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Conductimetría Sección 4410 Análisis Instrumental
Conductimetría (Definición, Objeto) Es un método analítico basado en la conducción eléctrica de los iones en solución, que se utiliza para medir la molaridad de una disolución, determinada por su carga iónica o salina, de gran movilidad entre dos puntos de diferente potencial. La conductividad eléctrica es un fenómeno de transporte en el cual la carga eléctrica (en forma de electrones o iones) se mueve a través de un sistema.
La conductividad es una propiedad que mide la facilidad con que los portadores de carga migran bajo la acción de un campo eléctrico. Para el caso de un conductor iónico, son los cationes y los aniones de la misma los que intervienen en el transporte de la corriente y por lo tanto, el valor de conductividad dependerán del número de iones presentes. La conductimetría es una técnica instrumental que tiene como objeto determinar la conductividad
de las disoluciones de las sustancias llamadas electrolitos, las cuales se caracterizan por ser conductoras de la electricidad y por presentarse en las mismas el fenómeno de la ionización.
Conductimetría (Historia) En los primeros intentos para medir la conductividad de una disolución electrolítica se usó la corriente continua procedente de una batería, pero esta corriente producía la descomposición electrolítica en los electrodos de platino de la célula de conductividades, originando la polarización de los mismos. El primero que midió satisfactoriamente las conductividades de disoluciones de electrolitos fue Kohlrausch, entre los años 1860-1870, usando
Friedrich Kohlrausch
Puente de Wheastone
para ello corriente alterna. Puesto que un galvanómetro convencional no respondía a la corriente alterna, usaba como receptor un teléfono, que le permitía oír cuando se equilibraba el puente de Wheatstone. Los instrumentos que se usan hoy día para medir la conductividad de las disoluciones lo que hacen, normalmente, es medir la resistencia de la disolución, R, al paso de la corriente, por comparación con una resistencia estándar
Conductimetro Basic 30
Conductimetro de Laboratorio HI2315
Conductimetría (Aplicaciones) • Estudio de fenómenos. • Estudio de disolución.
sistemas
• Estudio de sistemas cuantificación.
en de
• Disociación. • Curvas de electrolítica.
calibración
de
• Valoraciones. • Equilibrio químico. Por ejemplo, las medidas de conductividad se utilizan para controlar la calidad de los suministros públicos de agua, en hospitales, en el agua de las calderas y en las industrias que dependen de la calidad del agua
tales como en las de elaboración de la cerveza. Este tipo de medición no es específica de iones, ya que a veces se puede utilizar para determinar la cantidad de solidos totales disueltos (TDS) si se conoce la composición de la solución y su comportamiento de conductividad. A veces, las mediciones de conductividad están vinculadas con otros métodos para aumentar la sensibilidad de la detección de determinados tipos de iones. Por ejemplo, en la
caldera, la purga de caldera es continuamente supervisada la conductividad de cationes que es la conductividad del agua después de haber pasado a través de una resina de intercambio catiónico. Este es un método muy sensible para vigilar las impurezas aniónicas en el agua de la caldera, en presencia de exceso de cationes (los del agente alcalinizante usualmente utilizado para el tratamiento de agua). La sensibilidad de este método se basa en la alta movilidad
Conductimetría (Aplicaciones) la movilidad de cationes o aniones.
otros
Medida de Conductividad.
la
Se mide la conductividad de una solución colocándola en una célula que dispone de un par de electrodos de platina firmemente fijados en una oposición. En general es muy difícil medir con precisión el área de los electrodos y el alejamiento entre ellos, de forma que cuando se desean valores exactos de conductividad es necesario determinar la constante de la célula mediante la calibración con una solución cuya
con exactitud; por ejemplo soluciones estándar de cloruro de potasio (las soluciones de cloruro de potasio con 7,419138 gr y 0,745236 gr de la sal en 1000 gr de solución tienen, respectivamente las conductividades en Ω-1 cm1, de 0,0128560 y 0,0014088, a 25ºC). Las mediciones se hacen por el enlace de la célula a un medidor de conductividad que provee a la célula una corriente alternada con la frecuencia del orden de 1000 Hz. Con la corriente alterna queda reducida la
Conductimetría (Aplicaciones) que provocaría la polarización de los electrodos; la corriente alterna sin embargo introduce la complicación de la célula de tener una capacitancia por encima de la resistencia. Los conductímetros modernos tienen un circuito electrónico apropiado que elimina los efectos de la capacitancia y pueden medir un intervalo amplio de conductividad con dispositivo de elección automática del intervalo de medida.
