三养分浓度,单一氮、磷、钾养分浓度和总养分浓度分别与溶液电导率间的相关曲线方程。由表1可知,O s m ocote 缓释肥料溶液氮、磷、钾单一养分,氮、磷、钾三种养分的浓度和总养分浓度与溶液的电导率间呈极显著的正相关,相关关系可用二次曲线拟合,相关系数r 均为1。结果表明,利用缓释肥料标准曲线方程可以准确地计算缓释肥料溶液某一电导率值下溶液的氮、磷、钾浓度,并换算相应的养分释放率。
表1 供试包膜缓释肥料O s mocote 溶液氮、磷、钾养分
浓度与溶液电导率的相关标准曲线
养分
电导率(mS /c m )
01032130
4128
71591015213117
回归曲线方程相关系数r
N
01000103601072011401220129
y=010005x 2
+
010149x-0100091**P 2O 501000103801077011501230131
y=010006x 2
+
01016x-010011**K 2O 01000103501070011401210128
y=010005x 2+
010145x-0100091
**
NP K 01000111
0122
014401660188
y=010016x 2+
010454x-010029
1**
注:式中x 为电导率(mS /c m ),y 为N 、P 、K 浓度(%)。**
代表
相关系数达到1%极显著的水平。
213 缓释肥料静水培养液的电导率与培养液实测氮、磷、钾养分浓度的关系(方法ò)
将25e 和40e 下测得的电导率与对应的氮、磷、钾实测浓度测定值进行回归分析,其回归方程结果列于表2。由表2结果可以看出,电导率与实测的氮、磷、钾之间的相关系数均达到了极显著的水平。但是3个养分中氮的相关系数最大,其次是钾,而磷的最小。也就是说,如果用溶出液的电导率,特别是用电导率标准曲线法预测缓释肥料氮、磷、钾养分释放率,通过缓释肥料溶液氮、磷、钾养分浓度与溶液电导率的相关标准曲线方程,只计算氮素的释放率即可,而且比较
准确。
表2 25e 和40e O s m oco te 养分浓度与电导率间的
回归分析
温度
养分
回归曲线方程
相关系数r
n
25e N y=-1@10-5x 2+010019x+
010047
019977*
*
17
P 2O 5y=-4@10-6x 2+010005x+
010014
019975*
*
17
K 2O y=-9@10-6x 2+010015x+
010049
019964*
*
17
40e N
y=-3@10-5x 2+01003x+
01006
019950*
*
12
P 2O 5y=-8@10-6x 2+010008x+
010017
019949*
*
12
K 2O
y=-3@10-5x 2+010025x+
010052
019917*
*
12
注:式中x 为电导率(mS /c m ),
y 为N 、P 2O 5、K 2O 浓度(%)。
214 电导率法测定的缓释肥料养分释放曲线与氮、磷、钾养分释放曲线的比较
如前所述,利用标准曲线法或实测相关方程都能够测定缓释肥料培养液的氮、磷、钾养分浓度,并计算出缓释肥料中氮、磷、钾的释放率,而且利用标准曲线法测定的缓释肥料中氮、磷、钾的释放率之间可能没有差异。那么究竟用标准曲线法测定的缓释肥料养分释放率与实测结果有无差异,或差异有多大?这关系到是否能用标准曲线法或用标准曲线法中哪种养分的释放可以更好地反映缓释肥料的养分释放率。
)
85)
图2 根据电导率)养分浓度标准曲线获得的25e 和40e 下O s mo co te 养分释放曲线(方法?)
图2是根据电导率)养分浓度标准曲线法获得的25e 和40e 下的养分释放曲线(方法?)。图3
是根据电导率与实测的氮、磷、钾养分释放浓度间的回归方程获得的25e 和40e 下养分释放曲线(方法ò)。对比图2和图3结果可见,用标准曲线法
,
图3 根据电导率与实测的氮、磷、钾养分释放浓度间的回归方程获得的25e 和40e 下养分释放曲线(方法ò)
无论是25e 还是40e 下,自培养开始至释放率达75%以上时,缓释肥料氮、磷、钾的释放曲线几乎重合,表明氮、磷、钾等量释放。但是,在25e 和40e 下,实测氮、磷、钾释放曲线随着释放期的延长而明显分化,尤其是磷的释放率明显小于氮、钾的释放率,钾的释放率也小于氮的释放率(图3)。这说明,实际上缓释肥料培养液中释放的氮、磷、钾依次为氮>钾>磷。即用标准曲线法测定的磷、钾释放率不能准确反映实际的磷、钾释放率。两者间的比较见表3。表3列出了利用两种不同方法获得的25e 和40e O s m ocote 氮、磷、钾养分释放率间的比较。
表3 利用两种不同方法获得的25e 和40e O s m ocote
氮、磷、钾养分释放率间的比较
培养温度
释放时间(d)待测养分测定方法释放率(%)相对误差(%)25e
77
N
?76143?0169)ò76163?01080126P 2O 5
?2412?0170)ò21169?1811810137K 2O
?64166?0171)ò64138?4180014340e
42
N
?7611?0152)ò83156?21189180P 2O 5
?23116?0153)ò23142?191701112K 2O
?70195?0154)ò
63169?5185
10123
注:方法?为电导率)养分浓度标准曲线法,方法ò为电导率)实测氮、磷、钾养分浓度回归曲线法。
从表3可以看出,方法?和方法ò所得的O s -m oco te 养分N 的释放曲线形状相差无几,25e 下实测77d 时氮素释放率达到76%,二者测定的释放率间的相对误差仅为0126%;40e 时,实测42d 氮素释放率达到76%,用方法ò求得氮素释放率为83%,相对误差为9180%。方法?和方法ò的标准误都很小,25e 时分别只有0169和0108,而40e 时分别为0152和2118。
钾的释放,25e 实测77d 时钾素释放率接近65%,两种方法相对误差仅为0143%;40e 时42d
为71%,两种方法相对误差较高,为10123%。
磷的实际释放率很低,25e 时实测77d 磷素释
)
86)
放率只有24%,两种方法相对误差为10137%; 40e时42d为23%,两种方法相对误差为1112%。
采用方法?的标准曲线法是假设氮、磷、钾按照等比例完全释放为前提,但是,实际情况是氮、磷、钾三元素缓释肥料中氮、磷、钾的养分释放并非按照核心肥料氮、磷、钾比例释放,氮素释放最快,钾次之,磷最慢,因此,方法?计算的磷与实测磷曲线有较大的相对误差。
因此,对于氮、磷、钾三元素缓释肥料生产线例行的养分释放抽样检测中,建议采用方法?更为快捷,因为无需长时间的静水培养就可获得回归曲线,只需在缓释肥料定型生产时进行一次培养测定这种缓释肥料的释放期。采用方法?计算氮素释放,与方法ò即实测氮含量的方法相比,误差很小,而且更快捷。因此,方法?即电导率)养分浓度标准曲线法,可以作为氮、磷、钾三元素缓释复合肥料氮素释放快速检测的一种较好的备选方法。
3讨论与结论
缓释肥料问世50年来,还没有形成一个统一的检测标准。国际评价缓释肥养分释放特性的常用方法有水浸泡法[3,6],土壤培养法[6]和同位素法[12]等。许多方法只能作为研究之用,或者作为企业自身的检测方法,横向之间没有可比性,例如各厂家标示的同是6个月的肥效期,可能并不是用同一方法获得的,实际肥效期并不相同。因此,亟待出台统一的标准和检测方法,为缓释肥料的发展提供保证。
现在缓释肥料的品种越来越多,有单质肥料为核心的,也有三元素肥料为核心的。对于前者来说,释放率只能测定一种元素;而对于后者,氮、磷、钾3种元素都能测定,是以氮为准?还是以磷或是钾为准呢?Oertli和Lunt[8,9]以及Du等[10]发现缓释肥料中氮释放最快,钾次之,而磷最慢。以上的研究结果也表明,氮、磷、钾的释放具有相同趋势,即在25e时静水培养77d后,氮素释放率达到76%,钾接近65%,而磷却只有24%。因此,对于三元复合型缓释肥料,从氮、磷和钾3种养分释放率的角度来说,常常选择氮素的释放作为肥料本身的释放。从本研究发现,氮素释放与两种方法吻合度都很高,因此,复合型(硝基、铵基)氮素释放更适合采用方法?来计算氮素释放电导率,此方法更快捷、准确。
从本研究发现,缓释复合肥料Osm ocote在25e和40e的静水中,氮素释放浓度与电导率的相关性最好。采用电导率)氮素浓度标准曲线法(方法?)测定缓释复合肥料的氮素释放与实测氮素浓度的方法(方法ò)之间的相对误差很小,释放率非常接近,且更快捷。因此,电导率)氮素浓度标准曲线法可以作为氮、磷、钾三元素缓释复合肥料快速检测的一种较好的备选方法。
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)
87
)
R ap i d test of nu tr i en ts release fro m poly mer-coated sl owed re lease co mpound fertilizer u sing electric condu ctivity DA I Jian-j un1,FAN X iao-li n2*,YU Ji an-g ang2(1.Co llege of R esources and Env i ronm ent,N ortheast A gr i cultural U n-i
