我們都知道,離子交換膜是高分子電解質,它與一般金屬導體一樣具有導電性能.在某種意義上,可將離子交換膜稱作離子導體.
通常從比較電阻率(也稱比電阻)的大小說明金屬的導電性能的優劣,電阻率低者,導電性好,而高者,導電性能差.對于離子交換膜,同樣也可以通過比較電阻率的大小來判斷它們導電性能的好壞.但由于不同牌號的離子交換膜的厚度各不相同,一時難以從電阻率的數值大小馬上就判斷出它們電阻,即導電性的大小來.為了比較各種膜的導電性能,因此引入“面電阻”的概念.
眾所周知,導體的電阻R與其長度L成正比,而與其橫截面積A成反比,比例系數ρ稱為電阻率(或比電阻),可以寫成R=ρ(L/ A),從該式可以得到RA=ρL.對于離子交換膜的厚度,即后式中的L,每種牌號的膜都是確定的,ρ也是確定的,這樣R·A也就確定了.我們把R·A即離子交換膜的電阻與其面積的乘積稱為面電阻,單位為Ψ·cm2.有了面電阻的數值后,就可直接比較各種膜的導電性能了.從面電阻的定義,一眼就能看出,面電阻相同的膜,其電阻值即導電性能是相同的,不管他們的電阻率和厚度如何不同,只要兩者的乘積相同就可以了(當然比較時是在相同使用面積的這個前題下).
對于同一種膜,不管面積的大小,面電阻都是一樣的,如1 m2與1 cm2膜的面電阻是一樣的,但它們的電阻不一樣,面積大者,電阻小,而面積小者,電阻大.1 m2膜的電阻為1 cm2膜的電阻的萬分之一,因為電阻與膜面積成反比.同一種類不同面積膜的電阻值就是將其面電阻除以面積的值.如一臺由300對陰、陽膜組裝的電滲析器,其膜的電阻值可以這樣計算:已知陰膜的面電阻為10Ψ·cm2,陽膜為6Ψ·cm2,面積400 mm× 1 600 mm,則這臺電滲析器的膜電阻為:
由此可知,對于大面積的電滲析器,由離子交換膜引起的電阻所占比例不是很大的.
根據面電阻的公式RA=ρL,就可算出1 cm2膜的電阻恰恰就是該膜的面電阻,這樣就使人造成誤會,
把面電阻認作是單位膜面積的電阻了.面電阻在數值上等于單位膜面積時的電阻不應理解為就是單位膜面
積的電阻,如這樣理解,那么10 cm2的膜的電阻應為1 cm2膜的10倍了,這顯然是錯誤的,因為導體的電阻
與其面積是成反比的.
最后,特別提醒讀者,面電阻的單位為Ψ·cm2,而不是Ψ/cm2.
(葛道才 供稿)
