224 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度班级：2010级1班学号：20105051181 姓名：芦洋成绩：一、实验目的1、了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；2、掌握电导率仪的使用方法；3、用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。
二、实验原理由具有明显“两亲”性质的分子组成的物质称为表面活性剂。
这一类分子既含有亲油的足够长的（大于10个碳原子）烃基，又含有亲水的极性基团（离子化的）。
如肥皂和各种合成洗涤剂等。
表面活性剂分子都是由极性和非极性两部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三大类：1、阴离子型表面活性剂：如羧酸盐（肥皂，C17H35COONa），烷基硫酸钠（十二烷基硫酸钠，CH3(CH2)11SO4Na），烷基磺酸盐（十二烷基苯磺酸钠，CH3(CH2)11C6H5SO3Na）等。
2、阳离子型表面活性剂：主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺（RN(CH3)2HCl）和十二烷基二甲基氯化胺（RN(CH3)2 Cl）。
3、非离子型表面活性剂：如聚氧乙烯类（R-O-(CH2CH2O)nH）。
当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在水溶液表面，而且达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成胶束(图1)；随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束还可能转变成棒形胶束，以至层状胶束。
如图2所示。
后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。
表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。
在CMC 点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质（如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等）与浓度的关系曲线出现明显转折，如图3所示。
这个现象是测定CMC 的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。
本实验通过测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导率，并作电导率-浓度关系图，由图中的转折点即可求出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。
三、仪器和试剂DDS-6700型电导率仪 容量瓶(100mL)DJS-1A 型铂黑电极 移液管(5mL ，10mL ，20mL ，50mL) 恒温水浴 十二烷基硫酸钠(分析纯) 烧杯 试管（大） 四、实验步骤1、将0.020mol ·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度分别为0.002,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016,和0.018 mol ·L-1图2 胶束的球形结构和层状结构示意图图3 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系的溶液；2、开通电导率仪和恒温水浴的电源预热20min ，调节恒温水浴温度至25℃；3、用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度一、实验目的1、用电导法测定阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度(CMC)，加深对表面活性剂性质的理解。
2、掌握电导仪的使用方法。
3、了解测量CMC的各种实验方法。
二、实验原理本实验通过水溶性表面活性剂的临界胶束浓度的测定掌握一些电化学测定方法。
表面活性剂是具有明显“两亲”性质的分子，既含有亲油的长链或支链（大于10-12个碳原子）非极性烷基，称为尾基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的) ，称为头基。
若按离子的类型分类，可分为三大类：①阴离子型表面活性剂②阳离子型表面活性剂③非离子型表面活性剂当表面活性剂溶于水中后，低浓度时呈分子状态分散在水中。
当溶液浓度增加到一定程度时，许多表面活性剂分子不但定向地吸附在水溶液表面，而且还会在溶液中发生定向排列而形成胶束。
随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束还可能转变成棒形胶束，以至层状胶束。
后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。
表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。
在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质(如表面张力、蒸气压、电导率、渗透压、浊度、增溶作用、去污能力、光学性质等) 与浓度的关系曲线出现明显转折，如图1所示。
