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Elektrolytische Leitfähigkeit von Referenzlösungen

Leistungsangebot
Die AG 3.41 bietet einen Kalibrierservice an, um die Leitfähigkeit von Referenzlösungen rückgeführt auf das Internationale Einheitensystem (SI) zu messen. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über das Leistungsangebot.

Messbereich

Standardmessunsicherheit *

2 - 150 µS⋅cm-1

0,01 - 0,2 µS⋅cm-1

150 - 1500 µS⋅cm-1

0,03 - 0,3 µS⋅cm-1

1,5 - 15 mS⋅cm-1

0,0003 - 0,005 mS⋅cm-1

1,5 -25 S⋅m-1

0,0005 - 0,009 S⋅m-1

* Die Werte beziehen sich jeweils auf die Messbereichsgrenzen.

Üblicherweise kalibrieren wir wässrige KCl- oder NaCl-Lösungen von Herstellern von Referenzlösungen oder Kalibrierlaboratorien im Bereich zwischen 50 µS⋅cm-1 und 25 S⋅m-1 bei 25 °C.  Darüber hinaus können  wir  die Leitfähigkeit  jeder  beliebigen Lösung zwischen 0,1 µS⋅cm-1 und 25 S⋅m-1 und zwischen 5 °C und 40 °C primär auf das SI rückgeführt messen. Auch exotische Lösungen vermessen wir gerne. Die Lösung muss allerdings ausreichend stabil und gesundheitlich unbedenklich sein. Auch darf sie nicht die Komponenten der Messzelle angreifen (im Wesentlichen Borosilikatglas, Pt-Elektroden, Aluminium-Oxid Keramik). Kontaktieren Sie uns, um weitere Informationen zu erhalten.

Für Kalibrierungen von Leitfähigkeitsmesszellen, die für den Einsatz in Wasser mit Leifähigkeiten unterhalb von 150 µS⋅cm-1 vorgesehen sind,  bieten wir auch einen Opens internal link in current windowKalibrierservice in einem geschlossenen Kreislauf an.

Messprinzip
Die Messung der elektrolytischen Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen erfolgt mit einer an der PTB entwickelten primären Kolbenmesszelle. Die zylindrische Messzelle ist am unteren Ende durch eine Platinelektrode abgeschlossen. Eine zweite Platinelektrode befindet sich auf einem beweglichen Kolben aus Aluminiumoxidkeramik, der über ein Positioniersystem in der Messzelle präzise bewegt werden kann. Die gesamte Messzelle befindet sich in einem temperierbaren Luftbad, mit dem die Messtemperaturen zwischen 5 °C und 40 °C stabil eingestellt werden können.


An zwei unterschiedlichen Positionen der beweglichen Elektrode werden mit einer Präzisionsmessbrücke jeweils bei mehreren Frequenzen ƒ Impedanzen gemessen. Die zu den Elektrodenpositionen gehörigen Gleichstromwiderstände R1 und R2 der Lösung können im Allgemeinen über eine Extrapolation der Realteile der gemessenen Impedanzen für 1/ƒ gegen 0 ermittelt werden. Die Wahl des Frequenzbereichs ist dabei abhängig von der Art der Lösung und deren Konzentration. Aus den derart ermittelten Widerständen, dem Zelldurchmesser D und dem Abstand Δl der beiden Messpositionen der beweglichen Elektrode wird die Leitfähigkeit κ berechnet.

 

κ(t) = 4 Δl / πD2 (R2 (t) - R1 (t))

 

Außerdem wird die Temperatur t in der Messzelle mit einem Pt100 Platinwiderstandsensor gemessen. Bei Abweichungen der gemessenen Temperatur von der angestrebten Solltemperatur t0 wird die bei t gemessene Leitfähigkeit κ(t) rechnerisch auf die Leitfähigkeit κ(t0) bei t0 mittels eines lösungsspezifischen Temperaturkoeffizienten ακ korrigiert. 

 
κ(t0) = κ(t) (1 + ακ (t - t0))-1


Die Abweichungen liegen üblicherweise im Bereich von maximal 30 mK. Alle Messgrößen sind auf  SI-Einheiten zurückgeführt,  sodass auch die  derart ermittelte Leitfähigkeit eine auf das SI zurückgeführte Größe ist.