III.3. Měření vodivosti
Vodivost (konduktance) G je převrácená hodnota odporu (resistance) R,
jednotkou je siemens (S = Ω–1):
 (III.5)
 (III.6)
kde ρ je měrný odpor (rezistivita) [Ω·cm], A a L – plocha elektrod [cm2]
a jejich vzájemná vzdálenost [cm],
κ - specifická (měrná) vodivost (konduktivita)
[S·cm-1], ψ je odporová konstanta nádobky [cm-1].
Při měření vodivosti roztoku je analyzovaný roztok ve vodivostní nádobce, v níž jsou umístěny dvě platinové
elektrody, mezi nimiž prochází elektrický střídavý proud (pro zamezení elektrochemické reakci). Střídavý
proud však vyvolává vznik kapacitních impedancí, takže elektrické vlastnosti vodivostního článku lze
zjednodušeně popsat náhradním obvodem, obr. Z.1., v němž R je ohmický odpor roztoku a C
kapacita mezi elektrodami (určovaná velikostí elektrod a jejich vzdáleností).
Zjednodušený elektrický náhradní obvod vodivostní elektrochemické nádobky (B).
Průchod střídavého proudu vodivostní nádobkou je za těchto podmínek charakterizován impedancí
Z [Ω], která je rovna vektorovému součtu ohmického odporu nádobky R a kapaciatnce
XC (veličina závislá na frekvenci střídavého proudu)
 (III.7)
kde f je frekvence střídavého proudu.
Vztah mezi napětím U měřeným voltmetrem a zjišťovanou impedancí Z je pak dán Ohmovým zákonem:
 (III.8)
Je-li střídavý proud konstantní, měřené napětí je přímo úměrné impedanci vodivostní nádobky s analyzovaným
roztokem.
Cílem měření je změřit pouze hodnotu R a potlačit kapacitní impedanci. Toho lze dosáhnout volbou
podmínek při měření. Měří-li se značně vodivé roztoky, používají se elektrody pokryté platinovou černí
a volí se vyšší měřicí frekvence (několik kilohertzů). U málo vodivých vzorků se užívají lesklé elektrody
a menší měřicí frekvence.
Pro sledování vodivosti lze použít běžných komerčních konduktometrů, konstruovaných zpravidla na principu
výchylkového měření.
Střídavé napětí se vkládá na vodivostní nádobku Rx a odpor Rz,
na němž se měří potenciální spád. Napětí se rozdělí v poměru těchto odporů a jeho velikost na měrném
odporu Rz je přímo úměrná vodivosti, neboť platí
 (III.9)
Přesná měření vodivosti umožňuje i metoda Wheatstoneova můstku, při níž se měří odpor roztoku mezi
elektrodami (viz měření odporu). Měřený odpor roztoku mezi elektrodami Rx se porovnává
s proměnnými odpory R3, až je dosaženo rovnováhy (mezi body A-B neprochází proud).
Proměnnou kapacitou C3 se vyrovnává kapacitance vodivostní nádobky. Pro můstek
v rovnováze pak platí
 (III.10)
Měření vodivosti operačním zesilovačem – nádobkou prochází proud ve formě dvou obdélníkových pulzů opačné
polarity a proud se měří v posledních 40% doby druhého pulzu (po odeznění vlivu kapacity nádobky).
Amplituda pulzů je konstantní a proud, který je úměrný vodivosti, se měří operačním zesilovačem
(proudový sledovač). Měřená veličina (vodivost roztoku) je přímo úměrná výstupnímu napětí podle vztahu
 (III.11)
Měření vodivosti operačním zesilovačem
| 