这个现象是测定CMC的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特性。
只有在表面活性剂的浓度稍高于其临界胶束浓度时，才能充分发挥其作用（润湿、乳化、去污、发泡等）, 所以CMC是表面活性剂的一种重要量度。
图2 表面活性剂水溶液的物理性质和浓度关系浓度表面活性剂溶液的性质测定表面活性剂溶液的CMC 有各种方法，如表面张力法、电导法、染料法、增溶作用法等。
对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导率k 、摩尔电导率Λm 随浓度的变化规律和强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导急剧下降（如图2、3）。
【7A文】大学物理化学实验报告-电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
实验名称电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度日期20XX.6.26班级11应化2姓名李阳学号1131222成绩一、目的和要求1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；2.掌握电导率仪的使用方法；3.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。
二、基本原理1.表面活性剂是一类具有“两亲”性质的分子组成的物质，其分子由极性和非极性两部分组成。
按离子的类型可分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂三大类；2.当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在水溶液表面，而且达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成胶束(图1)；3.随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束还可能转变成棒形胶束，以至层状胶束。
如图2所示。
后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。
图2胶束的球形结构和层状结构4.表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。
在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质与浓度的关系曲线出现明显转折，如下图所示。
图325℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度关系5.本实验通过测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导值，作电导率-浓度关系图，由图中的转折点即可求出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。
三、仪器、试剂DDS-6700型电导率仪DJS-1A型铂黑电极恒温水浴容量瓶(100mL)移液管氯化钾(分析纯)十二烷基硫酸钠(分析纯)试管四、实验步骤1.了解和熟悉DDS-6700型电导率仪的构造和使用注意事项;2.用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1的KCl标准溶液；3.十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后，用电导水或重蒸馏水准确配成0.100mol·L-1的溶液；4.将0.100mol·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度为0.002、0.004、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.014、0.016、0.018和0.020mol·L-1的溶液各100ml；5.开通电导率仪和恒温水浴的电源预热20min。
表面活性剂临界胶束浓度的测定电导法
移液管和容量瓶
用于配制不同浓度的表面活性剂溶液。
03
实验步骤
电导率仪的校准
准备标准溶液
准备已知电导率的标准溶液，用于校准电导率 仪。
校准步骤
将电导率仪的电极浸入标准溶液中，按照仪器 说明书进行校准操作。
校准结果
记录校准结果，确保电导率仪准确度符合要求。
溶液的配置
准备表面活性剂溶液
实验原理
电导法
通过测量电导率随浓度的变化，确定表面活性剂的临界胶束浓度。由于表面活性剂在达到临界胶束浓度前后，其 电导性会发生显著变化，因此可以通过测量电导率的变化来确定临界胶束浓度。
实验步骤
配置不同浓度的表面活性剂溶液，测量其在不同浓度下的电导率，绘制电导率与浓度的关系曲线，确定临界胶束 浓度。
测量电导率
将电极浸入待测溶液中，按照电导率仪说明书进 行测量操作。
3
记录数据
记录测量的电导率数据，并进行分析和处理。
04
数据处理与分析
数据记录与整理
原始数据
记录实验过程中测量的原始电导率数 据，包括不同浓度下的电导率值。
数据整理
将原始数据整理成表格，方便后续分 析。
临界胶束浓度的计算
绘制电导率与浓度的关系图
表面活性剂临界胶束 浓度的测定电导法
目录
• 引言 • 实验材料与设备 • 实验步骤 • 数据处理与分析 • 结论
