Przewodnictwem elektrolitycznym zajmuje sfę dział chemii zwany elektrochemią. Przewodzenie prądu w roztworach odbywa się za pośrednictwem jonów, czyli inaczej niż w przypadku metali, przez które prąd przepływa dzięki bardzo ruchliwym elektronom. Z tego powodu przewodnictwo roztworów jest znacznie gorsze niż metali, jest bowiem uzależnione od prędkości wędrówki obecnych w roztworze jonów elektrycznie naładowanych cząstek, które na swej drodze muszą pokonywać opory tarcia ośrodka i inne utrudnienia. Wraz ze wzrostem temperatury ośrodka (roztworu) maleje jego lepkość i tym samym przepływ jonów staje się swobodniejszy. Przepływ jonów w roztworze uzależniony jest także od ich wielkości i właściwości. Z tego powodu różne przewodnictwo właściwe będą wykazywały różne roztwory. Opór, jaki napotyka prąd elektryczny przepływając przez roztwór, zależy od własności roztworu, wymiarów geometrycznych naczynia, powierzchni i rodzaju elektrod, oraz temperatury. Jednostką przewodnictwa jest simens (S). Nazwa jednostki została nadana na cześć niemieckiego elektrotechnika i przemysłowca Ernsta Wernera von Siemensa. Simensy wyraża się w omach (1/Ω) Przewodnictwo metali ze względu na mały opór mierzy się w nieco odmienny sposób niż przewodnictwo elektrolitów. Przekrój mierzonego przewodnika określa się w milimetrach kwadratowych, a jego długość w metrach. Mierząc przewodnictwo elektrolitów (wody) przekrój przewodnika mierzymy w centymetrach kwadratowych, a jego długość w centymetrach. Jeżeli zbudowalibyśmy zbiorniczek w kształcie sześcianu o wewnętrznym boku 1 centymetra i dwie przeciwległe ścianki wykonali z metalu a pozostałe ze szkła, to właśnie po nalaniu doń wody lub innego elektrolitu otrzymalibyśmy „przewodnik” o przekroju 1 cm² i długości 1 cm. Przykładając do metalowych boków takiego zbiorniczka napięcie 1 V i uzyskując przepływ prądu 1 A, opór elektryczny czyli rezystancja tego „przewodnika” byłaby równa jednemu omowi. Biorąc pod uwagę, że przewodnictwo czyli konduktacja jest odwrotnością oporu elektrycznego czyli rezystancji, w naczyńku tym, stanowiącym swoisty „przewodnik”, pojawi się przewodność czyli konduktacja równa jednemu simensowi 1/Ω. Jeżeli w naczyńku będzie się znajdował ściśle określony roztwór – elektrolit, to otrzymamy przewodność właściwą (dla danego ściśle określonego roztworu) zwaną inaczej konduktywnością. Konduktywność roztworów mierzy się simensem na cm. (Konduktywność metali mierzy się simensem na metr)
Konduktywność roztworu = 1/1Ω x 1cm = 1Ω-1 x 1cm-1
Używając naczyń do pomiaru konduktywności z zanurzonymi w roztworze elektrodami musimy wyznaczyć tak zwaną pojemność oporową takiego naczynia. Przyczyną tego jest fakt, że pole przewodzenia w roztworach rozkłada się podobnie jak pole magnetyczne, albowiem prąd nie płynie w linii prostej od elektrody do elektrody, lecz także pomiędzy odwrotnymi stronami elektrod. Z doświadczeń wiadomo, że drogą prostych obliczeń nie da się ustalić przy użyciu takiego naczynia konduktywności. Przeto używając roztworu o znanym przewodnictwie właściwym drogą pomiaru i przeliczeń ustalamy pojemność oporową, czyli tak zwaną stałą naczynia, która odzwierciedla kształt geometryczny naczynia. Podczas pomiarów przewodnictwa właściwego nieznanych roztworów otrzymane wyniki przemnażamy przez stałą naczynia. Dla uniknięcia niekorzystnych zjawisk pojawiających się podczas pomiarów, a to polaryzacji i pojemności elektrycznej, używa się zawsze elektrod platynowych, pokrytych czernią platynową, a pojemność elektryczną naczynia pomiarowego równoważy się nastawnym kondensatorem o zmiennej pojemności. Do dokładnych pomiarów przewodnictwa elektrolitycznego używa się urządzeń nazywanych mostkami Wheatstone’a i różnych jego modyfikacji jak mostek Kohlrauscha, mostek Jonesa i Josephsa, mostek z bareterami. Konstrukcja naczyń pomiarowych jest bardzo różnorodna i jest zależna od potrzeb i możliwości wykonawczych. Naczynia wykonywane są ze szkła obojętnego. Do pomiarów używa się niskich prądów przemiennych o tym większej częstotliwości, im większe jest przewodnictwo. Do przewodnictw poniżej 1 µS używa się prądu stałego. Prądu stałego używa się także w niektórych