versity,H arb i n150030;2.C oll ege of R esources and Env iron m ent,South Ch i na A g ricu ltura l U n i versity,G uangzhou 510642)
Abstrac t:T he d ifferences bet w een the cu mu l a ti ve release curves calculated by2m ethods of conducti v ity standard curves w ere compared,and the rapi d test m ethod f o r co m pound sl owed re lease fertilizers was exp l ored i n this paper.Incubati on m ethod i n static w ater w as appli ed to study the cumu l a tive nutr i ents release rate from slo w ed re lease com pound fertili zer O s-m oco te at25e and40e,and t he nutrients con tents and electr ic conducti v ity were deter m i ned.T he differences w ere com-pared i n the curves o f cu mu lati ve nu trien ts re lease rate ca lcu l a ted by the EC-nutr i ents concentra ti on standa rd reg ressi on curv es(m ethod?)and that o f the EC-nutr ients concentrati on tested reg ressi on curves(m ethodò).T he results show ed tha t the EC-nutr i ents concentration standard reg ressi on curves(m ethod?)o fO s m ocote assu m ed good quadric curves,and co rre l a ti ve co-effic i enc iesw ere all equals to1;also the co rre l a ti ve co-effic i encies of EC-nutr i ents concentrati on tested reg res-s i on curves(m ethodò)reached very si gnificant leve.l The correlati on be t w een EC and N concentration w as the best,fo-l lo w ed w it h t hat o f EC of K
,
and t hat o f EC o f P w as t he https://www.wendangku.net/doc/452250770.html, par i ng the nutrients cumu l a tive release rates acqu ired by
use o f the m ethod?and m e t hodò,t he re l a ti ve error of N cu mu l a ti ve release rate w as the least,tha t of K
2
O took second
p l ace,and that of P
2O
5
was the b i ggest.Therefore,the calcu lati ng m ethods of the EC-nutr i ents concentra ti on standard re-
g ressi on curves(m ethod?)co m pa red w ith the EC-nutr i ents concentrati on tested reg ressi on curves(me t hodò),w asm ore
conv en i ence and faster w ith l ow relative e rror.T he m ethod o f EC-nu trients concen trati on standard reg ressi on show ed a poten-ti a l as an alte rnati ve m ethod to deter m i ne nutr i ents release from co m pound contro lled re l ease fertilizers.
K ey word s:compound slo w ed re lease fertilizer;e l ec tric conducti v ity;rap i d test
[上接第60页]
E ffects of botan ica l fo liar fertilizers on waterme l on yield,quality and nu trien t absorp ti on
ZHANG Y u-feng1,DONG L i ang1,L I Y an1*,L I U Zhao-hui1,C H E N G uang-si1,ZHANG Chun-feng2(1.Instit u te o f So il and F ertili ze rs,Shandong A cademy o f Ag ricu ltura l Sc i ence,K ey L aboratory o f Inven ti on and M anufact u re fo r N e w F er-tili ze rs,M i nistry o f Ag ricu lture t he P eop l e.s R epub lic of Ch i na,Shandong Eng ineer i ng R esearch Center for F ertili zers,J-i nan250100;2.A g ro techn ica l S tati on of D i ngyuanz ha,i Shandong G uan X i an252512)
Abstrac t:F i e l d expe ri m en tw as conducted t o i nvesti ga te the effec t of botanical f o li ar fertili zers on y ield,qua lity and nutr-i ent absorption o f water m elon.Fo liar fertilizerò(FFò)m ade by burdock ex trac ts and oli goehitosan.The results sugges-ted t hat:wa ter m elon y ield o f FF?and T i anda2116(TD)trea t m ent we re increased by18144%and11127%respectively than that o f traditi onal fertili zati on.V c conten t o f FF?,FFòand TD treat m ent w ere i ncreased by50119%,19196%and 50192%respectively.Sug er content o f FF?,FFòand TD treat m ent we re i ncreased by11189%,3176%and11165%re-spectively.N itrate content o f FF?,FFòand TD treat m ent we re decreased by18191%,13159%and13199%respec-ti ve l y.Po tassiu m content o f FF?treat m entw as i ncreased by8149%.W ater m e l on y ield o f FF?trea t m en tw as higher than tha t of TD and FFòtreat ment,w ater m e l on qua lity of FF?treat m ent w as as good as t hat o fTD treat m ent,they we re be tter than tha t of FFò.In conc l usi on,FF?cou l d not on l y i ncrease w aterme lon y ield and qua lit y,but a lso prom ote potass i u m transporti ng from stem to peel i n wa ter m e l on.T hese results sugg ested that FF?was su i tab l e f o r w aterme lon.
