Не существует универсально применимой формулы абсолютного преобразования между проводимостью (EC) и pH, поскольку проводимость отражает общую проводимость всех заряженных ионов в растворе, тогда как pH отражает только активность ионов водорода (H⁺). Взаимосвязь между ними сильно зависит от конкретного состава раствора (например, типа кислоты/основания, ионной силы, температуры и т. д.).
Однако в определенных сценариях преобразование может быть выполнено посредством теоретического вывода или эмпирических формул. Общие сценарии и соответствующие формулы следующие:
1. Чистая вода/сверхчистая вода (например, вода высокой-чистоты с электростанций). Сценарий
В конкретном сценарии сверхчистой воды (CO₂≈0) с добавлением аммиака для регулирования pH существует определенная математическая связь между проводимостью и pH (полученная на основе ионизационного равновесия аммиака и предельной молярной проводимости ионов):
Преобразование pH в проводимость (κ): pH=8.566 + lg(κ) (Примечание: κ — проводимость, единица мкСм/см, применимо к pH 7,5–10,5, а κ намного больше, чем катионная проводимость).
Преобразование проводимости (κ) в pH: κ=10^(pH - 8.566) (единица измерения: мкСм/см).
2. Сценарий «Сильная кислота/сильное основание» (теоретическая оценка)
В идеальных условиях, когда сильные кислоты (например, H₂SO₄) или сильные основания (например, NaOH) полностью диссоциированы и коэффициенты активности игнорируются, проводимость можно оценить по концентрации ионов и предельной молярной проводимости, а затем можно сделать вывод о pH. Однако не существует простой единой формулы; расчеты необходимо выполнять отдельно в соответствии с вкладами ионов (например, κ=Σ(λ_i × c_i) × 10^3, затем объединять с pH=-lg[H⁺] для вывода).
3. Общий сценарий качества воды/эмпирической оценки
Отсутствие прямого преобразования: для реальных проб воды со сложным составом (например, природная вода, сточные воды) из-за присутствия множества неизвестных ионов проводимость невозможно напрямую преобразовать из pH; необходимы отдельные измерения прибором.
Меры предосторожности:
Все приведенные выше формулы имеют строгие применимые условия (такие как определенная температура и определенный ионный состав). В реальных инженерных приложениях их необходимо проверять в сочетании с химическими свойствами конкретной среды или конвертировать с помощью встроенного-специального алгоритма прибора.