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Conductividad
Indice
1. Introducción
2. Ejemplo De Calculo
3. Análisis y discusión de resultados
4. Conclusiones Y Recomendaciones
5. Bibliografía
Las determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinación
conductométricas. Estas determinaciones tienen una cantidad de
aplicaciones.
En primer lugar, la conductividad de las soluciones desempeña
un importante papel en las aplicaciones industriales de la electrólisis, ya que
el consumo de energía eléctrica en la electrólisis depende en gran medida de
ella.
Las determinaciones de la conductividad se usan ampliamente en los
estudios de laboratorios. Así, se las puede usar para determinar el contenido de
sal de varias soluciones durante la evaporación del agua (por ejemplo en el agua
de calderas o en la producción de leche condensada). Las basicidades de los
ácidos pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad.
El método conductimétrico puede usarse para determinar las solubilidades de electrólitos escasamente solubles y para hallar concentraciones de electrólitos en soluciones por titulación.
La base de las determinaciones de la solubilidad es que las soluciones saturadas de electrólitos escasamente solubles pueden ser consideradas como infinitamente diluidas. Midiendo la conductividad específica de semejante solución y calculando la conductividad equivalente según ella, se halla la concentración del electrólito, es decir, su solubilidad.
Un método práctico sumamente importante es el de la titulación conductométrica, o sea la determinación de la concentración de un electrólito en solución por la medición de su conductividad durante la titulación. Este método resulta especialmente valioso para las soluciones turbias o fuertemente coloreadas que con frecuencia no pueden ser tituladas con el empleo de indicadores.
Tabulación de datos y resultados
Tabla nº 1
Condiciones de
laboratorio
|
P (mm Hg) |
T (ºC) |
|
756 |
19 |
Tabla nº 2
Conductividades leídas en laboratorio
|
Sustancia |
Naprox (N) |
Conductividad eléctrica (s) |
|
KCl |
0.02 |
2.42 x 10-3 |
|
HCl |
0.05 |
16.17 x 10-3 |
|
HCl |
0.01 |
3.37 x 10-3 |
|
HCl |
0.002 |
0.64 x 10-3 |
|
HCl |
0.00064 |
0.252 x 10-3 |
|
CH3COOH |
0.05 |
333 x 10-6 |
|
CH3COOH |
0.01 |
157 x 10-6 |
|
CH3COOH |
0.002 |
68.8 x 10-6 |
|
CH3COOH |
0.00064 |
41.2 x 10-6 |
Tabla nº 3
Normalidades corregidas de las soluciones
|
Sustancia |
Naprox (N) |
Ncorregida (N) |
|
KCl |
0.02 |
0.02 |
|
HCl |
0.05 |
0.0451 |
|
HCl |
0.01 |
0.0091 |
|
HCl |
0.002 |
0.0018 |
|
HCl |
0.00064 |
0.00058 |
|
CH3COOH |
0.05 |
0.0451 |
|
CH3COOH |
0.01 |
0.0093 |
|
CH3COOH |
0.002 |
0.0019 |
|
CH3COOH |
0.00064 |
0.0076 |
|
NaOH |
0.01 |
0.0085 |
Tabla nº 4
Datos teóricos para la gráfica nº 1 y constante de
celda
|
T (ºC) |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
|
K x 10-3 (s/cm) |
1.522 |
1.752 |
1.996 |
2.243 |
2.501 |
2.763 |
3.036 |
|
Cte. Celda (cm-1) |
1.0289 | ||||||
K -----> Conductividad específica para el KCl 0.02 N.