K ey word s:burdock o ligosacchar i de;o li goehitosan;n itrate;sugar;V c
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电化学方法总结
电化学方法总结 Prepared on 22 November 2020
循环伏安法 1 定义：循环伏安法(Cyclic Voltammetry)以等腰三角形的脉冲电 压加在工作电极上，控制电极电势以不同的速率，随时间以三角 波形一次或多次反复扫描，使电极上能交替发生还原反应和氧化 反应，记录电流-电势曲线。 单圈扫描：电位在初始电位维持一段平衡（静置）时间后，开始匀 速变化（扫描速度为v=dE/dt），扫描到第1个换向电位后，某些仪 器可维持在第1个换向电位一段时间，然后电位反向扫描到第2个 换向电位，某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间，然后再 扫描到最终电位）。 多圈扫描：在初始电位起扫后，在第1、2个换向电位之间循环扫描 多圈，最后扫描到最终电位。 Initial potential Vertex 1 potential Vertex 2 potential Final potential Delay Potential Time 初始电位、换向电 位、扫描速度等是 非常重要的实验设
2 特点： Ⅰ：激励信号：施加的电压为三角波电压，双向扫描，分为氧化过程和还原过程，氧化态电势高，还原态电势低。 Ⅱ：参数设置：两个可调参数为电位范围和扫描速度。设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位，起始电位不应破坏溶液的初始条件；若起始电位与溶液初始条件不一致，则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录。 Ⅲ：实验条件：进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态，若搅拌则记录的图中不会出现峰，相反呈S型。 3 所得信息： Ⅰ：判断电极反应的可逆程度，依据为峰电流比及峰电势差，对于可逆体系：i pa/i pc1；E pa/E pc nF。 Ⅱ：判断电极表面的修饰情况，峰电流大说明电极传递电子能力较强。但这只能定性判断，实际循环伏安图中，存在充电电流的影响，因此CV峰电流测量不太容易精确。 Ⅲ：判断其控制步骤和反应机理，若i p∝v，则此过程为表面控制，发生在电极表面；若i p∝v1/2，则此过程为扩散控制，发生在溶液中。 循环伏安法可作用于可逆的电极过程，也可作用于不可逆或准可逆的电极过程以及各种伴随航行反应的过程，不同的电极过程分别阳极峰电势E pa和阴极峰电势E pc，并给出峰电位差△E p和峰电流之比。
四探针法原理
或设备上直接测量电阻率。 二．目的和意义 1. 了解（微）小电阻测量的原理，了解四探针微电阻测量的特点，掌握（微） 小电阻测量方法。 2. 了解几种典型材料的电阻率数量级。 3. 了解试样的尺寸对测量结果的影响。 4. 训练实验设计能力和实验操作水平。 三．实验原理 四点探针的原理见图1。前端精磨成针尖状的1、2、3、4号金属细棒中，1、4号和高精度的直流稳流电源相联，2、3号与高精度（精确到0.1μV）数字电压表或电位差计相联。四根探针有两种排列方式，一是四根针排列成一条直线（图1a），探针间可以是等距离也可是非等距离；二是四根探针呈正方形或矩形排列（图1b）。对于大块状或板状试样（尺寸远大于探针间距），两种探针排布方式都可以使用；而于细条状或细棒状试样，使用第二种方式更为有利。当稳流源通过1、4探针提供给试样一个稳定的电流时，在2、3探针上测得一个电压值V23。本实验采用第一种探针排布（图1a）形式，其等效电路图见图2。 a b 图1. 四点探针电阻测量原理示意图 对于如图所示的系统中，显然稳流电路中的导线电阻（R1、R4）和探针与样品的接触电阻（R2、R3）与被测电阻（R）串联在稳流电路中，不会影响测量的结果。
在测量回路中，R5、R6、R7、R8和数字电压表内阻R0串联，其总电阻R ˊ＝R5+R6+R7+R8在电路中与被测电阻R 并联，其总的电阻为： 8 7650)87650(R R R R R R R R R R R R R +++++++++= （1） 当被测电阻很小（例如小于1Ω），而电压表内阻很大时（本实验使用的hp34410A 型数字电压表其内阻大于10M Ω），R5、R6、R7、R8和R0对实验结果的影响在有效数字以外，测量结果足够精确。 对于三维尺寸都远大于于探针间距的半无穷大试样，其电阻率为ρ，探针引入的点电流源的电流强度为I ，则均匀导体内恒定电场的等电位面为一系列球面。以r 为半径的半球面积为2πr ，则半球面上的电流密度为： 22r I j π= （2） 由电导率σ与电流密度的关系可得到这个半球 面上的电场强度为： 2 222r I r I j E πρσπσ=== （3） 则距点电源r 处的电势为： r I V πρ2= （4） 显然导体内各点的电势应为各点电源在该点形 成的电势的矢量和。进一步分析得到导体的电阻率： 134********)1111(2?+??=r r r r I V π ρ （5） 图2. 四点探针电阻测量等效电路图 R1、R4、R5、R8导线电阻，R2、R3、R6、R7，接触电阻 R0数字电压表内阻，R 被测电阻 图3. 四点探针电阻测量原理图
土壤电导率测定方法(精)
土壤电导率测定方法 土壤电导率是测定土壤水溶性盐的指标, 而土壤水溶性盐是土壤的一个重要属性, 是判定土壤中盐类离子是否限制作物生长的因素。上壤中水溶性盐的分析, 对了解盐分动态, 对作物生长的影响以及拟订改良措施具有十分重要的意义。土壤水溶性盐的分析一般包括全盐量测定, 阴离子 (Cl - 、 SO 2- 3 、 CO 2- 3 、 HCO - 3 、 NO - 3 和阳离子 (Na + 、 K + 、 Ca 2+ 、 Mg 2+ 的测定, 并常以离子组成作为盐碱土分类和利用改良的依据。下面把测定方法告诉你, 你应该更能理解土壤电导率与土壤性质的关系了。 测定方法为: 1 实验方法、原理 土壤水溶性盐的测定分水溶性盐的提取和浸出液盐分的测定两部分。在进行土壤水溶性盐提取时应特别注意水土比例、振荡时间和提取方式, 它们对盐分溶出量都有一定影响。目前在我国采用 5 :1 浸提法较为普遍。盐分的测定主要采用电导法和烘干法,其中以电导法较简便,快速,烘干法较准确,但操作繁琐费时。本实验采用水土比 5 :1 浸提,电导法测定水溶性盐总量。电导法测定原理是土壤水溶性盐是强电解质, 其水溶液具有导电作用, 在一定浓度范围内, 溶液的含盐量与电导率呈正相关, 因此通过测定待测液电导率的高低即可测出土壤水溶性盐含量。 2 仪器试剂 250ml 三角瓶,漏斗、电导仪、电导电极。 0.01M KCl , 0.02M KCL 标准溶液。 3 操作步骤 土壤水溶性盐的提取, 称取过 1mm 筛风干土 20.00g , 置于 250ml 干燥三角瓶中,加入蒸馏水 100m1( 水土比 5 :1 ,振荡 5 分钟,过滤于干燥三角瓶中,需得到清壳滤
