ค่า Conductivity คืออะไรและมีประโยชน์อะไรบ้าง

ค่า conductivity ของน้ำหรือค่าการนำไฟฟ้า (หรือ Electrical Conductivity หรือค่า EC) ในน้ำคือความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้า เกลือ หรือสารเคมีอื่นๆ ที่ละลายในน้ำสามารถแตกตัวเป็นไอออนที่มีประจุบวก และลบได้ ไอออนอิสระเหล่านี้ในน้ำจะนำไฟฟ้า

ดังนั้นค่าการนำไฟฟ้าของน้ำจึงขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไอออน ซึ่งที่มาของไอออนเหล่านี้มาจากความเค็ม และของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด (TDS) สารเคมี และโลหะหนักที่เจือปนในน้ำทำให้น้ำสามารถนำไฟฟ้าได้

ซึ่งทั้งหมดนี้ใช้ในการวัดค่า EC ของน้ำ ซึ่งช่วยในการระบุความบริสุทธิ์ของน้ำ ยิ่งน้ำบริสุทธิ์ ค่าการนำไฟฟ้ายิ่งต่ำ (น้ำบริสุทธิ์ค่า conductivity เป็น 0) เพื่อเป็นตัวอย่างในชีวิตจริงน้ำกลั่นเกือบจะเป็นฉนวน แต่น้ำเค็มนำไฟฟ้าได้ดี

หน่วยการวัดค่าการนำไฟฟ้า Conductivity

หน่วย SI (International Systems of Units) ของค่า Conductivity การนำไฟฟ้าคือซีเมนส์ต่อเมตร (S/m) หมายความว่าของเหลวสามารถนำกระแสไฟฟ้าผ่านได้ดีเพียงใด เมื่อดูค่า EC ในน้ำ หรือของเหลว โดยทั่วไปเราจะพบว่าน้ำในสภาพธรรมชาติเช่น ฝน น้ำในทะเลสาบ แม่น้ำ ฯลฯ จะมีค่า EC ต่ำ (น้ำบริสุทธิ์ไม่นำไฟฟ้าไม่มีค่า EC=0)

เมื่อน้ำอยู่ภายใต้มลภาวะ การปนเปื้อน หรือสิ่งเจือปน เราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงในความนำไฟฟ้าของ EC ของน้ำนั้น เนื่องจากสารที่ละลายจะเพิ่มระดับของ EC

ด้วยเหตุนี้ “EC จึงเป็นเครื่องบ่งชี้มลพิษในน้ำได้ดี” อย่างไรก็ตามเป็นที่น่าสังเกตว่าสิ่งเจือปนเช่นเกลือในน้ำทะเลทำให้เกิดการอ่านค่า EC ที่สูงมาก เนื่องจากน้ำมีเกลือละลายอยู่เป็นจำนวนมาก เนื่องจากเมื่อเกลือละลาย มันจะแยกตัวออกเป็นไอออน (อะตอมที่มีประจุไฟฟ้า)

ถึงแม้ว่าหน่วย SI คือซีเมนส์ต่อเมตร (S/m) แต่ในทางปฎิบัติค่า conductivity ในน้ำไม่สูงมากนักจึงนิยมใช้เป็น ไมโครซีเมนส์/เซนติเมตร (µS/cm) และค่า conductivity จะเพิ่มขึ้นจริงเมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น ดังนั้น EC มักจะถูกบันทึกที่ 25°C โดยมีอุณหภูมิ และ EC พร้อมกัน หน่วยวัดอื่นสำหรับ EC คือ mS/cm หรือมิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร 1 mS/cm = 1000 µS/cm

การประยุกต์ใช้ค่าความนำไฟฟ้า Conductivity กับอุตสาหกรรม และสิ่งแวดล้อม

การวัดค่าการนำไฟฟ้านี้มีการใช้เป็นประจำในอุตสาหกรรม และสิ่งแวดล้อมจำนวนมาก เป็นวิธีการวัดปริมาณไอออนิกในสารละลายที่รวดเร็ว และเชื่อถือได้เช่นการวัดค่าการนำไฟฟ้าในน้ำสำหรับวัดประสิทธิภาพของระบบทำน้ำให้บริสุทธิ์อย่างต่อเนื่อง มีการใช้งานเครื่องมือตรวจวัด EC ในงานด้านต่างๆ ดังต่อไปนี้

วัดปริมาณปุ่ยในการปลูกผักไฮโดรโปนิกส์ (เนื่องจากการเติมปุ๋ยในน้ำทำให้ค่า Conductivity เพิ่มขึ้น)
วัดความบริสุทธิ์ของน้ำ (Ultrapure water) ในงานด้านวิทยาศาสตร์
วัดปริมาณแร่ธาตุในดิน โดยใช้ค่า EC ดิน (ถ้าดินมีค่า conductivity สูงนั่นหมายถึงมีแร่ธาตุในดินในปริมาณมาก)
วัดความสะอาดของน้ำในระบบหล่อเย็น ระบบ Cooling Tower

การวัดค่า Conductivity หรือค่าการนำไฟฟ้า

สามารถวัดค่าการนำไฟฟ้าได้โดยใช้เครื่องวัด EC Meter ซึ่งมีหัววัดประกอบด้วยขั้วอิเล็กโทรดโลหะสองขั้วโดยเว้นระยะห่าง 1 ซม. (ดังนั้น หน่วยวัดคือ microSeimens หรือ milliSeimens ต่อเซนติเมตร) แรงดันไฟฟ้าคงที่ถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรดส่งผลให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวอย่างที่เป็นน้ำ เนื่องจากกระแสที่ไหลผ่านน้ำเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของไอออนที่ละลายในน้ำ