01
引言
目的和背景
目的
确定表面活性剂的临界胶束浓度（CMC），了解其在不同浓度下的电导性变化。
背景
表面活性剂是一类能够显著降低溶剂表面张力或界面张力的物质，广泛应用于 洗涤、化妆品、制药等领域。临界胶束浓度是表面活性剂溶液从非胶束状态转 变为胶束状态时的浓度，是表面活性剂的重要参数之一。
表面活性剂临界胶束浓度的测定-电导法
It is a source of sustainable, sustainable and eco-sustainable
It is a source of sustainable, sustainable and eco-sustainable рам
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深入研究影响实验结果的各种因素，如温度、离 子强度等，以优化实验条件，提高测定准确度。
03 深入研究机理
深入探究表面活性剂形成胶束的机理以及电导性 变化的原因，有助于更全面地理解表面活性剂的 聚集行为和性质。
THANKS
感谢观看
理论价值
本实验方法可为相关领域的研究提供一种有效的测定手段，有助于推动表面活性 剂相关理论的发展和完善。此外，本实验结果还可以为其他研究提供参考和借鉴 ，促进相关领域的进步。
对未来研究的建议
01 拓展应用范围
进一步探究电导法在测定其他类型表面活性剂临 界胶束浓度的应用，以扩大该方法的应用范围。
02 优化实验条件
分析实验结果
根据实验结果，分析表面活性剂的临 界胶束浓度与电导率之间的关系，并 得出结论。
04
结果与讨论
实验结果
实验数据
通过电导法测定了不同表面活性剂的 临界胶束浓度，并记录了相应的电导 率数据。
数据整理
将实验数据整理成表格，列出各种表 面活性剂的临界胶束浓度和对应的电 导率。
结果分析
01
规律性分析
测量电导率
01 校准电导率计
在进行电导率测量之前，需要先对电导率计进行 校准，以确保测量结果的准确性。
02 测量不同浓度溶液的电导率
电导法测定水溶液表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶液表面活性剂的临界胶束浓度
1．打开超级恒温水浴槽电源开关，将温度调至25℃。
2．在11只25ml比色管中分别移取1.25、2.50、5.00、7.50、10.00、12.50、15.00、17.50、20.00、22.50、25.00ml十二烷基硫酸钠（0.02 M），分别配制0.001、0.002、0.004、0.006、0.008、0.010、0.012、0.014、0.016、0.018、0.020M的待测溶液，然后分成两组用皮筋扎起放入恒温水槽中恒温15min。
3．打开电导率仪电源开关，预热15min将电导池常数旋钮调至电极标明的数值。
4．用电导率仪由低到浓的顺序依次测定样品的电导率，每个浓度测量三次数值。
5．测完后关闭电导率仪电源开关以及超级恒温水浴槽电源开关，将被测溶液倒入废液回收处。
6．实验数据处理。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度ppt课件
五、 数据记录和处置
1. 实验数据记录表
实验温度：
大气压：
浓度/mol·L-1 电导率
浓度/mol·L-1 电导率
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
ห้องสมุดไป่ตู้
五、 数据记录和处置
2、以K—C作图，求CMC； 3、以 m — C 作图，求CMC；
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
二、实验原理
明显“两亲〞性质的分子，即含有亲油的足够 长的(大于10～12个碳原子)烃基，又含有亲水的极性 基团。由这一类分子组成的物质称为外表活性剂，外 表活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的。
外表活性剂进入水中，在低浓度时呈 分子形状，并且三三两两地把亲油基团靠 拢而分散在水中。当溶液浓度加大到一定 程度时，许多外表活性物质的分子立刻结 合成很大的集团，构成〞胶束〞。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
本卷须知
1. 测定水溶液电导时要按从稀到浓的顺序来测。 2. 配制溶液时必需保证浓度的准确性。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
思索题
1. 非离子型外表活性剂能否用本实验方法测定临 界胶束浓度？假设不能，那么可用何种方法测 之？
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验原理
前者就是外表活性剂分子吸附在界面上，其结 果是降低界面张力,构成定向陈列的单分子膜，后者 就构成了胶束。由于胶束的亲水基方向朝外，与水 分子相互吸引，使外表活性剂能稳定溶于水中。
本实验利用DDS型电导仪测定不同 浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值 (也可换算成摩尔电导率)，并作电导值 (或摩尔电导率)与浓度的关系图，从图 中的转机点求得临界胶束浓度。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验报告