四电极法测电阻率——Summary
51 四探针法测电阻率1. 理解四探针测量半导体或金属薄膜电阻率的原理 2. 了解四探针测量材料电阻率的注意事项实验原理四探针法测量电阻率常用的四探针法是将四根金属探针的针尖排在同一直线上的直线型四探针法如图1-1a 所示。当四根探针同时在一块相对于探针间距可视为半无穷大的平面上时如果探针接触处的材料是均匀的并可忽略电流在探针处的少子注入则当电流I 由探针流入样品时可视为点电流源在半无穷大的均匀样品中所产生的电场线具有球面对称性即等势面为一系列以点电流源为中心的半球面。样品中距离点电源r 处的电流密度j电场ε和电位V 分别直流四探针法也称为四电极法主要用于低电阻率材料的测量。使用的仪器以及与样品的接线如图3-1所示。由图可见测试时四根金属探针与样品表面接触外侧两根1、4为通电流探针内侧两根2、3为测电压探针。由电流源输入小电流使样品内部产生压降同时用高阻抗的静电计、电子毫伏计或数字电压表测出其他二根探针的电压即V23伏。 a 仪器接线b点电流源c四探针排列图1-1 四探针法测试原理示意图一块电阻率为的均匀材料样品其几何尺寸相对于探针间距来说可以看作半无限大。当探针引入的点电流源的电流为I由于均匀导体内恒定电场的等位面为球面则在半径为r处等位面的面积为2r2则电流密度为jI/2r2 1-1 52 根据电导率与电流密度的关系可得E2222rIrIj 1-2 其中E为电场强度σ
和ρ分别是样品的电导率和电阻率。若电流由探针流出样品则距点电荷r处的电势为rIV2 1-3 因此当电流由探针1流入样品自探针4流出样品时根据电位叠加原理在探针2处的电位为在探针 3 处的电位为式中的S1是探针1和2之间的距离S2是探针2和3之间的距离S3是探针3和4之间的距离。各点的电势应为四个探针在该点形成电势的矢量和。所以探针2、3 之间的电位为通过数学推导可得四探针法测量电阻率的公式为IVCrrrrIV231341324122311112 3-4 式中13413241211112rrrrC为探针系数单位为cmr12、r24、r13、r34分别为相应探针间的距离见图3-1c。若四探针在同一平面的同一直线上其间距分别为S1、S2、S3且S1S2S3S时则SIVSSSSSSIV21111223133221123 3-5 这就是常见的直流等间距四探针法测电阻率的公式。根据样品在不同电流I下的电压值V计算出该样品的电阻值及电阻率。53 为了减小测量区域以观察电阻率的不均匀性四根探针不—定都排成—直线而可排成正方形或矩形此时只需改变计算电阻率公式中的探针系数C。四探针法的优点是可迅速、方便、无破坏地测量任意形状的样品且精度较高适合于大批生产中使用。但由于该方法受针距的限制很难发现小于0.5mm两点电阻的变化。注意事项a 预热打开电流源和电压表的电源开关使仪器预热30分钟。b 在联接电流源和切换电流量程前应先将电流输出调至近零以免造成电流对样品的冲击。电压表
2015药典纯化水及0681制药用水电导率测定法
纯化水 Chunhuashui Purified Water H 2O 18.02 本品为饮用水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的制药用水，不含任何添加剂。 【性状】本品为无色的澄清液体；无臭。 【检査】酸碱度取本品10ml，加甲基红指示液2滴，不得显红色；另取10ml，加溴麝香草酚蓝指示液5滴，不得显蓝色。 硝酸盐取本品5ml置试管中，于冰浴中冷却，加10%氯化钾溶液0.4ml和0.1%二苯胺硫酸溶液0.1ml，摇匀，缓缓滴加硫酸5ml，摇匀，将试管于50°C水浴中放置15分钟，溶液产生的蓝色和标准硝酸盐溶液[取硝酸钾0.163g，加水溶解并稀释至100ml，摇匀，精密量取1ml ,加水稀释成100ml，再精密量取10ml，加水稀释成100ml，摇匀，即得（每1ml 相当于1μg NO 3)]0.3ml，加无硝酸盐的水4.7ml，用同一方法处理后的颜色比较，不得更深(0.000006%)。 亚硝酸盐取本品10ml，置纳氏管中，加对氨基苯磺酰胺的稀盐酸溶液（1→100）1ml 和盐酸萘乙二胺溶液（0.1→100）ml，产生的粉红色，和标准亚硝酸盐溶液[取亚硝酸钠0.750g(按干燥品计算），加水溶解，稀释至100ml，摇匀，精密量取1ml，加水稀释成100ml，摇匀，再精密量取1ml，加水稀释成50ml，摇匀，即得（每1ml相当于1μg NO2)]0.2ml，加无亚硝酸盐的水9.8ml，用同一方法处理后的颜色比较，不得更深（0.000002%)。 氨取本品50ml，加碱性碘化汞钾试液2ml，放置15分钟；如显色，和氯化铵溶液（取氯化铵31.5mg，加无氨水适量使溶解并稀释成1000ml)1.5ml，加无氨水48ml和碱性碘化汞钾试液2ml制成的对照液比较，不得更深(0.00003%)。 电导率应符合规定（通则0681)。 总有机碳不得过0.50mg/L(通则0682)。
水质的测定-电导率
水质分析：电导率法 一、目的： 1.了解电导率的含义及测定方法。 2.掌握分光光度法对水质的测定原理及方法。 二、原理： 电导率是以数字表示溶液传导电流的能力。纯水的电导率很小，当水中含有无机酸、碱、盐或有有机带电胶体时，电导率就增加。电导率常用于简介推测水中带电荷物质的总浓度。水溶液的电导率取决于带电荷物质的性质和浓度、溶液的温度和粘度等。 电导率的标准单位是S/m（即西门子/米），一般实际使用单位为mS/m，常用单位μS/cm（微西门子/厘米）。 单位间的互换为： 1mS/m = cm = 10μS/cm 新蒸馏水电导率为，存放一段时间后，由于空气中的二氧化碳或氨的溶入，电导率可上升至；饮用水电导率在5-150mS/m之间；海水电导率大约为3000mS/m；清洁河水电导率为10mS/m。电导率随温度变化而变化，温度没升高1度，电导率增加约2%，通常规定25度为测定电导率的标准温度。 由于电导率是电阻的倒数，因此，当两个电极（通常为铂电极或铂黑电极）插入溶液中，可以测出两电极间的电阻R。根据欧姆定律，温度一定时，这个电阴值与电极的间距L（cm）成正比，与电极截面积A（cm2）成反比： R = ρ× L/A
由于电极面积A与间距L都是固定不变的，故L/A是一个常数，称电导池常数（以Q表示）。 比例常数ρ叫做电阻率。其倒数1/ρ称为电导率，以K表示。 S = 1/R = 1/(ρ*Q) S表示电导率，反应导电能力的强弱。 所以，K = QS 或 K = Q/R 当已知电导池常数，并测出电阻后，即可求出电导率。 三、仪器、试剂： 仪器：MP522电导率仪，GDH-2008W恒温浴槽，石英蒸馏水装置。 试剂：市售桶装纯净水、瓶装矿泉水、实验室去离子水、自来水、二次蒸馏水、河水(或湖水或江水)、污水(或废水)。 四、步骤： 1.电导率仪器校准：用标准氯化钾盐溶液对电导率仪器进行校准， 2.将所测水样放入带夹套的容器中，通入恒温水，待温度恒定后，对水样进 行电导率测量。 3.比较电导率的大小，对水样进行分析。 五、数据记录和处理： 气压： 101kpa ；室温：23°C；实验温度：25°C。 1、电导池常数的测定： KCl溶液的浓度： l；KCl溶液电导率：。
四探针测量金属薄膜电阻率