pomiarach roztworów chlorków lub siarczanów. Elektrody są wtedy wykonane z rtęci, i chlorku rtęci, lub rtęci i siarczanu rtęci. Pomiar przy pomocy prądu stałego nie ma zastosowania w akwarystyce. W laboratoriach do rutynowych analiz wykorzystuje się solomierze czyli konduktometry laboratoryjne. W procesach technologicznych używa się solomierzy działających na tej samej zasadzie co laboratoryjne. Są one wbudowane do instalacji technologicznych i wyposażone w układ kompensujący wpływ zmian temperatury. Solomierze laboratoryjne i techniczne mają układ jednoszeregowy. Układ taki jest łatwy do odwzorowania dla celów akwarystycznych. Przy budowie amatorskiego solomierza musimy pamiętać o zjawisku nazywanym polaryzacją elektrod. W skrócie zjawisko polega na wytraceniu równowagi na skutek przepływu prądu. Na powierzchni elektrod wydzielają się jony zarówno rozpuszczalnika, to znaczy wody, jak i jony substancji rozpuszczonej. Wydzielane jony tworzą na elektrodach rodzaj źle przewodzącej poduszki. Dodatkowo w obrębie elektrod powstaje rozrzedzenie elektrolitu wywołane nienadążaniem wyrównywania się stężenia elektrolitu. Procesy te zwiększają się wraz ze wzrosłem gęstości prądu. Proces ten można zmniejszyć przez zwiększenie powierzchni elektrod z równoczesnym ich oddaleniem, oraz bezwzględne stosowanie prądu zmiennego o odpowiedniej częstotliwości. Sporządzając solomierz według dalej podanych wytycznych unikamy wielu problemów z którymi muszą się borykać ci, którzy posługują się mostkami przy użyciu naczyń pomiarowych. Konduktometr, czyli solomierz laboratoryjny jest przyrządem pracującym z dokładnością plus minus dwu procent. Składa się on z magneto-elektrycznego ustroju pomiarowego w postaci mikroamperomierza ze skalą o rozwartości co najmniej 150°, zasilacza składającego się z transformatorka, stabilizatora napięcia, generatora częstotliwości 80 Hz i generatora częstotliwości 3000 Hz (3 kHz). Ustrój pomiarowy jest mostkowany opornikami manganinowymi włączanymi przełącznikiem wielopozycyjnym. W obwód ustroju pomiarowego wbudowany jest prostownik w układzie Graetza. Napięcie mierzone na wyjściu zasilacza wynosi 0,2 V. Z mikroamperomierzem szeregowo połączony jest czujnik pomiarowy, zbudowany z trzech pierścieni platynowych, pokrytych czernią platynową, celem zmniejszenia efektów polaryzacyjnych. Pomiar przewodnictwa tym przyrządem polega na pomiarze spadku napięcia występującego na elektrodach (pierścieniach) czujnika pomiarowego, zanurzonego w badanym roztworze. Używając roztworu o znanym przewodnictwie wyznacza się stałą czujnika pomiarowego. Wartość odczytaną na skali mikroamperomierza mnożymy przez stałą czujnika i zakres pomiarowy wskazany przez wielopozycyjny przełącznik zakresów. Otrzymany wynik jest wartością przewodnictwa mierzonego w mili- lub w mikrosimensach. Ze względu na to, że fabryczne konduktometry są w Polsce bardzo trudno dostępne, można samemu zbudować przyrząd wystarczająco dokładny dla celów akwarystycznych. W przyrządach fabrycznych do budowy czujników stosowana jest zawsze platyna. Robiąc czujnik z innego materiału musimy pamiętać, że im większa wartość prądu przypadająca na określoną powierzchnię, tym większa będzie reakcja pomiędzy elektrolitem a elektrodą i tym większy będzie błąd w pomiarze. Dlatego materiał zastępujący platynę musi wykazywać możliwie największą neutralność. Aby zmniejszyć obciążenie elektrod, zwiększamy ich powierzchnię do możliwie największych rozmiarów. Spowoduje to oczywiście większy przepływ prądu w elektrolicie, dlatego zwiększając powierzchnię elektrod, chcąc utrzymać przepływ prądu na tym samym poziomie, musimy odpowiednio zwiększyć odległość pomiędzy elektrodami. Według podanego opisu w pierwszej połowie lat sześćdziesiątych członkowie Sekcji Młodzieżowej PZMA w Katowicach zbudowali kilka przyrządów, których sprawność była zadowalająca. Tabela roztworów do, cechowania skali solomierzy przy użyciu chlorku sodowego (NaCl) czystego do analiz i wody destylowanej Uwaga: Poniższe dane są właściwe w temperaturze 20°C
Ilość mg NaCl/1 l H2O
Roztwór do oznaczania w ml solanki wody destylowanej
Konduktywność w µS (średnia uzyskana z 10 pomiarów)