Misurazione della conducibilità in acque naturali e altri liquidi

Misurazione della conducibilità in acque naturali e altri liquidi

Quando si misura la conducibilità bisogna considerare alcune cose a seconda del liquido da esaminare. Particolare attenzione è data alla temperatura essendo il maggiore fattore determinante.

La conducibilità come grandezza si esprime in microsiemens e indica la capacità di una sostanza di condurre la corrente elettrica. La conduttanza è il reciproco della resistenza, che viene espressa in ohm. Di conseguenza, maggiore è la conduttanza, minore è la resistenza.

L’acqua pura è praticamente un non conduttore (0,055 µS/cm rispetto a 500 µS/cm dell’acqua potabile). Diventa conduttiva solo tramite sostanze disciolte al suo interno come i cloruri, i solfati e altre sostanze. Attraverso la misurazione della conducibilità è pertanto possibile determinare la purezza di un’acqua: più la conducibilità è maggiore, più ci sono sostanze disciolte nell’acqua. I tipici casi di applicazione della misurazione della conducibilità sono, ad esempio, le discariche con lo scopo di verificare l’inquinamento delle acque sotterranee. Il monitoraggio della presenza di acqua salata nelle fonti di acque sotterranee è un’altra tipica applicazione. Ciò fa della conducibilità un importante fattore per le attività di controllo nelle tecnologie ambientali al fine di trarre conclusioni sulle possibili impurità. Tuttavia, la conducibilità è solo un indicatore di inquinamento. La composizione delle sostanze presenti nell’acqua deve essere poi analizzata chimicamente. Inoltre, non tutte le sostanze che possono essere disciolte in acqua sono conduttive (ad esempio gli ormoni o i fungicidi).

Un’altra comune applicazione è il rilevamento della direzione di flusso, nonché della sua velocità. A questo scopo si aggiunge del sale all’acqua, aumentandone così la conducibilità. Attraverso misurazioni puntuali della conduttanza è possibile determinare con precisione la velocità e la direzione del flusso.

Come già accennato, la conducibilità di una sostanza dipende fortemente dalla temperatura. A temperature diverse, quindi, due campioni di una stessa sostanza possono dare valori di conducibilità diversi. Senza una compensazione della temperatura non c’è praticamente possibilità di comparare due sostanze, se queste non sono o non possono essere esaminate esattamente alla stessa temperatura. Per questo motivo, la misurazione della conducibilità e il rilevamento della temperatura sono strettamente collegati. Solitamente, infatti, durante una misurazione della conducibilità si misurano sia la conduttanza che la temperatura. Mediante la compensazione della temperatura la conduttanza viene calcolata su una temperatura di riferimento, quasi sempre di 25 °C.

Funzione di compensazione della temperatura: la sostanza è decisiva

Quale funzione di compensazione della temperatura viene utilizzata per rilevare la conducibilità alla temperatura di riferimento dipende interamente dal liquido da esaminare. Per le acque naturali si utilizza la funzione non lineare secondo la norma DIN EN 27888 sulla qualità dell’acqua.

Per soluzioni saline, acidi e alcali si utilizzano funzioni lineari. Per poter calcolare la variazione percentuale della conducibilità K per °C sulla variazione di temperatura ∆T si utilizza la seguente formula:

α = (∆K(T)/∆T)/K(25°C)*100

∆K(T) = variazione della conducibilità nell’intervallo di temperatura selezionato

∆T = variazione della temperatura nell’intervallo di temperatura selezionato

K(25°C) = conducibilità a 25°C

Infine, esaminiamo un esempio di calcolo per determinare la conducibilità di un anticalcare rapido: per ottenere i dati necessari al calcolo vengono effettuate tre misurazioni:

 

122.37 mS/cm a 20°C

133.10 mS/cm a 25°C

135.20 mS/cm a 26°C

∆K(T) = 135.20 mS/cm -122.37 mS/cm = 12.83 mS/cm

∆T = 26°C – 20°C = 6°C
K(25°C) = 133.10 mS/cm

α = ((135.20 – 122.37)/(26 – 20))/133.10*100 = 1.60 %/°C