实验三（I）探针测量半导体或金属薄膜电阻率 一．实验目的 1.熟悉四探针测量半导体或金属薄膜电阻率的原理 2.掌握四探针测量材料电阻率的方法 二．实验原理 薄膜材料是支持现代高新技术不断发展的重要材料之一，已经被广泛地应用在微电子器件、微驱动器/ 微执行器、微型传感器中。金属薄膜的电阻率是金属薄膜材料的一个重要的物理特性,是科研开发和实际生产中经常要测量的物理特性，对金属薄膜电阻率的测量也是四端法测量低电阻材料电阻率的一个实际的应用，它比传统的四端子法测量金属丝电阻率的实验更贴近现代高新技术的发展。 直流四探针法也称为四电极法，主要用于半导体材料或超导体等的低电阻率的测量。使用的仪器以及与样品的接线如图3-1所示。由图可见，测试时四根金属探针与样品表面接触，外侧两根1、4为通电流探针，内侧两根2、3为测电压探针。由电流源输入小电流使样品内部产生压降，同时用高阻抗的静电计、电子毫伏计或数字电压表测出其他二根探针的电压即V23(伏)。 (a)仪器接线(b)点电流源(c)四探针排列 图3-1 四探针法测试原理示意图 若一块电阻率为ρ的均匀半导体样品，其几何尺寸相对于探针间距来说可以看作半无限大。当探针引入的点电流源的电流为I，由于均匀导体内恒定电场的等位面为球面，则在半径为r处等位面的面积为2πr2，电流密度为 j=I/2πr2(3-1)
根据电导率与电流密度的关系可得 E ＝2222r I r I j πρσπσ== (3-2) 则距点电荷r 处的电势为 r I V πρ2= (3-3) 半导体内各点的电势应为四个探针在该点形成电势的矢量和。通过数学推导可得四探针法测量电阻率的公式为： I V C r r r r I V 2313413241223)1111(2=+--?=-πρ (3-4) 式中，134 132412)1111(2-+--=r r r r C π为探针系数，单位为cm ；r 12、r 24、r 13、r 34分别为相应探针间的距离，见图3-1c 。若四探针在同一平面的同一直线上，其间距分别为S 1、S 2、S 3，且S 1=S 2=S 3=S 时，则 S I V S S S S S S I V ππρ2)1111(223133221123=++-+-?=- (3-5) 这就是常见的直流等间距四探针法测电阻率的公式。 为了减小测量区域，以观察电阻率的不均匀性，四根探针不—定都排成—直线，而可排成正方形或矩形，此时，只需改变计算电阻率公式中的探针系数C 。 四探针法的优点是探针与半导体样品之间不要求制备合金结电极，这给测量带来了方便。四探针法可以测量样品沿径向分布的断面电阻率，从而可以观察电阻率的不均匀情况。由于这种方法可迅速、方便、无破坏地测量任意形状的样品且精度较高，适合于大批生产中使用。但由于该方法受针距的限制，很难发现小于0.5mm 两点电阻的变化。 根据样品在不同电流（I ）下的电压值（V ）计算出该样品的电阻值及电阻率，例如某一种薄膜样品，在薄膜的面积为无限大或远大于四探针中相邻探针间距的时候，金属薄膜的电阻率ρ可以由以下式算出。
(七)醋酸电离常数的测定电导率法
实验八（三）醋酸电离常数的测定——电导率法 【目的要求】 1、掌握利用电导率法测定电解质的电离常数的基本原理； 2、学习电导仪的使用方法； 3、进一步熟悉溶液的配置与标定，规范称量、滴定的操作。 【实验原理】 1、电离常数与电离度的关系： 2 1 c K α α = - 。 2、电导G是导体电阻R的倒数 1 G R =，是衡量导体导电能力的物理量，单位是1 (,)S cm m μ- ?。 3、电导率γ表示在相距1cm，面积为1cm2的两个电极之间的溶液的电导，由定义得 L G A γ=，其中 L A 为 电极的电极常数或电导池常数。 4、一定温度下，同一电解质不同浓度的溶液的电导与溶液的电解质总量和溶液的电离度有关，把含有1mol 的电解质溶液放在相距1cm的两个平行电极之间，这时无论怎样稀释溶液，溶液的电导只与电解质的电离度有关，此时的电导称为该电解质的摩尔电导。以λ表示摩尔电导，V表示1mol电解质溶液的体 积（mL），c表示溶液的浓度（mol·L-1），γ表示溶液的电导率，则有 1000 V c λγγ ==。 5、对于弱电解质，在无限稀释的情况下，可看作完全电离，这时溶液的摩尔电导称为极限摩尔电导λ∞。 某时刻弱电解质的电离度满足： λ α λ ∞ =，代入电离常数与电离度的关系式得到 2 () c K λ λλλ ∞∞ = - 。 【实验步骤】 1、250mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液的配制与标定。 ①称量NaOH 1.0g，放入小烧杯中，加水溶解，转入试剂瓶，充分混合摇匀。 ②称量KHC8H4O4（-1 204.2mol L M=?）0.4~0.6 g，分别加入到标号为1～3的锥形瓶中，加40mL水溶解。 加入2滴0.2%的酚酞溶液，用待测定NaOH溶液滴定至微红色且30s不变色。平行滴定3份，要求精密度良好。 2、300mL 0.1 mol·L-1的HAc溶液的配配制与标定。 ①用10mL量筒量取冰乙酸（17.5mol·L-1）1.7～1.8mL，注入小烧杯中，加去离子水稀释后转入试剂瓶， 再加水至300mL，充分混合摇匀。 ②用酸式滴定管分别向标号为1～3的三个锥形瓶中放入待测HAc溶液25.00mL，并加入2滴0.2%的酚酞
电导率测量仪温度补偿的检定方法及问题
电导率测量仪温度补偿的检定方法及问题。使用电导率仪的用户都知道这一点，溶液的电导率与温度密切相关，因为温度发生变化时，电解质的电离度、溶解度、离子迁移速度、溶液黏度等都会发生变化，电导率也会变化。温度升高，电导率增大。而此刻电导率仪的温度补偿功能就是为了克服温度的影响。 一、什么是电导率测量仪的温度补偿功能： 将溶液在实际温度下的电导率值转换为参考温度（一般为25℃）下的电导率值，使得溶液在不同温度下的电导率具有可比性，现在市场上所使用的电导率仪都有温度补偿功能，以满足各行各业比对或控制指标的需要。本文以使用电导率仪时，检定过程中需要的温补功能说明，简要的分析讨论。 在检定过程中增加这一检定项目也很有必要。实现电导率仪温度补偿的检定有两种方法，一种是温补前的KMR为定值，一种是温补后的KMV为定值，两种方法依据的原理相同，具体的检定步骤根据仪器设计的不同也可分为两种方法。 检定过程中，我们还发现温度设置会影响电导池常数，分析表明电导率仪的温度补偿本质上和电导池常数补偿是相同的，当仪器的温度补偿缺失或存在故障时，可以利用电导池常数的补偿来实现电导率的温度补偿。 二、温度补偿的检定方法及问题 对于电导率大于1×10-4S·cm-1的强电解质，电导率值与温度存在线性关系： KT=K0〔1+α（T-T0）〕 （1）；在检定过程中，只要测得不同温度下的电导率值，通过JJG376-2007中的式 （5）可求出仪器的温度系数α，从而实现对电导率仪温度补偿系数的检定。
