超音波処理が水の電気伝導率とpH値に及ぼす影響

高強度・低周波の超音波で水を処理することで、水の電気伝導率とpH値を効率的に変化させることができます。水の超音波処理により、水の電気伝導率が上昇し、pH値が低下します。

高出力超音波が電気伝導率に及ぼす影響

超音波処理が蒸留水の電気伝導率に及ぼす影響を調べるため、プローブ型超音波装置UP400Stを使用して試験を行いました。幅の広い超音波処理容器に二つの電極（受動型で、超音波を発生しないもの）を挿入し、その間に超音波プローブを取り付けました。下のグラフに示すように、pH値が低下するにつれて電気伝導率が上昇します。

電気伝導率はすべてのイオンの濃度と移動度を測定するのに対し、pHは特にH⁺の活量を測定します。
超音波処理によって酸が生成または導入される場合、HA → H⁺ + A^–となります。その結果、pHが低下すると同時に、H⁺ とA^– の両方が電気伝導率を高めます。プロトンは移動度が極めて高いため、酸の濃度がごくわずかでも、当初は純粋だった水の電気伝導率を大幅に高めることができます。

超音波による電気伝導率の変化を活用する方法

電気伝導率の上昇は、電気分解や電気化学的用途においていくつかの利点をもたらします。電気分解用途で抵抗を低減することで、塩、酸、塩基の添加量を減らすことができます。これらは一般に、電解槽内の水などの液体の電気伝導率と抵抗を調整するために使用されます。

水の超音波処理は電気伝導率とpH値に影響を及ぼします

超音波処理により蒸留水の電気伝導率が上昇します。

高性能用途向けのプローブ型超音波処理装置

Hielscher Ultrasonicsは、液体の電気伝導率やpH値の調整など、液体用途向けに高性能なプローブ型超音波処理装置を幅広く提供しています。一般的な産業規格を容易に満たすHielscherの超音波装置は、全負荷かつ過酷な条件下でも24時間・週7日稼働できます。
以下の表に、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力を示します。

文献・参考資料

• R. Giriûnienë, E. Garðka (1997): The influence of ultrasound on electrical conductivity of water. ULTRAGARSAS. Nr.2(28). 1997.
• Suslick, S.; Didenko, Yuri; Fang, Ming; Hyeon, Taeghwan; Kolbeck, Kenneth; Iii, William; Mdleleni, Millan; Wong, Mike (2000): Acoustic Cavitation and Its Chemical Consequences. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2000.