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Leitfähigkeitsdetektor

Der Leitfähigkeitsdetektor ist ein Detektor, der oft in der Flüssigchromatographie zur Bestimmung von ionischen Verbindungen Verwendung findet. Mit ihm wird die Leitfähigkeit von Elektrolyten gemessen. Zur Bestimmung der Ionenkonzentration kann die Abhängigkeit der Leitfähigkeit eines Elektrolyten von der Ionenkonzentration ausgenutzt werden.

Die elektrische Leitfähigkeit ist ein Summenparameter für gelöste, dissoziierte Stoffe. Die in Ionen dissoziierten Inhaltsstoffe verleihen dem Wasser eine elektrische Leitfähigkeit, die allerdings um eine Größenordnung geringer ist, als die metallischer Leiter.

Die Leitfähigkeit ist abhängig von:

Ein Leitfähigkeitsdetektor besteht meist aus zwei mit Platinmohr belegten, sich gegenüberliegenden Platinelektroden. Die Elektroden besitzen eine definierte Fläche und stehen in einem definierten Abstand zueinander. Diese Anordnung wird als Messzelle bezeichnet.

Kohlrausches Quadratwurzelgesetz (Verdünnungsgesetz)

Ändert sich nun die Ionenkonzentration in der zu messenden Lösung, so steigt die mit dem Detektor gemessene Leitfähigkeit an. Der Zusammenhang zwischen der gemessenen Leitfähigkeit und der Konzentration ist gegeben durch das Kohlrausche Verdünnungsgesetz:


mit Λ = Äquivalentleitfähigkeit Λ0= Äquivalentleitfähigkeit bei unendlicher Verdünnung χ = Konstante c = Konzentration

Es gilt nur für hinreichend stark verdünnte starke Elektrolyte. Für hinreichend stark verdünnte Elektrolyte ist daher das Verhalten eines Leitfähigkeitsdetektors voraussagbar und die Ionenkonzentration des Elektrolyten messbar.

Bemerkungen

R = ρ * L / q

mit: R = Widerstand [Ω] ρ = spezifischer Widerstand [Ω*cm] L = Länge des Leiters [cm] q = Querschnitt des Leiters [cm²]

Der Kehrwert des spezifischen elektrischen Widerstandes wird als spezifische elektrische Leitfähigkeit χ bezeichnet:

χ = 1 / ρ = 1 / R * L / q

Die Angabe der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit erfolgt in S/cm (S = Siemens). In der Praxis kommen außer bei extrem hohen Salzgehalten von Abwässern vorwiegend elektrische Leitfähigkeiten im Bereich von mS bis S vor.

Links

Chemgapedia - Leitfähigkeit