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Messparameter

Abgeleitete Parameter der Leitfähigkeit

Veröffentlicht von Stefan Langner am 03.03.2017 12:13:22

Meer.jpgDie Leitfähigkeit einer wässrigen Lösung wird durch ihren Gehalt an Ionen bestimmt. Wenn man die Art der Ionen kennt, kann man durch Messung der Leitfähigkeit Rückschlüsse auf ihre Konzentration in der Lösung schließen und daraus wichtige Parameter ableiten. Die Wichtigsten sind der Gesamtgehalt gelöster Feststoffe, häufig als TDS (vom englischen Total Dissolved Solids) abgekürzt und die Salinität (Salzgehalt).

Gesamtgehalt gelöster Feststoffe

Üblicherweise wird der Gesamtgehalt gelöster Feststoffe gravimetrisch durch Verdampfung der Flüssigkeit eines bestimmten Lösungsvolumens festgestellt. Eine sehr gute Abschätzung kann durch die Leitfähigkeitsmessung unter der vorgenannten Bedingung vorgenommen werden. Unter Verwendung des TDS-Faktors lässt sich die Leitfähigkeit (bei 25 °C) dann gemäß nachfolgender Gleichung einfach in TDS umrechnen.

TDS = TDS-Faktor x LF25°C

Bei vielen Geräten die TDS anzeigen lässt sich der Faktor anpassen, um der ionischen Stärke der gemessenen Lösung gerecht zu werden und einen korrekten Wert zu ermitteln. So wird bei starken ionischen Lösungen ein Wert von 0,5 für die Umrechnung gewählt, der auf einer Kochsalzlösung (NaCl) basiert. Bei schwächeren ionischen Lösungen (z.B. Düngerlösung) beträgt der Wert 0,7. Der 0,7-Faktor basiert auf einer Mischung aus Natriumsulfat, Natriumbikarbonat und Natriumchlorid im Verhältnis 40 % : 40 % : 20 % basiert. Diese Faktor wird daher auch als der 442-Faktor bezeichnet.  Bei einigen (meist preiswerteren) Geräten ist der TDS-Faktor auf i.d.R. 0,5 voreingestellt, es ist daher zu beachten, dass mit solchen Geräten nur stark ionische Proben gemessen werden können, oder TDS manuell berechnet werden muss,  da sonst unzuverlässige Ergebnisse erzielt werden.

Salinität

Auf ähnliche Weise sind entsprechend ausgestatte Geräte die Leitfähigkeit in Salzgehalt für die Messung von Meer- oder Brackwasser umzurechnen. Für die Gehaltsangaben haben sich drei Skalen etabliert, die praktische Salinitätsskala (Practical Salinity Scale, eigentlich dimensionslos, manchmal wird die Einheit PSU (practical salinity unit) verwendet), die Prozentskala (%) und die Natürliches-Meerwasser-Skala (g/L), die je nach Gerätekonfiguration zum Teil oder komplett unterstützt werden. Die praktische Salinitätsskala und die Natürliches-Meerwasser-Skala sind mit der Leitfähigkeitskalibrierung abgedeckt, für die Prozentskala wird ein spezieller Standard benötigt (z.B. Hanna Instruments HI7037L bzw. HI7037M).

Tab. 1 Gegenüberstellung einiger Leitfähigkeiten und Gehalte gelöster Feststoffe

Probe bei 25 °C Leitfähigkeit TDS
Kesselwasser eines Kraftwerks 1,0 µS/cm 0,5 ppm
Trinkwasser 500 – 800 µS/cm 250 – 400 ppm
Meerwasser ca. 50 mS/cm* ca. 35 g/kg*
1M NaCL-Lösung 85 mS/cm 42,5 g/kg

*Häufigster Wert, kann je nach Meer stark schwanken, die Ostsee hat z.B. (je nach Region) einen sehr viel geringeren Gehalt von ca. 2 – 20 g/kg, das Tote Meer einen sehr viel höheren von ca. 270 g/kg Meerwasser.

Themen: Leitfähigkeit, TDS

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