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Información sobre conductímetros portátiles

Es imprescindible que los conductímetros portátiles sean robustos y resistentes al agua, que dispongan de compensación de temperatura tanto automática como manual, función de coeficiente de temperatura y temperatura de referencia. La calibración manual o automática debe ser de, al menos de 3 o 4 puntos y con posibilidad de conectar células de varias constantes (por ejemplo, de 0.1, 1 y 10), que tengan integrada la sonda de temperatura, para poder efectuar la compensación.

La función lineal es la utilizada para medida en la mayoría de aguas o soluciones acuosas y la NLF (no lineal sg. EN 27888 y DIN 38404) adecuada para las aguas sin tratar. También se suelen utilizar para controlar procesos de alta exigencia.

Como funciones adicionales, algunos equipos permiten también salinidad y TDS, así como control de fecha, hora, datos de calibración y temporización de calibración para cumplir las GLP.

Hemos de destacar los equipos que permiten la conexión de células del tipo Memosens, como los Knick de Labprocess, que son resistentes a la humedad y pueden medir incluso bajo el agua gracias a su conexión inductiva, resisten la corrosión y además de asegurar datos sin perturbaciones, no requieren calibración in situ ya que permiten pre calibrar en taller o laboratorio, y reconocen el sensor calibrado.

Los sensores Memosens son Plug & Play y supervisan continuamente estos factores:

  • Tiempo de respuesta
  • Historial de calibración (con datos de calibración)
  • Documentación del ciclo de vida: horas de funcionamiento, etc.
  • Exportación de datos a MS Excel®, HTML

Por sus especificaciones los conductímetros Knick son únicos para medir aguas puras, principalmente en la industria farmacéutica:

  • WFI (agua para inyección)
  • Bulk Water (para agua purificada, condensados, vapor puro, etc.)
  • Packaged Water (para agua altamente purificada, estéril, para inyectables, etc.)

Y disponen de una función específica para aguas ultra puras con trazas de: NaCl, HCl, NH3 y NaOH.

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Usos de la medida de conductividad

Medir la conductividad es muy útil para el trabajo en diferentes industrias, como pueden ser: la farmacéutica, la agricultura y la química, entre otras, así como de gran importancia para el control de todo tipo de aguas: puras, naturales, de pozo, potables, marinas, residuales, etc.

Su unidad de medición es el Siemens/cm (S/cm); si lo aplicamos a una magnitud de 10 elevado a -6 obtenemos un valor en micro Siemens (µS/cm); y si lo medimos en 10 elevado a -3, estamos hablando de mili Siemens (mS/cm).

Cuando se mide la conductividad eléctrica en soluciones acuosas, estos valores son directamente proporcionales a la concentración de sólidos disueltos en el líquido. Así, cuanto más alto sea su volumen de concentración, mayores serán los valores de conductividad.

Por ejemplo, cuando se mide la conductividad del agua los resultados que deben obtenerse son los siguientes en unidades de conductividad:

  • Agua pura: 0.055 µS/cm
  • Agua destilada: 0.5 a 2.0 µS/cm
  • Agua de montaña: >1.0 µS/cm
  • Agua para uso doméstico: 400 a 800 µS/cm
  • Niveles máximos de conductividad en agua potable: 1500 µS/cm
  • Agua de mar: ≈52 mS/cm

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¿Qué es la conductividad o conductividad eléctrica?

La conductividad o conductividad eléctrica es la propiedad de todo elemento que tiene la facultad de conducir la electricidad. Esta propiedad física se basa en la capacidad de los elementos de conducir la corriente eléctrica a través de ellos mismos.

Ésta depende de la forma en que esté compuesta una sustancia o material, así como de la estructura molecular del material o de su estructura atómica.

Los elementos se clasifican, según su propiedad de conductividad o resistencia eléctrica en: dieléctricos, semiconductores y superconductores. Asimismo, cuando el cuerpo de un material o de una sustancia es resistente a la conductividad entonces hablamos de conductancia. La Conductancia es la facilidad que presenta un conductor al paso de la corriente eléctrica, o sea la inversa a la resistencia eléctrica, su símbolo es G y su unidad es el Siemens.

