Tuesday, 9 July 2024

ค่า EC คืออะไร? คำจำกัดความ และการนำไปใช้งาน

ค่า EC คืออะไร

ค่า EC คืออะไร

การนำไฟฟ้า (Electrical conductivity) เป็นการวัดความสามารถของวัสดุในการส่งผ่านกระแสไฟฟ้า ค่า EC แตกต่างกันไปในแต่ละวัสดุขึ้นอยู่กับความสามารถในการปล่อยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน โดยมีโปรตอน อิเล็กตรอน และนิวตรอนที่มีกระแสไฟฟ้าไหลอยู่ ซึ่งโปรตอนมีประจุบวก และอิเล็กตรอนแต่ละตัวก็มีประจุลบ

การไหลของอิเล็กตรอนภายในวัสดุเรียกว่ากระแสไฟฟ้า โดยมีบทบาทสำคัญในการประยุกต์ใช้ทางวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และสิ่งแวดล้อมมากมาย โดยมีอิทธิพลต่อสาขาต่างๆ ตั้งแต่เคมีและฟิสิกส์ ไปจนถึงการเกษตรและวิศวกรรมศาสตร์

ค่า EC คือ ค่าผกผันของค่าความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งเป็นการวัดว่าวัสดุต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้าได้แรงเพียงใด กำหนดด้วยตัวอักษรกรีก ρ

โดยที่
σ คือ ค่าการนำไฟฟ้าที่วัดได้ในหน่วยซีเมนส์ต่อเมตร (S/m)
ρ คือ ค่าความต้านทาน
ความสามารถในการนำไฟฟ้าในน้ำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้นของไอออนที่มีอยู่ในน้ำ

สารประกอบที่ละลายเป็นไอออนเรียกว่า อิเล็กโทรไลต์ ยิ่งมีไอออนอยู่ในอิเล็กโทรไลต์มากเท่าไร ค่า EC ของน้ำก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย ในทำนองเดียวกัน ยิ่งมีไอออนในน้ำน้อยลง ค่า EC ของน้ำก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น น้ำที่ปราศจากไอออนหรือน้ำกลั่นสามารถทำหน้าที่เป็นฉนวนได้เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำมาก ในขณะที่น้ำทะเลมีค่าการนำไฟฟ้าสูงมาก

โดยน้ำบริสุทธิ์เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี ส่วนน้ำทั่วไปมีสิ่งเจือปนจากไอออนที่เรียกว่าแร่ธาตุ โดยไอออนเหล่านี้มีหน้าที่นำกระแสไฟฟ้าในน้ำ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าในน้ำถูกขนส่งด้วยไอออนที่อยู่ในน้ำ จึงกล่าวได้ว่าค่า EC จะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของไอออนในน้ำที่เพิ่มขึ้น

ค่า EC ของน้ำเป็นการวัดความสามารถของน้ำในการผ่านกระแสไฟฟ้า โดยขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไอออนนำไฟฟ้าในน้ำโดยตรง ไอออนนำไฟฟ้าเหล่านี้เกิดขึ้นจากวัสดุอนินทรีย์ เช่น คลอไรด์ อัลคาไลน์ สารประกอบคาร์บอเนตและซัลไฟด์ และโซเดียมคลอไรด์

หากสนใจถึงความสำคัญและปัจจัยของค่า EC สามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่  ความสำคัญของค่าคอนดักในน้ำ และ ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อค่า conductivity

หน่วยการวัดค่า EC ในน้ำ

สามารถวัดโดยใช้ได้หลายหน่วยซึ่งหน่วยวัดระบบ SI จะใช้หน่วยซีเมนส์ต่อเมตร (S/m) แต่ในทางปฎิบัติจริงจะนิยมใช้ไมโครซีเมนส์/เซนติเมตร (µS/cm) หรือมิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (mS/cm) มากกว่า เนื่องจากค่า EC ในน้ำมีค่าที่ไม่สูงมากนัก

หากสนใจเนื้อหาหน่วยการวัดอย่างละเอียดสามารถเข้าไปอ่านเพิ่มเติมได้ที่ conductivity หน่วยคืออะไร

การวัดค่า EC ในน้ำ

การวัดค่า ECมีการใช้ทั่วไปในด้านการเกษตร การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม และกระบวนการทางอุตสาหกรรม โดยสิ่งที่จำเป็นต้องมีในการวัดค่า EC มีดังนี้:

  • เครื่องวัด EC: เครื่องวัด EC มีทั้งแบบมือถือหรือตั้งโต๊ะ โดยตัวเครื่องจะทำการวัดค่า ECของสารละลายในหน่วย มิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (mS/cm) หรือ ไมโครซีเมนส์/เซ็นติเมตร (µS/cm)
  • อิเล็กโทรด: เครื่องวัด EC ส่วนใหญ่จะมาพร้อมกับอิเล็กโทรด โดยอิเล็กโทรดนี้จะจุ่มอยู่ในตัวอย่างน้ำเพื่อทำการวัดค่า EC

การประยุกต์นำค่า EC มาใช้ในทางปฏิบัติ

การใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมและการเกษตร:

  • การประเมินคุณภาพน้ำ: ค่า EC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการประเมินคุณภาพของแหล่งน้ำโดยการวัดความเข้มข้นของเกลือที่ละลายหรือของแข็งที่ละลายทั้งหมด (TDS) ระดับค่า EC ที่สูงสามารถบอกได้ถึงระดับเกลือที่เพิ่มขึ้น ซึ่งอาจส่งผลต่อการใช้น้ำเพื่อการดื่ม เกษตรกรรม หรืออุตสาหกรรม
  • การวัดความเค็มของดิน: นำมาใช้ในการประเมินความเค็มของดิน ซึ่งส่งผลต่อการเจริญเติบโตของพืช ดินเค็มมีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชโดยรากลดการดูดซึมน้ำหรือทำให้พืชขาดน้ำ การตรวจสอบค่า EC ในดินช่วยในการจัดการความเค็มของดินและหาแนวทางแก้ปัญหาที่เหมาะสม
  • การติดตามมลพิษทางสิ่งแวดล้อม: ใช้ในการติดตามด้านสิ่งแวดล้อมเพื่อประเมินระดับมลพิษในแหล่งน้ำหรือดิน การเปลี่ยนแปลงของค่า EC สามารถบ่งบอกถึงการมีอยู่ของสารปนเปื้อนที่มีเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไอออนในสิ่งแวดล้อม

การใช้งานด้านอุตสาหกรรมและวิศวกรรม:

  • การควบคุมคุณภาพในการผลิต: การวัดค่าการนำไฟฟ้าใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งการควบคุมความเข้มข้นของไอออนอย่างแม่นยำมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์
  • การควบคุมกระบวนการ: ในกระบวนการทางเคมีและอุตสาหกรรม การตรวจสอบการนำไฟฟ้าช่วยในการควบคุมความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ หรือการตรวจจับการรั่วไหลในท่อที่บรรทุกของเหลวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้
  • วิศวกรรมไฟฟ้าเคมี: ค่า EC เป็นพื้นฐานในกระบวนการเคมีไฟฟ้า เช่น แบตเตอรี่ เซลล์เชื้อเพลิง และอิเล็กโทรลิซิส ซึ่งการเคลื่อนที่ของไอออนเป็นศูนย์กลางของการแปลงและกักเก็บพลังงาน

หากสนใจเนื้อหาค่า EC เพิ่มเติมสามารถอ่านได้ที่ ค่าคอนดักติวิตี้: เจาะลึกแนวคิด ความสัมพันธ์กับคุณภาพน้ำ