Prctica N 06

CONDUTIVIDAD ELECTRICADETERMINACION DE LA CONSTANTE DE CELDADETERMINACION DE LA CONDUCTIVIDAD ELECTROLITICA

I. GENERALIDADES

Laconductividad elctricala podemos definir como la capacidad de un cuerpo, de permitir el

Paso de la corriente elctrica a travs de s. La conductividad elctrica puede presentarse en los diferentes estados de la materia, como el estado lquido, slido y gaseoso. A continuacin, solo se considerar las disoluciones acuosas, que utilizan agua lquida como solvente.

La Conductividad en este tipo de disolucin est relacionada con la presencia de solutos inicos en el disolvente, cuya disociacin genera iones positivos y negativos capaces de transportar la corriente elctrica a travs de la solucin.

La conductividad elctrica de una solucin se define, simplemente, como el inverso de la resistencia elctrica que se observa en la solucin, al circular corriente en condiciones reguladas. Si bien las unidades bien podran ser-1(ohm inversos), por razones histricas, se defini la unidad Siemens, abreviado "S" y se le encuentra a menudo precedida de modificadores de orden, ms frecuentemente micro (es decir, una millonsima, m S) que mili (es decir, una milsima, mS). Al trabajar en soluciones, es preciso identificar la longitud a travs de la que se mide la conductividad, de modo que la unidad habitual de conductividad de soluciones resulta ser m S/cm y la especie se cita como conductividad.

II. MATERIALES

1. EQUIPO Conductimetro de 60-1000 ciclos/seg. Celdas de conductividad de inmersin y/o tipo vasija Termmetro de 0-100C Balanza analtica

2. MATERIALES DE VIDRIO

Vaso de precipitado de 150ml. Pipeta de 1-10 ml. Fiola de 100 ml.

DIAGRAMA ESQUEMATICO

AGITADOR MAGNETICOTITULANTEELECTRODO DE REFERENCIAPEACHIMETROSOLUCION PROBLEMATERMOMETROCELDA DE INMERSIONCONDUCTIMETRO

3. REACTIVOS

Cloruro de potasio Solucin de cido clorhdrico 0.1N y 0.01N Solucin de cido actico 0.1N y 0.01N Solucin de hidrxido de sodio 0.1N y 0.01N Solucin de hidrxido de amonio 0.1N y 0.01N

III. PROCEDIMIENTO

3.1 Determinacin de la constante de celda (d/A):

Preparar 100 ml de KCl 0.01N, pesando exactamente 0.0745 g de KCl disolver en una fiola de 100 ml y enrasar con agua destilada. Preparar las celdas de conductibilidad (lavarlas y secarlas convenientemente) En caso de emplear la celda de conductibilidad tipo vasija, llenar la celda con solucin de KCl 0.01N hasta cubrir suficientemente los electrodos. En caso de emplear la celda de inmersin, se deposita la solucin de KCl 0.01N en un vaso de 150 ml luego se sumerge la celda en dicha solucin. Medir la conductancia o resistencia de la solucin, igualmente medir la temperatura. Mediante el valor de la temperatura se determina la conductibilidad especfica y conociendo la conductancia se calcula la constante de celda.3.2Determinacin de la conductancia especifica Lavar y secar un vaso de precipitados de 150 ml Hacer contener la solucin problema en un vaso de precipitados Medir la conductancia de la muestra problema como tambin la temperatura. Asumiendo que se conoce la constante de celda se determina la conductividad especfica.IV. RESULTADOS

MUESTRAL(SIEMENS)TEMPERATURACL (SIEMENS)TEMPERATURAC

0.1 N0.01N

HCL0.00158220.0003624

Ac. Actico0.0305230.0000224

NH4(OH)0.0307230.0112423

Na(OH)0.0002240.00013623

A la variacin de la conductividad con la concentracin para distintos electrolitos. El comportamiento general es el mismo para todos los electrolitos. Existe un aumento inicial de la conductividad a medida que aumenta la concentracin hasta un valor mximo, lo que se explica por existir un mayor nmero de iones dispuestos para la conduccin. A partir de un determinado valor de concentracin, la conductividad comienza a disminuir, debido a que las interacciones asociativas entre los iones dificultan la conduccin de la corriente.

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESLa conductividad en los electrlitos fuertes como el HCl y NaOH es mucho mayor que la conductividad de los electrlitos dbiles como el cido actico.A medida que la concentracin disminuye, las conductividades equivalentes aumentan debido a que los iones cargados no pueden ejercer influencia unos sobre otros al moverse hacia los electrodos, esto especialmente en soluciones de electrlitos dbiles.La conductividad equivalente del electrlito dbil (cido actico) disminuye rpidamente al aumento de la concentracin de la solucin debido a que este cido se disocia ms a mayor dilucin por lo que a una mayor concentracin la presencia de iones ser mnima.La conductividad elctrica (l) como la conductividad especifica (K) disminuyen con la dilucin, no siendo as la conductividad equivalente ( ); la cual aumenta con la dilucin, en nuestro caso es notorio ya que se trabaja con el cido actico el cual es un electrlito dbil, esto se verifica en la grfica vs. NEl grado de disociacin de los iones aumenta con la dilucin, es por eso que en una dilucin infinita la conductividad la conductividad infinita depende de lavelocidadde los iones, as como latemperaturaa la que se trabaja ya que a mayor temperatura aumentara.Para la prctica es recomendable el uso de agua destilada lo ms pura posible para evitar la presencia de cualquier sustancia extraa en la solucin que puede producir variaciones en el valor de la conductividad.El electrodo para la medicin deber ser lavado muy bien y totalmente secado para evitar que lleve impurezas a las dems soluciones.La temperatura debe ser mantenida constante para evitar, tambin errores en la toma de las conductividades de las diferentes soluciones.Antes de utilizar el conductimetro con las soluciones y diluciones se debe estandarizar a la temperatura observada.Debe valorarse cuidadosamente cada solucin para obtener una concentracin precisa de cada solucin.Evitar que el electrodo toque el fondo de la probeta o sus paredes; porque podra medir la conductividad delvidrio.