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验报告电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验十七电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度一、目的要求1．用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度2．了解表面活性剂的特性及胶束形成原理3．掌握电导仪的使用方法二、基本原理表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。
在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质（如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等）同浓度的关系曲线出现明显的转折，如图1所示。
这个现象是测定CMC的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。
表面活性剂成为溶液中的稳定分子可能采取的两种途径：1、是把亲水基留在水中，亲油基伸向油相或空气；2、是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起，以减少亲油基与水的接触面积。
前者就是表面活性剂分子吸附在界面上，其结果是降低界面张力，形成定向排列的单分子膜，后者就形成了胶束。
由于胶束的亲水基方向朝外，与水分子相互吸引，使表面活性剂能稳定地溶于水中。
在溶液中对电导有贡献的主要是带长链烷基的表面活性剂离子和相应的反离子，而胶束的贡献则极为微小。
从离子贡献大小来考虑，反离子大于表面活性剂离子。
当溶液浓度达CMC时，由于表面活性剂离子缔合成胶束，反离子固定于胶束的表面，它们对电导的贡献明显下降，同时由于胶束的电荷被反离子部分中和，这种电荷量小，体积大的胶束对电导的贡献非常小，所以电导急剧下降。
对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导急剧下降，这就是电导法测定CMC的依据。
本实验利用电导仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值（或摩尔电导率），并作电导值（或摩尔电导率）与浓度的关系图，从图中的转折点即可求得临界胶束浓度。
三、实验步骤1．调节恒温水浴温度至25℃2．吸取10ml的0.02 mol〃dm-3十二烷基硫酸钠溶液于100ml 烧杯中，依次移入恒温后的电导水2ml、3ml、5ml、5ml、5ml、5ml、10ml、10ml、10ml、20ml，搅拌，分别测其电导率。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
以胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较 稳定的。表面活性物质在水中形成胶束所需的最低 稳定的。表面活性物质在水中形成胶束所需的最低 浓度称为临界胶束浓度， 浓度称为临界胶束浓度，以CMC (critical micelle 称为临界胶束浓度
实验目的
思考题
五、 数据记录和处理
1. 试验数据记录表
实验温度： 浓度/mol·L-1 浓度 电导率 浓度/mol·L-1 浓度 电导率 大气压：
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤
演
示
注意事项
思考题
五、 数据记录和处理
2、以K—C作图，求CMC； 3、以 Λ m
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤
演
示
注意事项
思考题
四、实验步骤
1. 用电导水或重蒸馏水准确配制 0.002， 0.006， ， ， 0.007 ， 0.008 ， 0.009 ， 0.010 ， 0.012 ， 0.014 ， 0.018， 0.020 mol·L-1 的十二烷基硫酸钠溶液各 ， 50mL。储备液浓度为 0.050 mol·L-1。 。 2. 开通电导率仪和恒温水浴的电源预热 20min。调节恒温水浴温度至 ℃。 。调节恒温水浴温度至25℃
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
三、仪器试剂
DDS 电导率仪一台； 电导率仪一台； 容量瓶(50mL) 12只； 容量瓶 只 仪器： 仪器： 260型电导电极一支； 型电导电极一支； 型电导电极一支 温水浴一套； 温水浴一套； 分析天平1台 分析天平 台
试剂：十二烷基硫酸钠(分析纯) 试剂：十二烷基硫酸钠(分析纯)
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
3. 非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临界胶 束浓度？为什么？若不能，则可用何种方法测定？ 束浓度？为什么？若不能，则可用何种方法测定？
填空题： 填空题：