将电导率仪常数Kcell设为 1.00cm-1，输入某一信号的电导率值（如50μS·cm-1），调节温度传感器模拟电阻，使温度示值为25℃和15℃（35℃），再分别读取对应电导率仪测量值KMR和KMV。根据式 （1）有： （2） 问题： （3） 1）.国产电导率仪都是手动温度补偿，温度系数无法设置，其默认值为 2.00%/℃。对于这类仪器，当温度设置为25℃时，为不补偿状态，测得的电导率为KMR，而其他温度下测得的电导率值为补偿后的电导率值KMV，可实现温度补偿的检定。 2）对于不同的电导率仪，其温度补偿的检定步骤也不尽相同，安徽赛科环保生产的DDS-307为例： 后期生产（新型）的DDS-307电导率仪，调整温度示值时，电导率发生显著变化，定义为I型（DDS- 308、国外产的电导率仪如con5等也归于此类）。早期生产的DDS-307电导率仪，调整温度示值时，电导率没有任何变化，为了便于区别我们将其定义为II型（大部分数显式DDS-11A/12A也归于此类）。 对于I型仪器，其温度系数的误差可以按JJG376-2007描述方法来测量，先设置好电导池常数，再调整温度示值。 对于II型仪器，温度示值对电导率值没有影响，并不说明温度传感器模拟电阻器发生了故障，因为如果将仪器调到“检查”状态，发现调整温度示值时，电导池常数也发生了变化，当温度示值调整为15℃和35℃时，电导池常数分别变化到
电导率测试方法
纸、纸板和纸浆 水抽提液电导率的测定 1范围 本标准规定了纸、纸板和纸浆水抽提液电导率的测定方法。 本标准适用于包括电气用绝缘纸和纸板在内的各种纸、纸板和纸浆。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 450纸和纸样试样的采取（GB/T 450—2002，eqv ISO 186:1994）GB/T 740纸浆试样的采取（GB/T740—2003，ISO 7213:1991，IDT）GB/T 741纸浆分析试样水分的测定（GB/T 741—2003，ISO 638:1978,MOD）3原理 用100mL煮沸腾或冷的蒸馏水或去离子水抽提一定量的样品1h，然后再规定的温度下用电导率仪测定抽提液的电导率。 4试剂 在试验中应全部使用蒸馏水或去离子水，进行空白试验后，其电导率应不超过2μS/cm。 注1：通常试验用水既要蒸馏也要去离子。为确保试验用水的电导率达到要求，应仔细检查试验中所 用玻璃器皿的清洁程度。 注2：检测非绝缘纸、纸板和纸浆时，如蒸馏水或去离子水达不到规定程度时，可以使用电导率较高 的水，但应在试验报告中说明所用水的电导率。
5仪器 本标准使用一般实验室仪器及以下仪器 5.1250mL的磨口锥形烧瓶，冷凝器，100mL具塞锥形烧瓶。 注： 所有玻璃器皿应在煮沸的蒸馏水或去离子水小心冲洗。 5.2电导率仪，选择合适的仪器级别和量程，以确保测试的相对误差在±5%以内。 5.3电加热板，至少可调至200W。 5.4恒温水浴锅，能沸腾水浴。 5.5恒温水浴锅，能使温度保持在（23± 0.5）℃及（25± 0.5）℃。6试样采取和制备 6.1取样 纸浆试样的采取按照GB/T 740的规定进行，纸和纸板试样的采取按照GB/T 450的规定进行。 6.2试样的制备 将样品剪成或撕成大小约5mm×5mm试样，且混合均匀。操作时应戴上干净手套小心拿取，防止污染。保存时应远离酸雾，制备好的试样应贮存于带盖的磨口广口瓶中。 6.3水分含量的测定 如果样品是非电气用的纸、纸板和纸浆，按照GB/T 741测定试样的绝干物含量。
电导滴定法
开心小歌 电导滴定法 电导滴定法(Conductometric Titration)是电化学分析法的一种将标准溶液滴入被测物质的溶液，从电导率的改变而决定终点的方法。能准确地测定溶液中浓度较低的物质，应用范围与电位滴定法大致相同，如中和反应、沉淀反应、络离子反应和氧化还原反应等。用酸碱滴定、氧化还原滴定或电位滴定不能得到准确结果时，往往可用电导滴定。 2原理 电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导的变化来确定滴定终点．在滴定过程中，滴定剂与溶液中被测离子生成水、沉淀或难离解的化合物，使溶液的电导发生变化，而在计量点时滴定曲线上出现转折点，指示滴定终点． 3应用 电导滴定法一般用于酸碱滴定和沉淀滴定,但不适用于氧化还原滴定和络合滴定，因为在氧化还原或络合滴定中，往往需要加入大量其它试剂以维持和控制酸度，所以在滴定过程中溶液电导的变化就不太显著，不易确定滴定终点． 4酸碱滴定 电导滴定过程中，由于滴定剂的加入而使溶液不断稀释，为了减小稀释效应的影响和提高方法的准确度，应使用浓度较大的滴定剂，一般是十倍于被滴液的浓度． 酸碱电导滴定的主要特点是能用于滴定极弱的酸或碱（K=10-10），如硼酸、苯酚、对苯二酚等，并能用于滴定弱酸盐或弱碱盐以及强、弱混合酸．而这在普通滴定分析或电位滴定中都是无法进行的． 电导滴定过程中,被测溶液的温度要保持恒定。 5沉淀滴定 以BaCl2滴定AgNO3为例 反应式为：BaCl2+2AgNO3=2AgCl↓+Ba(NO3)2 在等当点前，由于Ag+被与其电导率相近的Ba2+取代，因此溶液的电导基本上不变。在等当点之后，加入的Ba2+和Cl-对电导产生净贡献，因此溶液电导线性上升，由两直线交点便可确定滴定终点。
实验三 四探针法测试硅片的电阻率
实验三四探针法测试硅片的电阻率 一、实验目的 1．理解非平衡载流子的注入与复合过程； 2．了解非平衡载流子寿命的测量方法； 2．学会光电导衰退测量少子寿命的实验方法。 二、实验原理 1．方块电阻 对任意一块均匀的薄层半导体，厚W，宽h，长L。 图1 薄层半导体示意图 如果电流沿着垂直于宽和厚的方向，则电阻为，当时，表面成方块，它的电阻称为方块电阻，记为 ，单位为（1） 式中的方块电阻与电阻层厚度h和电阻率有关，但与方块大小无关，这样得到 （2） 对于一扩散层，结深为，宽h，长L，则。 定义L＝h时，为扩散层的方块电阻， (3)
这里的、均为平均电阻率和平均电导率。 若原衬底的杂质浓度为，扩散层杂质浓度分布为，则有效杂质浓度分布为。在处，。 又假定杂质全部电离，则载流子浓度也是。则扩散层的电导率分布为 ，对结深的方向进行积分求平均，可得到 。（4） 若为常数，由（3）式，有。其中表示扩散层的有效杂质总量。当衬底的原有杂质浓度很低时，有，则 （单位面积的扩散杂志总量） 因此有。 2．四探针法测扩散层的方块电阻 将四根排成一条直线的探针以一定的压力垂直地压在被测样品表面上，在1、4探针间通过电流I（mA），2、3探针间就产生一定的电压V(mV)。（如图） 图2 直线四探针法测试原理图 材料电阻率 (?.cm) (5) 式中C为探针修正系数，由探针的间距决定。当试样电阻率分布均匀，试样尺寸满
足半无穷大条件时 C=(cm) (6) 式中：S1，S2，S3 分别为探针对1与2，2与3，3与4之间的距离，探头系数由制造厂对探针间距进行测定后确定，并提供给用户。每个探头都有自已的系数。 C≈6.28±0.05,单位为cm （7） （a）块状或棒状样品体电阻率测量： 由於块状或棒状样品外形尺寸远大於探针间距，符合半无穷大的边界条件，电阻率值可直接由（5）式求出。 （b）薄片电阻率测量： 薄片样品因为其厚度与探针间距相近，不符合半远穷大边界条件，测量时要附加样品的厚度，形状和测量位置的修正系数。其电阻率值可由下面公式得出 ρ==（8） 式中ρ0为块状体电阻率测量值。样品厚度修正系数，可由附录1A或附录1B查得。W：样品厚度（μm）;S探针间距（mm） 为样品形状与测量位置的修正函数可由附录2查得。d为样品的宽度或长度。 当圆形硅片的厚度满足<0.5条件时，电阻率为 ρ=ρ0 (9) 式中Ｌn2为２的自然对数。 当忽略探针几何修正系数时，即认为Ｃ＝２πＳ时， (10) (c)扩散层的方块电阻测量 当半导体薄层尺寸满足于半无穷大平面条件时: (11) 仪器主体部分由单片计算机, 液晶显示器、键盘、高灵敏度，高输入阻抗的方大器、