VI. CUESTIONARIO

1. Defina constante de celda

La constante de celda es el producto de la distancia que existe entre un electrodo y otro, con la inversa del rea que ocupa este electrodo. La constante de celda tambin se define como el cociente entre la longitud y el rea (ambos en centmetros) y es caracterstica de cada conductor y constante para cada aparato. La constante de celda se calibra mediante disoluciones de concentracin conocida.

2. Defina conductancia

La conductividad elctrica es una medida de la capacidad de una solucin para permitir para permitir el paso de la corriente elctrica.Las soluciones de electrolitos conducen la corriente elctrica por migracin de iones la influencia de un gradiente de potencial. Los iones se mueven a una velocidad que depende de su carga y tamao, la viscosidad microscpica del medio y la magnitud del gradiente del potencial. Al igual que un conductor metlico las soluciones electrolticas obedecen a la ley de Ohm.

3. Defina conductividad especifica

La conductividad especifica es la conductividad k que se define como el reciproco de la resistencia de Ohm de 1 cm3 de lquido a una temperatura especifica. La unidad de conductividad es ohm/cm o S/cm. La conductancia observada de una solucin depende inversamente de la distancia entre los electrodos y directamente de su rea (A).

4. Por qu el potencial suministrado por el conductimetro debe ser corriente alterna?En algunos casos para permitir la medida de intensidades superiores a las que podran soportar los delicados devanados y rgano mecnicos del aparato sin destruirse se les dota de un resistor de muy pequeo valor colocado en paralelo con el devanado de forma que solo pase por este una fraccin de la corriente principal. A este resistor adicional se denomina shunt.Aunque la mayor parte de la corriente pasa por la resistencia de la derivacin la pequea cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la intensidad total por lo que al utilizar esta proporcionalidad el galvanmetro se puede as emplear para medir intensidades de varios cientos amperios.

5. Por qu los electrodos de las celdas de conductibilidad deben ser de platino-platinizado?

El uso del platino para el electrodo de hidrogeno se debe a varios factores:

Material inerte que no se corroe. Capacidad para calibrara la reaccin de reduccin de protones. Alto intercambio intrnseco de densidad para la reduccin de protones. Excelente reproduccin del potencial (igual o menor de 10 pV) cuando dos electrodos bien construidos se comparan con otros. La superficie del platino se platiniza es decir, que cubre con una capa de neg de platino por lo que requiere:Emplear un electrodo con gran superficie real. Cuando mayor es la superficie real mayor es la cintica del electrodo.Sin embargo otros metales pueden utilizarse para construirse electrodos de utilidad similar, por ejemplo paladio.

6. Cmo vara la conductancia especifica de un electrolito en funcin de la concentracin?

La base de las determinaciones de la solubilidad es que las soluciones saturadas de electrolitos escasamente solubles pueden ser consideradas como infinitamente diluidas. Midiendo a la conductibilidad especfica de semejante solucin y calculando la conductibilidad equivalente segn ella, se all la concentracin del electrolito es decir, su solubilidad.Un mtodo practico sumamente importante es el de la titulacin conductometrico sea la determinacin de la concentracin de un electrolito en solucin por medicin de su conductibilidad durante la titulacin. Este mtodo resulta especialmente valioso para las soluciones turbias o fuertemente coloreadas que con frecuencia no pueden ser tituladas con el empleo de indicadores.

7. Cmo varia la conductancia especifica en un electrolito fuerte frente a un dbil manteniendo la concentracin constante?

Un aumento en la temperatura disminuye la viscosidad de agua y permite que los iones se muevan mas rpidamente conduciendo ms electricidad. Este efecto de la temperatura es diferente para cada ion pero tpicamente para soluciones acuosas diluidas la conductibilidad nos permite tener una idea muy aproximada de la cantidad de sales disueltas.

VII. PROBLEMAS DE APLICACIN:

1. Cuando cierta celda de conductancia se llena con una solucin de KCl 0.001M, cuya conductancia especfica es 0.001409 mhos/cm o (S/m) a 24C, se midi una resistencia de 161.8 ohmios, y cuando se llen con una solucin de NAOH 0.005M se midi una resistencia de 190 ohmios. Determinar la contante de celda, la conductancia especfica y la conductancia equivalente.

Calculo de la conductibilidadR= 161.8 ohmiosS=1/R =1/ 161.8S= 0.00618 S

Calculo de la constante de celda=K/S= 0.001409 S/cm 0.00618 S=0.23 /cm

Calculo de la conductividad especfica:Usa como base al NaOH 0.005 MR=198 ohmiosK=/RK=0.23 cm-1 190 ohmiosK=0.00001211 ohm-1 cm-1

VIII. Bibliografa

http://ocw.uv.es/ocw-formacio-permanent/6.medidadeconductividad.pdf