如何用电极法测定水中的电导率？

水中电导率是衡量水质的重要指标，它反映了水中溶解离子总浓度的高低，能够快速评估水样的纯度、矿化度或污染程度。在多种检测方法中，电极法（或称电导池法） 因其操作简便、结果准确、适用性广而成为应用最广泛的技术。在户外，手持式电导率检测仪是常用的测定仪器。

工作原理：欧姆定律的水中实践

电极法的核心原理基于欧姆定律。将两个或多个已知表面积和间距的金属电极插入水中，施加交流电压并形成回路。溶解于水中的阴离子和阳离子在电场作用下定向移动，从而形成电流。仪器通过测量产生的电流强度或两极间的电阻，即可计算出水溶液的电导率（G），其计算公式为 G = k * (I/V)，其中k为电导池常数。

为消除直流电导致的电极极化现象（电解反应），现代电导率仪均采用高频交流电进行测量，有效避免了离子在电极表面的聚集，确保了数据的准确性。

核心部件：电导电极的精密设计

电导电极是该方法的核心部件，其设计和材质直接影响测量精度。常见的电极材质有不锈钢、钛合金和铂黑等。

铂黑电极因表面镀有一层蓬松的铂黑，极大增加了有效表面积，减少了极化效应，适用于测量低电导率的纯净水。光滑铂金电极或石墨电极则更常用于高电导率溶液。

电极的电导池常数（K = L/A） 至关重要，它由极板间距（L）和有效面积（A）决定。常数K=1.0的电极适用于一般天然水；K=0.1的电极用于高纯度水；K=10的电极则用于高离子浓度的工业废水或浓盐水。

从两电极到多电极系统

传统的两电极系统结构简单、成本低廉，足以满足许多常规应用。但在测量极高或极低电导率样品时，仍易受极化效应和电容效应的影响。为解决这些问题，四电极技术应运而生。外侧两个电极施加恒定的交流电压，内侧两个电极则用于精确测量电压降。这种设计消除了电缆电阻和接触电阻带来的误差，显着提高了测量范围的宽泛性和结果的稳定性，尤其适用于在线连续监测和极端水质的精确分析。

确保数据可比性的关键

溶液的导电性具有显着的温度依赖性，温度每升高1°C，电导率值约增加1%—2%。因此，温度补偿是电导率测量中不可或缺的环节。现代电导率仪内置温度传感器（通常是热敏电阻），可自动将测量值补偿到标准参考温度（通常为25°C），使得不同环境条件下测得的数据具有可比性。

用户可根据水样的特性选择合适的补偿系数（β值），或由仪器自动采用非线性补偿算法，从而获得更为准确的结果。

电极法电导率仪已成为水质分析的基础性装备。其技术本身仍在不断演进，智能化、微型化、多参数集成化是未来发展方向。通过与物联网结合，实时连续的远程水质监测网络正在全球铺开，为水资源保护和管理提供着至关重要的数据支撑。