מבוא
מד מוליכות, הידוע גם כחיישן מוליכות או מוליך, הוא מכשיר מיוחד המשמש למדידת מוליכות חשמלית של תמיסה. זהו כלי מכריע בתחומים שונים, כולל ניתוח איכות מים, תהליכים תעשייתיים, ניטור סביבתי ומחקר מדעי. מדי מוליכות מספקים תובנות חשובות לגבי ריכוז היונים המומסים בתמיסה, ומאפשרים הערכה ובקרה מדויקת על טוהר התמיסה או ההרכב הכימי של התמיסה.
עקרונות של מדידת מוליכות
מוליכות היא מדד ליכולת של חומר להוליך זרם חשמלי. במקרה של תמיסות, המוליכות מושפעת בעיקר מנוכחותם של חלקיקים טעונים, כגון יונים, המומסים בממס. מדי מוליכות פועלים על פי העקרונות הבאים:
מוליכות חשמלית: כאשר שדה חשמלי מופעל על תמיסה, החלקיקים הטעונים בתמיסה (יונים) נאלצים לנוע בהשפעת השדה החשמלי. כאשר יונים אלה נעים, הם נושאים זרם חשמלי, אשר מזוהה ונמדד על ידי מד המוליכות.
תא מוליכות: מרכיב הליבה של מד מוליכות הוא תא מוליכות, המורכב משתיים או ארבע אלקטרודות. בתא בעל שתי אלקטרודות עובר זרם חשמלי בין שתי האלקטרודות, ונמדדת מפל המתח שנוצר. בתא בעל ארבע אלקטרודות, שתי אלקטרודות מפעילות את הזרם, בעוד השתיים האחרות מודדות את המתח, ומספקות תוצאות מדויקות יותר על ידי ביטול ההשפעות של קיטוב האלקטרודות.
כִּיוּל: יש לכייל מדי מוליכות באמצעות פתרונות סטנדרטיים עם ערכי מוליכות ידועים כדי להבטיח מדידות מדויקות. כיול מפצה על כל וריאציות בביצועי המונה ובתגובת האלקטרודה.
יישומים של מדי מוליכות
מדי מוליכות מוצאים יישומים מגוונים בתעשיות ובתחומים מדעיים שונים, כולל:
ניתוח איכות מים: בטיפול במים ובניטור סביבתי משתמשים במוני מוליכות להערכת איכות המים על ידי מדידת רמת המלחים המומסים וחומרים מוליכים אחרים. מוליכות גבוהה במים עלולה להצביע על זיהום או תכולת מינרלים מוגזמת.
תהליכים תעשייתיים: ביישומים תעשייתיים, מדי מוליכות משמשים לניטור ובקרה של ריכוז המוצקים והמלחים המומסים בתמיסות שונות. זה חיוני בתהליכים כמו טיפול במי קירור, ניטור מי הזנה של הדוד וייצור כימיקלים.
חקלאות מים והידרופוניקה: בחקלאות ימית ובהידרופוניקה משתמשים במדדי מוליכות לניהול רמות התזונה בתמיסות מים כדי לתמוך בצמיחה ובריאות אופטימלית של אורגניזמים או צמחים מימיים.
מחקר מעבדה: מדי מוליכות נמצאים בשימוש נרחב במעבדות מדעיות למדידת מוליכות של פתרונות ולחקור את התנהגות האלקטרוליטים בתגובות כימיות.
סיכום
מדי מוליכות הם מכשירים חיוניים למדידת מוליכות חשמלית של פתרונות, המספקים מידע רב ערך על ריכוז היונים והחומרים המומסים. מגוון היישומים הרחב שלהם בניתוח איכות מים, תהליכים תעשייתיים, חקלאות ימית ומחקר מדעי הופכים אותם לכלים חיוניים בתעשיות רבות. ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתקדם, מדי מוליכות צפויים לראות שיפורים נוספים בדיוק, רגישות וקלות השימוש, ולשפר את היעילות והשימושיות שלהם בתחומים שונים.