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(1) 表面活性剂分子都是由 两部分组成的， 和 两部分组成的，若按离子 的类型分类， 三大类。 (参考答案 参考答案) 的类型分类，可分为 、 和 三大类。 参考答案 (2)表面活性剂溶入水中后，在低浓度时呈 表面活性剂溶入水中后， 表面活性剂溶入水中后 。当溶液浓度增 加到一定程度时， 加到一定程度时，形成 。以胶束形式存在于水中的表 面活性物质比较 。表面活性物质在水中形成胶束所需 称为临界胶束浓度。 (参考答案 参考答案) 的 称为临界胶束浓度。 参考答案 (3)用于测定 的电极称为电导电极，常用的电导电极有“ 用于测定 的电极称为电导电极，常用的电导电极有“光 二种形式， 亮 ” 和 “ 铂黑 ” 二种形式 ， 光亮的电导电极必须贮存在 的地方， (参考答 的地方，铂黑电极必须贮存在 中。 参考答
5. 本实验通过测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电 导值，作电导率-浓度关系图 浓度关系图， 导值 ， 作电导率 浓度关系图 ， 由图中的转折点即可求 出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。 出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。
DDS-307型电导率仪 DDS-307型电导率仪 DJSDJS-1C型铂黑电极 容量瓶(2000mL) 容量瓶(2000mL) 容量瓶(50mL) 容量瓶(50mL) 锥形瓶(50mL) 锥形瓶(50mL) 移液管( 移液管(5mL) 移液管(10mL) 移液管(10mL) 氯化钾(分析纯) 氯化钾(分析纯)
仪器试剂
1 台 1 支 1 只 12只 12只 1 只 1 支 1 支
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5.溶液电导率的测定 调量程钮至“Ⅲ”,用电导率仪从稀到浓分别测定
上述各溶液的电导率。测第一个溶液时，用少量
蒸馏水荡洗电导电极和大试管2次,再用适量待测 溶液荡洗电导电极和大试管2～3次。[测以后各溶 液时不要用水荡洗] 。每个待测溶液必须预恒温 10 min以上，装入试管中再恒温5 min才能开始
本实验利用DDS-307型电导率仪测定不同浓度的十 二烷基硫酸钠水溶液的电导率(也可换算成摩尔电 导率),并作电导率(或摩尔电导率)与浓度的关系图, 从图中的转折点即可求得临界胶束浓度(参见图2)。
图2 十二烷基硫酸钠水溶液电导率与浓度ห้องสมุดไป่ตู้关系
三.仪器与试剂 [注意按实际使用的记录] 四.实验步骤
3. 临界胶束浓度的测定
在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化 学性质(如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学 性质等)同浓度的关系曲线出现明显的转折,如图1 所示。这个现象是测定CMC的实验依据,也是表 面活性剂的一个重要特征。 。
浓度/mol.L-1 图1 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系
测量,每隔3分钟测量1次,共测3～4次。注意：同
一溶液电导率的相对测量偏差不能超过5%。
6. 调节恒温水浴温度至40.0℃。重复上列3～ 5步测定40.0℃时各溶液的电导率。
1. 0.050 mol· -3的原始溶液的配制。 dm (此项工作已由实验室完成) 2. 溶液配制
[建议移取原始溶液用定量法而不用差减法， 定容前尽量减少产生泡沫，定容后要充分 摇匀]
3.电导率仪校正 开启电导率仪电源开关,预热约30分钟后,进行校 准。将量程钮调至检查,调常数钮使其指向“1” 刻度线[电导池常数1cm-1为仪器的设计要求],调 温度补偿钮至测定温度(如30),调节校准钮,使仪 器显示100.0 μs/cm,至此校准完毕。[按设计要求 校准]
2.24 电导法测定水溶性表面活 性剂的临界胶束浓度
一.目的要求 1. 用 电 导 法 测 定 十 二 烷 基 硫 酸 钠 的 临
界胶束浓度.
2.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理.
3.掌握DDS-307型电导率仪的使用方法.
二. 基本原理
1. 表面活性剂
能使水的表面张力明显降低的物质称为表面活性剂。 这类物质含有亲水（极性）基团和亲油（非极性） 基团。 阴离子型[如CH3(CH2)11SO4Na ] 离子型 阳离子型[如C12H25N (CH3)3Cl] 表面活性剂 非离子型[如聚氧乙烯类 R-O-(CH2CH2O-)n-H ]
2. 临界胶束浓度(critical micelle concentration)
表面活性剂进入水中,在低浓度时呈分子状态分散在 水中。当溶液浓度加大到一定程度时,许多表面活 性剂的分子把亲油基团靠拢而结合成很大的集团， 称为胶束。
表面活性剂在水中形成胶束所需的最低浓度称为临 界胶束浓度(critical micelle concentration),以CMC 表示。
4.电导池常数测定
用0.01 mol· -3KCl标准溶液测定电导池常数(亦称 dm 电极常数)。方法如下:用0.01mol· -3KCl标准溶液 dm 荡洗电导电极和大试管三次后,倒入KCl标准溶液至淹 没电导电极[建议液面高出金属片约1cm] ；置于恒温 水浴(30℃)中恒温10min [试管中液面要低于水浴液 面] ，调量程钮至“Ⅲ” [Ⅲ量程为2000 μs/cm] ；调 常数钮使显示值与标准溶液的电导率值完全相同(如 在30.0℃时0.01 mol· -3 KCl标准溶液的电导率值 dm 为0.1552 S/m即1552 μs/cm)；最后将量程钮调至检 查,此时的显示值即对应电极常数。[此步为电导率仪 的第二次校准]