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La conducibilità elettrica (spesso indicata con la sigla EC, dall’inglese Electrical Conductivity) è una proprietà fisica che descrive la capacità di una sostanza — come un metallo, un gas o un liquido — di permettere il passaggio di corrente elettrica attraverso di essa. Più precisamente, si tratta dell’inverso della resistività: mentre quest’ultima misura quanto una sostanza si oppone al flusso di corrente, la conducibilità indica quanto lo facilita.
Nel caso dell’acqua, la conducibilità elettrica dipende dalla presenza di ioni disciolti, come sali minerali, acidi o basi. L’acqua pura (distillata o deionizzata) è un pessimo conduttore perché contiene pochissimi ioni liberi. Tuttavia, già una piccola quantità di sostanze disciolte può aumentare sensibilmente la sua capacità di condurre elettricità.
L’unità di misura comunemente usata per la conducibilità è il Siemens/cm (S/cm), nell’ordine di grandezza di 10-3, cioè il milliSiemens/cm (mS/cm), o di 10-6, il microSiemens/cm (µS/cm).
Nel caso di misure in soluzioni acquose, il valore della conducibilità dipende in modo direttamente proporzionale dalla concentrazione di solidi disciolti, cioè più solidi sono presenti nella soluzione, maggiore risulta la sua conducibilità. Il contenuto di sali in soluzione è espresso dal parametro TDS (Totale Solidi Disciolti), che come unità di misura utilizza il mg/L (ppm). Il rapporto tra queste due grandezze, a seconda del tipo di sali presenti, può essere dato con buona approssimazione da una delle due seguenti relazioni:
dove 1 ppm = 1 mg/ L è l’unità di misura della quantità dei solidi disciolti (TDS).
I moderni conduttivimetri solitamente convertono automaticamente il valore della conducibilità in ppm, fornendo direttamente le misure della quantità di solidi disciolti.
La conducibilità di una soluzione è determinata dal moto molecolare. Notoriamente la temperatura influisce su questo moto, per cui è necessario tenere conto di questa grandezza se si vogliono ottenere misure precise.
La misurazione della conducibilità elettrica viene effettuata utilizzando un conduttivimetro. Prendendo ad esempio il conduttivimetro Hanna HI98192, studiato per acqua ultra pura, La procedura tipica include:
| Conducibilità dell’acqua | |
|---|---|
| Acqua pura | 0.055 µS/cm |
| Acqua distillata | 0.5 µS/cm |
| Acqua di montagna | 1.0 µS/cm |
| Acqua per uso domestico | 500 a 800 µS/cm |
| Max. per acqua potabile | 2500 µS/cm |
| Acqua di mare | 52 mS/cm |
Hanna Instruments ha sviluppato un intero range di conduttivimetri portatili e da banco, con le rispettive sonde, per ogni livello di esperienza e per le più varie applicazioni d’analisi della conducibilità. Molti di questi strumenti a livello avanzato e per uso professionale oltre alla misura della conducibilità elettrica, danno il vantaggio di controllare anche altri parametri (ad esempio il pH, i TDS). Tali strumenti sono pensati per l’utilizzo in laboratori, in molti settori industriali, nella produzione alimentare e delle bevande, per l’acqua minerale, per idroponica e sistemi di fertirrigazione, per i generatori di vapore, per le torri di raffreddamento, nella produzione di detergenti e moltissime altre applicazioni.
La preparazione del campione è essenziale per ottenere misurazioni precise della conducibilità elettrica. Tra i passaggi fondamentali di tale preparazione, si ricorda l’utilizzo di contenitori puliti: questi devono essere di privi di contaminanti per evitare influenze sulla misura. Si consiglia di lavare i contenitori con acqua deionizzata. Importante è il consiglio di usare beaker in plastica o in vetro certificato per evitare interferenze sulla misura.
La calibrazione del conduttivimetro è essenziale per garantire misurazioni precise. La calibrazione deve essere effettuata regolarmente utilizzando soluzioni standard di calibrazione con conducibilità nota. Questo processo aiuta a compensare eventuali variazioni nelle prestazioni dello strumento e a mantenere l’accuratezza delle misurazioni. Queste soluzioni devono essere scelte in base alla gamma di conducibilità della soluzione da misurare.
La maggior parte dei conduttivimetri consente la calibrazione ad 1 punto ed è molto diffuso l’utilizzo dello standard a 1413 µS/cm. Se si lavora con acqua a bassa conducibilità è sicuramente preferibile calibrare ad un valore inferiore (ad es. 84 µ/cm). Se invece si lavora con alta conducibilità si può optare per standard con valori più alti (ad es. 5.00 mS/cm, 12.88 mS/cm, 80.0 mS/cm, 111.8 mS/cm).
Un vantaggio dei conduttivimetri Hanna più avanzati è quello di consentire la calibrazione fino a 5 punti: in questo modo laboratori e professionisti possono avere la garanzia di misure accurate su tutta la scala.
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