第六章：电化学(2个)
第六章电化学 一、本章基本要求 1．掌握电化学中的一些基本概念：导体、原电池和电解池、正负极、阴阳极。了解离子迁移数的意义及常用测定方法。 2．掌握电导、电导率及摩尔电导率的概念及它们与浓度的关系。熟悉离子独立运动定律及电导测定的应用。 3．熟悉电解质溶液的活度、平均活度系数、平均浓度和离子强度的定义及计算方法，了解德拜-休克尔极限公式的使用。 4．掌握可逆电池的基本概念和表示方法，熟悉可逆电极的类型和书写方法，能正确书写电极反应和电池反应。 5．了解电池电动势的产生机制，测定原理。了解电极电势的确定方法及标准氢电极作用。 6．熟练掌握电池电动势和电极电势的Nernst方程，掌握它们的计算和重要的应用。 7．熟练掌握电化学和热力学之间的联系，能利用电化学手段计算热力学函数的变化值。 8．了解浓差电池的基本概念。熟悉膜电势的概念和意义。 9．熟悉电解过程的基本概念和基本原理，了解电极极化的产生原因。 10．了解电化学在生物学中的应用。 二、基本公式和内容提要 （一）电化学基本概念 1．导体导体是指能够导电的一类物体，通常分为电子导体和离子导体两种。电子导体通过自由电子的定向移动而导电，且导电过程中无化学变化，导体的导电能力随温度升高而降低。离子导体通过正、负离子的定向移动来实现导电目的，导电过程中有化学反应发生，导体的导电能力随温度升高而增强。 2．原电池和电解池实现化学能和电能之间相互转化的装置称为电化学装置，或简称电池。其中将电能转化为化学能的装置叫电解池，将化学能转化为电能的装置叫原电池。两种电池中，发生氧化反应的电极称为阳极，发生还原反应的电极称为阴极。而正负极则是根据电势的高低来认定的。电势高者为正极，电
电导率测定法
电导率测定法取各个样品20ml，在各样品溶液温度为20℃、40℃、60℃时，分别测定其电导率。 盐度测定方法取各个样品，在恒温水浴中保持在各样品溶液温度为20℃、40℃、60℃时，分别测定其盐度。 浊度测定方法取各个样品50ml，在各样品溶液温度为20℃、40℃、60℃时，分别测定各样品的独度值。 黏度测定方法取各个样品150ml，在各个样品溶液温度为20℃、40℃、60℃°分别测定各样品的點度值。 表面张力测定方法取各个样品20ml，在各个样品温度为20℃、40℃、60℃时，分别测定各样品的表面张力。 粒径测定方法取各个样品溶液20ml,用马尔文激光粒度仪测定各个样品溶液的粒径分布。 Agilent Eclipse Plus C18（2.1mm×100mm，1.8μm）色谱柱，流动相为乙腈 -水溶液，柱温为40℃，流速为0.35ml/min。离子源为ESI 源，正离子模式，质谱扫描范围m/z100~1100，毛细管电压4000V，干燥气流速11L/min，干燥气温度350℃；雾化气压力50Psig，碎片电压150V，分析质荷比。通过UPLC-Q-TOF/MS 技术进一步进行MS/MS 分析，确定碰撞能量，推测其可能的裂解途径，最终确定化学结构。采用UPLC- Q- TOF/MS 技术对比体外图谱化学成分峰，对大鼠血浆中的成分进行分析鉴别，鉴别出大鼠血浆中原型成分及其代谢产物。 血浆样品的处理精密吸取血浆0. 25 mL，加入内标( 20 mg?L－1盐酸麻黄碱甲醇溶液) 20 μL，氨水100 μL，涡旋30 s，再加仿 2. 5 m L，涡旋3min，超声20 min，静置2 h，4000 r ?min－1离心5min，收集层液，层液再加氯仿1 m L，涡旋3min，超声20 min，静置1 h，4000 r ?min－1离心5min，收集层液，并2 次收集到的下层液，50℃水浴上用氮气吹干，用甲醇溶解并定容至100μL，2 000 r?min-1离心10 min，取上液50 μL 进样［2］。内标法以峰高定量物质组分吸收研究 SD 大鼠随机分为6 组，每组4只分别连续给大鼠灌胃制备液马钱子单煎液、马钱子-甘草共煎液真溶液、马钱子-甘草共煎液悬浮液、马钱子-甘草共煎
如何测量电导率(祝杰做)
如何测量薄膜电导率？ 电导率（σ）则是电阻率的倒数，即σ=ρ1 ，表示导体的导电能力，是材料的属性。 测量薄膜电导率的方法有: (1)单探针扩展电阻法; (2)两电极法;（3）三探针击穿电压法 (4)四探针法; (5)电压电流法等，但通常用的方法为：四探针法、两电极法、电压电流法，下面对这几种测量方法进行简单介绍： 四探针导电薄膜电阻率测量：仪器主要包括: 四探针组件、精密直流电流源、直流数字电压表。将制得薄膜放置于四探针操作台上，四根探针分别定位于薄膜上的四个点，四个点在一直线上，且相邻两点间距离相等。四探针的外侧二个探针同恒流源相连接, 四探针的内侧二个探针连接到电压表上。当电流从恒流源流出流经四探针的外侧二个探针, 再流经薄膜时, 产生的电压将可从电压表中读出。在薄膜的面积为无限大或远远大于四探针中相邻探针间距离的时候, 导电薄膜的电阻率ρ可以由下式给出: I Vd 2ln πρ= （1） 公式中, d 是薄膜的膜厚, I 是流经薄膜的电流(恒流源提供) , V 是电流流经薄膜时产生的电压(电压表的读数)。在知道薄膜的膜厚d 、电流I 和电压V 后, 应用公式（1）就可以计算出导电薄膜的电阻率ρ。 在两电极体系中，用交流阻抗谱测量薄膜电导率，阻抗谱测量采用频率范围为1Hz~5Hz ，在一定温度范围内，每隔500C 测试一数据，达到设定温度后保持30min~1h 再进行测试，获得的交流阻抗谱数据采用随机软件Zplot 进行拟合、分析，得到薄膜的电阻R ，然后利用公式（2）计算电导率σ： R BH L 1=σ （2） 其中，L 为平行电极间距，B 为电极宽度，H 为薄膜厚度。 电压电流法测量薄膜的电导率：测量电极 1、2之间的距离L,调节样品的电极3、4之间的电流I x ，用数字万用表测量电极1、2间的横向电压V + ，然后改变电流I x 方向，再测量横向电压V - 。由公式（3）算出平均电压V ： V=（ -++V V ）/2 (3) 再根据公式（4）算出电导率
分析化验分析规程电导率的测定电导率仪测定法