Tabla n º 5
Conductividades especifica y equivalente de las soluciones y
diluciones
|
Sustancia |
Naprox (N) |
Conductividad específica (s/cm) |
Conductividad equivalente (s.cm2/eq) |
|
KCl |
0.02 |
2.49 x 10-3 |
124.50 |
|
HCl |
0.05 |
1.66 x 10-2 |
368.07 |
|
HCl |
0.01 |
3.47 x 10-3 |
381.32 |
|
HCl |
0.002 |
6.58 x 10-4 |
365.56 |
|
HCl |
0.00064 |
2.59 x 10-4 |
446.55 |
|
CH3COOH |
0.05 |
3.43 x 10-4 |
7.61 |
|
CH3COOH |
0.01 |
1.62 x 10-4 |
17.42 |
|
CH3COOH |
0.002 |
7.08 x 10-5 |
37.26 |
|
CH3COOH |
0.00064 |
4.24 x 10-5 |
55.79 |
Tabla nº 6
Conductividad limite del ch3cooh y hcl por
contribuciones y del hcl exp
|
L o CH3COOHteo (s.cm2/eq) |
L 0HClteo (s.cm2/eq) |
L 0HClexp (s.cm2/eq) |
% error |
|
355.54 |
387.75 |
447 |
15.28 |
Tabla nº 7
Grado de disociación y constante de ionización para el
ch3cooh
|
N exp (N) |
Grado de disociación (a ) |
Constante de ionización (ki) |
|
0.0451 |
2.14 x 10-2 |
2.11 x 10-5 |
|
0.0093 |
4.89 x 10-2 |
2.34 x 10-5 |
|
0.0019 |
10.48 x 10-2 |
2.33 x 10-5 |
|
0.00076 |
15.69 x 10-2 |
2.22 x 10-5 |
Tabla nº 8
Constante de ionización del ch3cooh teórica y
experimental y % error
|
Ki Teórico |
Ki experimental |
% error |
|
1.75 x 10-5 |
2.25 x 10-5 |
28.57 |
Tabla nº 9
Datos para las gráficas nº 2 y nº 3
|
Sustancia |
Nexp (N) |
N |
Conductividad equivalente (s.cm2/eq) |
|
HCl |
0.05 |
0.2124 |
368.07 |
|
HCl |
0.01 |
0.0954 |
381.32 |
|
HCl |
0.002 |
0.0424 |
365.56 |
|
HCl |
0.00064 |
0.0241 |
446.55 |
|
CH3COOH |
0.05 |
0.2124 |
7.61 |
|
CH3COOH |
0.01 |
0.0964 |
17.42 |
|
CH3COOH |
0.002 |
0.0436 |
37.26 |
|
CH3COOH |
0.00064 |
0.0276 |
55.79 |
Obtenga la constante de celda apartir de las medidas tomadas en
laboratorio.
Se calcula apartir de la siguiente relación: K = L. (D/A)
...(1)
Donde: (D/A) = Constante de celda.
L = Conductividad electrica
medida para el KCl.
K = Conductividad específica a 19ºC = 2.49 x
10-3 s/cm.
Reemplazando los valores en (1), obtenemos:
(D/A) = 1.0289 cm-1
Determine las concentraciones exactas de las soluciones y
diluciones.
Solución de NaOH:
# eq NaOH = # eq BFK
NNaOH x
V NaOH = WBFK
PE
BFK
WBFK = 0.1092 gr.
V NaOH = 63 x 10
–3 L
PE BFK = 204.2 gr/equiv.
Reemplazando los
datos, se obtiene: N NaOH = 0.085 N
Para el HCl 0.05 N:
# eq NaOH = # eq HCl
NNaOH x
VNaOH = NHCl x VHCl
NNaOH =
0.0085 N
VNaOH = 10.6 ml
VHCl = 2 ml
Reemplazando
los datos, se obtiene: NHCl = 0.0451 N
De la misma manera, se calcula par las disoluciones de HCl, así como par el
CH3COOH y sus disoluciones.
Calcule la conductividad específica
(K), de todas las soluciones, y su conductividad equivalente.
Conductividad
específica (K): Par el HCl 0.05 N
K = L. (D/A)
L = 16.17 x
10-3 s
D/A = 1.0289 cm-1
Reemplazando los datos, en
la ecuación dada, se obtiene: K = 1.66 x 10-2 s/cm.
3. Análisis y discusión de resultados
En la gráfica la representación es una curva asintótica; muy
característica de los electrólitos débiles, como lo es el ácido acético, en ella
del electrólito débil aumenta con la dilución.
La razón de este es que la
disminución de la conductividad especifica esta más que compensada por el
aumento en el valor l/N en la dilución y por lo tanto se incrementa.
