순수한 물의 전기 전도도 (Conductivity) 는 얼마나 될까?

순수한 물의 전기 전도도는 얼마나 될까?

 

물의 전기 전도도는 conductivity 라고 하며, 다음과 같이 세가지 타입으로 측정한다.

- Specific conductivity

- Cation (acid) conductivity

- Degassed cation conductivity

 

위의 세가지 타입이 궁금한 분들은 구글에서 찾아 보거나 또는 EPRI Technical Report 1012209 를 참조해도 좋을 것 같다.

 

여기서는 순수한 물의 Specific conductivity 에 대해서 알아보자.

Specific conductivity 에 대해서도 할 얘기가 좀 많아 보인다.

 

순수한 물은 말 그대로 H2O 만 있는 상태를 의미한다.

구글에 specific conductivity of water 라고 찾아 보면 아래 snap shot 처럼 나온다.

 

Pure distilled and Deionized water : 0.05 ㎲/㎝ (micro Siemens per centimeter) 라고 나온다.

그런데, 가만히 생각해 보니 예전에 선배들이 “18 메가옴” 이라고 했던 말이 자꾸 생각 난다.

Conductivity 와 Resistance 는 역수의 관계라고 했던 것도 기억이 난다.

그러면 0.05 의 역수는 1 / 0.05 = 20 이다.

 

어! 그런데 아무도 “20 메가옴”이라고는 하지 않았던 것 같은데… .

그러면 0.05 뒤에 뭔가 더 있는 것 같다.

 

참고로 아래 그래프는 Dow engineering information 에 보면 나와 있는 그래프 인데

Conductivity 와 Resistance 는 역수 관계이다.

.

이제 0.05 그 뒤에 “뭔가”에 대해서 좀 더 알아 보자.

 

1. EPRI Technical Report 1012209 Fossil Plant Cycle Chemistry Instrumentation and Control – State of Knowledge Assessment

EPRI TR 1012209를 살펴 보면 순수한 물의 conductivity 를 구하는 방법에 대해 아주 자세한 설명이 나온다.

 

 

위와 같이 계산하면 25℃ 순수한 물의 conductivity 는 0.0544 ㎲/㎝라는 결과가 나오고,

역수를 하면 Resistance 는 18.38 ㏁㎝ 가 된다. 아… . 이렇게 계산하는 구나!

(심지어 계산해서 보여 준다.)

그런데… . 이거 온도별 conductance 값을 다 알아야 온도 변화에 따른 conductivity 값을 볼 수 있겠는데?

 

2. WIKIPEDIA

Wikipedia 를 찾아보니 온도별로 그래프가 나온다. 오…..

가만히 보니, Electrolytic Conductivity of Pure Water Data from Standard ASTM D1125-1999 라고 출처가 나와있다.

(감사합니다. 형님들….)

 

3. ASTM D1125 Standard Test Methods for Electrical Conductivity and Resistivity of Water

우와 ~~~~ ! 0℃ 에서 100℃ 까지 5℃ 간격으로 나와 있다.

“이 정도면 되었다.” 라고 생각할 수도 있지만, 저 밑에 From Thornton (1) 이라는 문구가 자꾸 눈에 밟힌다.

Reference 에 보니 아주 친절하게 알려 준다. (감사합니다. 미쿡 형님들… .)

(1) Thornton, R. D., Light, T. S., “A New Approach to Accurate Resistivity Measurement of High PurityWater,” Ultrapure Water, Vol 6, No.5, 1989, pp. 14–26.

 

4. The Standard for Resistivity Measurements of Ultrapure Water / Anthony C. Bevilacqua, Ph.D. / Thornton Associates, Inc.

우선 박사님께 감사한 마음을 담아 인사를 하고…. 살펴 보자.

(다들 인사를 했을 것으로 믿는다.)

 

오잉…. !! 평형 상수 (equilibrium constant) Kw 가 conductivity 를 계산할 때도 쓰인다.

이 분은 실험까지 해서 계산 값과의 오차도 확인했다.

가만.... 여기서는 25℃ 순수한 물의 conductivity 는 0.05501 ㎲/㎝ 이고  Resistance 는 18.14 ㏁㎝ 이다.

(그래서 구글신께서  0.05 까지만 보여 준거다.)