电导率的测定电导率仪测定法 1 适用范围 本方法适用于天然水、脱盐水、锅炉给水、炉水、冷却水、冷凝液、炭黑水电导率的测定。 2 分析原理 溶解于水的酸、碱、盐电解质，在溶液中解离成正、负离子，使电解质溶液具有导电能力，其导电能力大小可用电导率表示。 电解质溶液的电导率，通常是用两个金属片(即电极)插入溶液中，测量两电极间电阻率大小来确定。电导率是电阻率的倒数。其定义是截面积为1cm2，极间距离为1cm时，该溶液的电导。 溶液的电导率与电解质的性质、浓度、溶液温度有关。一般，溶液电导率是指25℃时的电导率。 3 试剂和仪器 3.1 试剂 3.1.1 1mol/L氯化钾标准溶液： 准确称取在105℃干燥2h的优级纯氯化钾(或基准试剂)74.5515g，用新制备的二级试剂水(20±2℃)溶解后移入1000mL 容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。 3.1.2 0.1mol/L氯化钾标准溶液： 准确称取在105℃干燥2h的优级纯氯化钾(或基准试剂)7.4552g，用新制备的二级试剂水(20±2℃)溶解后移入1000mL 容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。 3.1.3 0.01mol/L氯化钾标准溶液： 准确称取在105℃干燥2h的优级纯氯化钾(或基准试剂)0.7455g，用新制备的二级试剂水(20±2℃)溶解后移入1000mL 容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。 3.1.4 0.001mol/L氯化钾标准溶液： 于使用前准确吸取0.01mol/L氯化钾标准溶液100mL，移入1000mL 容量瓶中，用新制备的二级试剂水(20±2℃)稀释至刻度，混匀。 以上氯化钾标准溶液，应放在聚乙烯塑料瓶或硬质玻璃瓶中，密封保存。这
2010版制药用水的电导率测定法
制药用水电导率测定 1．目的 明确制药用水中总有机碳测定的技术要求，规范制药用水电导率测定的操作。 2．范围 适用于制药用水中总有机碳测定。 3．责任 3.1．质检主管 保证检验员就本文件受到足够的培训，监督检查检验过程，确保本文件的顺利实施。 3.2．检验员 在操作中严格遵守本文件规定。 4．程序 4.1．简介 电导率是物体传导电流的能力。电导率仪的测量原理是将两块平行的电极，放入被测溶液中，在电极的两端加上一定的电势，测量电极间流过的电流。根据欧姆定律，电导率为电阻的倒数，由导体本身决定。电导率的基本单位是西门子（S）或微西门子（μS），由于电导池的几何形状影响电导率值，标准的测量中采用单位电导率来表示，单位为S/cm或μS/cm，以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率为所测电导率与电导池常数（L/A）的乘积，其中L为两块电极之间的液柱长度，A为电极面积。 电解质是指在水中以离子状态存在的物质，包括可溶性的无机物及带电的胶体离子等，电解质具有导电性，所以可以用测量水的电导率的方法来反应电解质类杂质在水中的相对含量。 4.2．仪器的校正 电导率的测定受温度影响较大，分子的运动决定溶液的电导率的大小，温度影响分子的运动，为了便于比较测量结果，测定温度一般为20℃或25℃。“制药用水的电导率测定法”中，注射用水测定法的第一步和纯化水测定可在任一温度下进行，但注射用水测定法的第二步和第三步以及灭菌注射用水的测定必须恒定
温度为25℃。样品测定结果可按下式计算，得到校正温度后的电导率值： K25=K t/[1+a(t-25)] 式中K25为25℃时电导率，μS/cm； K t为t℃时的电导率，μS/cm； a为各种离子电导率的平均温度系数，取值0.022/1℃； t为测定时样品温度，℃。 但在测定制药用水中电导率时，由于制药用水中的离子浓度较低，采用温度校正公式进行计算，得到的计算结果可能不准确，故采用温度和电导率的限度表直接进行查找。在测定制药用水的电导率时，应采用非温度补偿模式。 电导率除应符合中华人民共和国国家计量规程JJG379-2007电导率仪测定规程外，在使用离线测定时，应采用仪器生产厂家规定的，并与制药用水电导率最为接近的标准溶液进行校正。 4.3．制药用水的电导率测定方法 纯化水的电导率的测定在非温度补偿模式下采用在线或离线仪器直接测定，在温度和电导率限度表中，找到测定温度对应的电导率值即为限度值。如测定温度未在表中列出，采用线性内插法计算得到限度值。测定结果小于表中规定的限度，水样判为符合规定。线性内插法的计算公式为： k=(T-T0 T1-T0)×(k1-k0)+k0 式中k为测定温度下的电导率限度值； k1为表中高于测定温度的最接近温度对应的电导率限度值； k0为表中低于测定温度的最接近温度对应的电导率限度值； T为测定温度； T1为表中高于测定温度的最接近温度； T0为表中低于测定温度的最接近温度。 药品生产工艺中使用的大多为纯化水，普通的工艺环节中使用的纯化水水质不必要求与注射用水一致。注射用水的电导率采用三步法测定电导率等。第一步测定了水中自身离子和外来离子引起的总电导率，用于控制水中电解质总量。如不符合规定，则进行第二步测定。第二步考虑到了由于环境中二氧化碳气体的存在，导致水的电导率变化，测定过程中剧烈搅拌水样，加速二氧化碳其他在水中
第四节 电化学法(环境监测岗位专业考试)
第四节电化学法 (一)基础知识 分类号：W4-0 一、填空题 1．电化学电池中，发生氧化反应的电极称为极，发生还原反应的电极称为极。 答案：阳阴 2．电化学电池的电极电位大小决定于溶液中氧化还原体系的能力。 答案：氧化还原 二、判断题 1．电化学分析法大致可分成5类：电位分析法、电导分析法、电解分析法、库仑分析法、伏安法和极谱法。( ) 答案：正确 2．标准氢电极是参考电极的二级标准。( ) 答案：错误 正确答案为：标准氢电极是参考电极的一级标准。 3．由外界电能引起化学反应的电池称作原电池。( ) 答案：错误 正确答案为：由外界电能引起化学反应的电池是电解电池。 4．电化学分析是利用物质的电化学性质测定物质成分的分析方法，它以电导、电位、电流和电量等电化学参数与被测物质含量之间的关系作为计量的基础。( ) 答案：正确 三、选择题 1．属于电位分析法。( ) A．离子选择电极法B．电导法C．电解法 答案：A 2．国际上规定：以标准氢电极作为标准参比电极，在任何温度下，标准氢电极的相对平衡电势都为。( ) A． 2 B． 1 C．0
答案：C 四、问答题 水质监测项目中有许多是应用电化学分析方法进行测定的。试写出5个分别应用不同电化学分析方法进行测定的水质监测项目名称以及电化学方法名称。 答案：pH，玻璃电极法；氟化物，离子选择电极法；电导率，电导率仪法；化学需氧量，库仑法；酸碱度，电位滴定法；铜铅锌镉，阳极溶出伏安法；铜铅锌镉，极谱法。 参考文献 [1]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会．水和废水监测分析方法．4版．北京：中国环境科学出版社，2002． [2] 夏玉宇．化验员实用手册．2版．北京：化学工业出版社，2004‘ 命题：袁力 审核：夏新孔福生 (二)氟化物 分类号：W4-1 一、填空题 1．用离子选择电极法测定水中氟化物时，需要控制水样的pH值，氟化物含量愈低，其适宜的pH范围愈宽，一般测定溶液的pH应在范围。 答案：5～8 2．《水质氟化物的测定离子选择电极法》(GB／T 7484—1987)中所有试剂，除另有说明外，均为纯试剂，所用水为水或水。 答案：分析去离子无氟蒸馏 3．测定氟的水样应使用(材质)瓶采集和贮存。如果水样中氟化物含量不高、pH 值在7以上，也可以用(材质)瓶存放。 答案：聚乙烯硬质玻璃瓶 二、判断题 1．氟电极对氟硼酸盐离子(BF4-)不响应，如果水样中含有氟硼酸盐或者污染严重，则应先进行蒸馏。( ) 答案：正确 2．离子选择电极法测定水中氟化物时，水样有颜色或浑浊都影响测定。( ) 答案：错误