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¿Qué es el coeficiente de temperatura TC en un instrumento de medida de conductividad?

Las medidas de conductividad dependen fuertemente de la temperatura, cuando la temperatura de una muestra aumenta, la conductividad también aumenta.

Esto es debido a que la viscosidad de la muestra disminuye, lo que conduce a una mayor movilidad de los iones, aunque la concentración de estos se mantiene constante.

Por lo tanto, cada resultado de una medida de conductividad debe referirse necesariamente a la temperatura que se ha realizado.

Por esta razón, las lecturas se refieren a una temperatura de referencia TC, lo que hace que los resultados sean comparables.

La temperatura de referencia es de 25°C mayoritariamente, aunque a veces también se usa a 20°C.

Corrección de temperatura Lineal

Como ajustar la temperatura de las muestras a la temperatura de referencia es un procedimiento lento y costoso, los medidores de conductividad convierten el valor medido a una temperatura x, como si esta fuera a 25ºC.

Esta función se realiza gracias a la introducción de un factor que llamamos TC, “Coeficiente de temperatura”, seleccionable a la temperatura de referencia deseada por el usuario.

El coeficiente de temperatura TC, expresa la variación en %/ °C de la conductividad de una disolución determinada, normalmente en disoluciones acuosas este valor se sitúa alrededor de 2, que significa que, por cada grado de aumento de la temperatura, el valor de la conductividad aumenta un 2%.

Ejemplo:

Si se desconoce el valor del TC, para su determinación primero hemos de introducir en el instrumento un TC=0, a continuación, se realizan dos mediciones, una a la temperatura de referencia T1, por ejemplo, a 25ºC y una segunda a una temperatura T2 diferente, por ejemplo, a 35ºC de una disolución 0.01 Molar de KCl.

Medida 1= 1413 µS/cm a 25ºC

Medida 2= 1698 µS/cm a 35ºC

Y aplicamos la formula

         (1698 µS/cm-1413 µS/cm) x 100%

ą= ----------------------------------------------      = 2.017%/ºC

          (35ºC – 25ºC) x 1413 µS/cm

Por lo tanto, en este caso el TC es de 2.017 %/ºC

Nota:

Las medidas obviamente siempre se realizan con sensor de temperatura integrado en la célula de conductividad.

Para aguas puras, normalmente no se emplea el TC, o sea TC=0, se calibra el equipo a los valores de la tabla conductividad/temperatura que aparece en los patrones de agua pura y posteriormente se efectúa la medición a la misma temperatura que el patrón empleado, con cuidado de mantener la temperatura constante y evitando una sobreexposición al aire del agua, para evitar contaminación debida al CO2 del aire.

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¿Cómo platinar los electrodos de una célula de conductividad?

Esta es una solución para las células de conductividad más empleadas, que son de vidrio y placas de platino. El platino a fin de que sea más efectivo tiene un tratamiento electroquímico mediante deposición electrolítica del metal a partir de una solución de platinización, que deposita en su superficie una capa de lo que se denomina “negro de platino” muy esponjosa, pero que con el uso se va deteriorando, mermando las especificaciones de la célula.

Antes de realizar el proceso de platinización, se han de limpiar los polos de la célula de la siguiente manera: durante unos minutos con HCl concentrado para asegurar una correcta limpieza y adherencia del nuevo revestimiento de platino. Luego enjuagar a fondo con agua destilada.

Preparar la disolución de platinización como sigue: 25 ml al 5% en peso de ácido cloroplatínico, con 1 cristal de acetato de plomo (exactamente 3 g de ácido cloroplatínico (IV) hexahidratado H2 [PtCl6] x 6 H2O y 30 mg de plomo acetato en 100 ml de agua destilada).

A continuación, se sumerge la célula en esta disolución y conectar a la célula una fuente de alimentación, basta con 1 pila de 9 volts y aplicando corriente alternativa a los electrodos (a los conectores del cable) cada 15 segundos, hasta deposito completo de negro de platino sobre las superficies, (la polaridad es indiferente ya que se debe invertir la polaridad durante el proceso de platinización) Luego enjuague bien con agua destilada.

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