Las K
del ácido acético comienzan en valores bajos en soluciones diluidas y crecen
mucho más gradualmente, así porque en estos el incremento en el número de iones
por unidad de volumen de solución no puede ser tan grande debido a la cambiante
ionización parcial del soluto, y en consecuencia la conductancia no crece
rápidamente como en los electrólitos fuertes.
Las causas de los errores
pueden ser en la determinación de las concentraciones corregidas de cada
disolución, el arrastre de errores o por que el agua poseía una cierta
conductividad refiriéndonos a las diluciones.
Debido a los porcentajes de error obtenidos (28.57% y 15.28%); podemos decir que hemos cometido algún error al momento de realizar la práctica, del cual no nos hemos percatado, afectando esto a nuestros resultados.
4. Conclusiones Y Recomendaciones
La conductividad
en los electrólitos fuertes como el HCl y NaOH es mucho mayor que la
conductividad de los electrólitos débiles como el ácido acético.
A medida que la concentración 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 electrólitos débiles.
La conductividad equivalente del electrólito débil (ácido acético) disminuye rápidamente al aumento de la concentración de la solución debido a que este ácido se disocia más a mayor dilución por lo que a una mayor concentración la presencia de iones será mínima.
La conductividad eléctrica (l) como la conductividad especifica (K) disminuyen con la dilución, no siendo así la conductividad equivalente ( ); la cual aumenta con la dilución, en nuestro caso es notorio ya que se trabaja con el ácido acético el cual es un electrólito débil, esto se verifica en la gráfica vs. N
El grado de disociación de los iones aumenta con la dilución, es por eso que en una dilución infinita la conductividad la conductividad infinita depende de la velocidad de los iones, así como la temperatura a la que se trabaja ya que a mayor temperatura aumentara.
Para la práctica es recomendable el uso de agua destilada lo más pura posible
para evitar la presencia de cualquier sustancia extraña en la solución que puede
producir variaciones en el valor de la conductividad.
El electrodo para la
medición deberá ser lavado muy bien y totalmente secado para evitar que lleve
impurezas a las demás soluciones.
La temperatura debe ser mantenida constante
para evitar, también errores en la toma de las conductividades de las diferentes
soluciones.
Antes de utilizar el conductimetro con las soluciones y
diluciones se debe standarizar a la temperatura observada.
Debe valorarse
cuidadosamente cada solución para obtener una concentración precisa de cada
solución.
Evitar que el electrodo toque el fondo de la probeta o sus paredes;
porque podría medir la conductividad del vidrio.
Maron Prutton, "Fisicoquímica", 2da edición, Ed. Limusa, México 1984. Pág.405
– 416; 438 – 441.
Castelan W., "Fisicoquímica", 2da edición, Fondo
Interamericano S.A., México 1978. Pág. 462 – 465.
Farrington Daniels,
"Tratado de Fisicoquímica", 2da edición, Ed. Continental, México 1984, Pág 165 –
169.
Burmistrova, "Prácticas de Química Física", 3ra edición, Ed. MIR, Moscu
1973, Pág.289 – 295.
Resumen
En la presente práctica se determinarán las conductividades de
soluciones acuosas de electrólitos fuertes y débiles.
Primeramente se
preparan todas las soluciones de ácido acético y HCl a las concentraciones de
trabajo para luego titularlas y determinar sus normalidades exactas.
Se
trabajara con un conductímetro electrónico el cual primero se calibrará usando
una solución standard (KCl).
Una vez calibrada se procederá a la medición de
las conductividades de todas las soluciones cuidando que para cada medición, el
electrodo se halla lavado previamente, primero con agua destilada y luego con un
poco de la solución a medir.
Las condiciones a las cuales se trabajó fueron:
Presión = 756 mmHg y Temperatura = 19 oC.
Se halló una constante
de celda de 1.0289 cm-1, y obtuvimos un % error para la conductividad
límite del HCl de 15.28%, así como de 28.57% de error para la constante de
ionización del ácido acético.
Una conclusión podría ser que ha medida que la
concentración 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 electrólitos
débiles.
Entre una de las recomendaciones tenemos que para la práctica es recomendable el uso de agua destilada lo más pura posible para evitar la presencia de cualquier sustancia extraña en la solución que puede producir variaciones en el valor de la conductividad.
Trabajo enviado por:
Rodney Pujada
Rodneyperu@latinmail.com
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