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Conductividad y sólidos disueltos

CONDUCTIVIDAD Y SÓLIDOS DISUELTOS

Definición

Se define la conductividad eléctrica como la capacidad de que una sustancia pueda conducir la corriente eléctrica, y por tanto es lo contrario de la resistencia eléctrica. La unidad de medición utilizada comúnmente es el Siemens/cm (S/cm), en millonésimas (10-6) de unidades, es decir microSiemens/cm (µS/cm), o en milésimas (10-3) es decir miliSiemens/cm (mS/cm).

En soluciones acuosas la conductividad es directamente proporcional a la concentración de sólidos disueltos, por lo tanto cuanto mayor sea dicha concentración, mayor será la conductividad. La relación entre conductividad y sólidos disueltos se expresa, dependiendo de las aplicaciones, con una buena aproximación por la siguiente igualdad:

1,4 µS/cm = 1 ppm o 2 µS/cm = 1 ppm (mg/l de CaCO3)

Además de los conductivímetros, están los instrumentos TDS que convierten automáticamente el valor de conductividad eléctrica en ppm, dando una lectura directa de la concentración de sólidos disueltos, facilitando así los resultados.

La conductividad de una solución se determina por un movimiento iónico. La temperatura afecta al movimiento iónico, por ello es necesario compensar la temperatura cuando se realizan mediciones de precisión. Generalmente, para realizar mediciones comparativas, la temperatura estándar es de 20 ºC ó 25º C. Para corregir los efectos de la temperatura, se utiliza un coeficiente de compensación ß. Se expresa ß en %/ºC y varía de acuerdo con la solución que se está midiendo. En la mayoría de las aplicaciones se usa un valor 2% por grado Celsius como valor aproximado de ß.

Medida de Conductividad

Es posible diferenciar los distintos conductivímetros según el método de medición que utilicen, es decir amperométrico o potenciométrico. El sistema amperimétrico aplica una diferencia potencial conocida (V) a dos electrodos y mide la corriente (I) que pasa a través de ellos. Según la ley de Ohm:

Donde R es la resistencia, V es el voltaje conocido e I es la corriente que va de un electrodo (sonda) a otro. Por lo tanto, cuanto más elevada sea la corriente obtenida, mayor será la conductividad. La resistencia, sin embargo, depende de la distancia entre los dos electrodos y sus superficies, las cuales pueden variar debido a posibles depósitos de sales u otros materiales (electrólisis). Por esta razón se recomienda el sistema amperométrico para soluciones con baja concentración de sólidos disueltos, generalmente hasta un gramo por litro (aproximadamente 2000 µS/cm).

El sistema potenciométrico de cuatro anillos está basado en el principio de inducción, y elimina los problemas comunes asociados al sistema amperométrico como los efectos de la polarización. Los dos anillos externos aplican un voltaje alternativo e inducen un bucle de voltaje en la solución. Los dos anillos internos miden las bajadas de voltaje inducidas por el bucle de corriente, que depende de la conductividad de la solución. Una capa de PVC mantiene el campo de corriente fijo (I) y constante. Utilizando el método de 4 anillos es posible medir la conductividad con rangos de hasta 200000 µS/cm y 100g/l. Por tanto se presenta como el método más efectivo para la medida de la conducitividad eléctrica en disoluciones.

Conductividad y Dureza del Agua

Utilizando medidores de conductividad o sólidos disueltos es posible obtener, con muy buena aproximación, el valor de la dureza del agua, incluso en grados Franceses. La causa principal del agua dura es la presencia de iones de calcio (Ca2+) o magnesio (Mg2+) disueltos.

La unidad de medición de dureza más común es el grado Francés (ºf), definido como:
1°f = 10 ppm de CaCO3

Dividiendo la medición ppm de sólidos disueltos por 10 da el valor de dureza del agua con un error de 2 - 3 ºf.

Como se apuntaba con anterioridad, 1 ppm = 2 µS/cm de conductividad, por lo tanto:
1°f = 20 µS/cm

Dividiendo la medición de conductividad en microSiemens por 20 da el valor de dureza del agua en grados franceses (con un error de 2 - 3°f).

IMPORTANTE: La medición de la dureza del agua con conductivímetros o medidores de sólidos disueltos (TDS) debe ser realizado antes de los tratamientos de descalcificación del agua. Durante los procesos de descalcificación de agua, los carbonatos son sustituidos por sodio, lo que no altera la concentración total de sólidos disueltos pero disminuye la dureza del agua.

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