No hi ha una fórmula de conversió absoluta universalment aplicable entre conductivitat (EC) i pH, perquè la conductivitat reflecteix la conductivitat total de tots els ions carregats en una solució, mentre que el pH només reflecteix l'activitat dels ions d'hidrogen (H⁺). La relació entre ambdós depèn molt de la composició específica de la solució (per exemple, tipus d'àcid/base, força iònica, temperatura, etc.).
Tanmateix, en escenaris específics, la conversió es pot realitzar mitjançant derivacions teòriques o fórmules empíriques. Els escenaris habituals i les fórmules corresponents són els següents:
1. Aigua pura/Aigua ultrapura (p. ex., aigua d'alta-puresa de centrals elèctriques) Escenari
En l'escenari específic d'aigua ultrapura (CO₂≈0) amb amoníac afegit per ajustar el pH, hi ha una relació matemàtica definida entre la conductivitat i el pH (derivada a partir de l'equilibri d'ionització d'amoníac i la conductivitat molar limitant dels ions):
Conversió de pH a conductivitat (κ): pH=8.566 + lg(κ) (Nota: κ és la conductivitat, unitat μS/cm, aplicable a pH 7,5~10,5, i κ és molt més gran que la conductivitat del catió).
Conversió de conductivitat (κ) a pH: κ=10^(pH - 8.566) (Unitat: μS/cm).
2. Solucions àcids forts/bases forts (estimació teòrica) Escenari
En condicions ideals on els àcids forts (per exemple, H₂SO₄) o les bases fortes (per exemple, NaOH) estan completament dissociats i els coeficients d'activitat s'ignoren, la conductivitat es pot estimar a partir de la concentració d'ions i la conductivitat molar limitant, i després es pot inferir el pH. Tanmateix, no hi ha una fórmula única; els càlculs s'han de realitzar per separat segons les contribucions d'ions (p. ex., κ=Σ(λ_i × c_i) × 10^3, i després combinar-se amb pH=-lg[H⁺] per inferència).
3. Escenari general de qualitat de l'aigua/estimació empírica
Sense conversió directa: per a mostres d'aigua reals amb composicions complexes (per exemple, aigua natural, aigües residuals), a causa de la presència de múltiples ions desconeguts, la conductivitat no es pot convertir directament del pH; són necessàries mesures separades dels instruments.
Precaucions:
Totes les fórmules anteriors tenen condicions estrictes aplicables (com ara la temperatura específica i la composició iònica específica). En aplicacions d'enginyeria reals, s'han de verificar juntament amb les propietats químiques del medi específic o convertir-se mitjançant l'algorisme dedicat-integrat de l'instrument.