在线工具 · 04
溶液电导率估算 加盐配液 · 温度与溶解度修正
在自来水或去离子水中加入一定质量的盐(NaCl、KCl、KNO₃、CaCl₂ 等常见盐), 估算配出溶液的电导率——例如为电阻层析成像(ERT)实验配制导电介质前,先预算电导率是否落在测量窗口内。
溶液电导率 σ(25 °C,含基液)
—
@25 °C 为 —; 温度增益 —(+2.2 %/°C)。
溶解盐摩尔浓度
—
有效摩尔电导率 Λ
—
实际溶解 / 加盐量
—
当前温度溶解度上限
—
一阶估算:按 25 °C 无限稀释离子摩尔电导率求和,含 Kohlrausch 浓度修正与 +2.2 %/°C 温度修正, 适用于常见强电解质稀溶液(c ≲ 0.5 mol/L)。方法与数据见下文。
估算方法
强电解质稀溶液的电导率由各离子的贡献求和得到:
其中 为离子摩尔电导率(25 °C 无限稀释值 ,单位 S·cm²/mol), 为离子摩尔浓度(mol/L)。盐分子按完全解离计: 。
浓度修正(Kohlrausch 经验式)
离子间相互作用使摩尔电导率随浓度下降,按 Kohlrausch 平方根经验式修正:
修正系数 :1:1 型盐(NaCl、KCl、KNO₃、NaHCO₃)取 0.5, 1:2 / 2:1 型(CaCl₂、Na₂SO₄)取 0.6,2:2 型(MgSO₄、CuSO₄)取 0.7;下限截断在 。
溶解度:只计实际溶解的量
溶解度随温度线性修正(粗略近似):
加入质量超过 时, 只有溶解的部分计入电导率,工具会给出未溶解的剩余量。硝酸钾等溶解度随温度变化大的盐, 低温配液可能明显受限。
温度修正
离子迁移率随温度上升,常见无机离子(除 H⁺、OH⁻ 外)约为每升高 1 °C 增加 2.2 %:
基液(自来水 / 去离子水)自身的电导率也按同一系数修正。
内置数据
| 盐(无水) | M(g/mol) | Λ⁰(S·cm²/mol) | 溶解度 S₂₀(g/100 g 水) |
|---|---|---|---|
| 氯化钠 NaCl | 58.44 | 126.4 | 35.9 |
| 氯化钾 KCl | 74.55 | 149.8 | 34.2 |
| 硝酸钾 KNO₃ | 101.1 | 144.9 | 31.6 |
| 氯化钙 CaCl₂ | 110.98 | 271.6 | 74.5 |
| 硫酸钠 Na₂SO₄ | 142.04 | 259.8 | 19.5 |
| 硫酸镁(无水) MgSO₄ | 120.37 | 265.7 | 35.1 |
| 硫酸铜(无水) CuSO₄ | 159.61 | 266.8 | 20.7 |
| 碳酸氢钠 NaHCO₃ | 84.01 | 94.6 | 9.6 |
离子摩尔电导率取 25 °C 无限稀释文献值:Na⁺ 50.1、K⁺ 73.5、Ca²⁺ 119.0、Mg²⁺ 106.1、 Cl⁻ 76.3、NO₃⁻ 71.4、SO₄²⁻ 159.6、HCO₃⁻ 44.5。
误差来源与适用边界
- 适用范围:强电解质稀溶液(约 );浓溶液离子活度系数下降更快,结果偏低估计需实测修正。
- 弱电解质与水解:NaHCO₃ 存在部分水解,实际电导率与本估算略有出入;含 H⁺ / OH⁻ 的体系(酸、碱)不适用本工具的 2.2 %/°C 温度系数。
- 无水物基准:摩尔质量按无水物计——使用水合晶体(如七水硫酸镁 MgSO₄·7H₂O)时请按无水物折算质量。
- 溶解度线性近似: 是对非线性溶解度曲线的粗略线性化,仅用于判断「是否超饱和」。
- 用途定位:配液前的一阶预算,不能替代电导率仪实测。