Mediante la operación de un dispositivo de calibración, el mecanismo es ajustado deforma que el valor de la constante de la célula utilizada aparece en el panel digital que registra los valores de la conductividad. Al medidor también queda acoplado un medidor de temperatura; ese sensor corrige automáticamente las medidas de conductividad, medidas en un cierto intervalo de temperatura, al valor de 25ºC, que es la temperatura en al cual el aparato está calibrado
Conductividad Molar La conductividad de una solución es una medida de la facilidad con la cual la corriente eléctrica fluye a través de la solución. Esta varía con la temperatura y con la naturaleza y concentración del soluto. El valor de κ no es una cantidad muy útil para comparar la conductividad de diferentes solutos en soluciones de diferente concentración, esto es debido a que si una solución de un electrolito tiene mayor concentración que otra, la más concentrada tendrá mayor conductividad por tener más iones.
Para establecer una comparación más correcta se necesita una propiedad en la cual se compense la diferencia de concentración en las disoluciones. Kohlrausch introdujo el concepto de conductividad equivalente, que hoy conocemos como conductividad molar. Se define como la razón entre la conductividad electrolítica, κ, y la concentración molar, c (mol L-1). Generalmente la conductividad molar se expresa en (S cm2 mol-1). Como la conductividad,
κ se expresa en (S cm-1) y la concentración en (mol.L1) se introduce un factor de corrección para hacer compatibles las unidades.
Conductimetro
LEY DE KOHLRAUSCH La variación de la conductividad equivalente de un electrolito fue caracterizada experimentalmente por Kohlrausch, a una temperatura determinada, frente a la raíz cuadrada de la concentración, y, para algunos electrolitos, las gráficas obtenidas en el dominio de bajas concentraciones correspondían con bastante precisión a una línea recta. La conductividad del electrolito a dilución infinita se considera como resultado de las
contribuciones de las dos clases de iones individuales que forman al electrolito. De esta forma, se introducen los conceptos de conductividades iónicas equivalentes, que para dilución infinita permiten establecer que: La ley de Kohlrausch sugiere ahora, que la conductividad a dilución infinita de un electrolito depende de las contribuciones independientes de los iones que lo conforman.
La independencia de éstas contribuciones se pone de manifiesto al comparar electrolitos que tienen algún ión común; pero la ley de Kohlrausch no suministra, y así debe destacarse, la forma de calcular las contribuciones individuales de los diferentes iones, solo permite evaluar variaciones (∆). La aplicación práctica e inmediata de la idea de una contribución independiente de los iones a dilución infinita, es el camino para deducir el valor de la
CELDA CONDUCTIMETRICA El requisito fundamental para una celda conductimétrica es un par de electrodos que están firmemente ubicados en una geometría constante uno con respecto al otro. Estos electrodos están comúnmente patinados para aumentar su superficie efectiva y minimizar los efectos de capacitancia. Para muchas mediciones conductimétricas lo que se desea es la conductancia específica. Esta cantidad se relaciona con la conductancia medida L por la relación entre la distancia
que separa los electrodos y su superficie. Esta relación tiene un valor fijo y constante para una celda dada, y se conoce como constante de la celda K. La constante de la celda K = l/A depende de la geometría de la celda. Su valor rara vez se determina directamente; en lugar de ello, se evalúa midiendo la conductancia Ls de una solución cuya conductancia específica ks es conocida. Comúnmente se eligen soluciones de cloruro de potasio con este propósito.
CONDUCTIVIDAD EN MEDIOS LIQUIDOS La conductividad en medios líquidos (disolución) está relacionada con la presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a un campo eléctrico. Estos conductores iónicos se denominan electrolitos o conductores electrolíticos. Las determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinaciones conducto métricas y tienen
muchas aplicaciones como, por ejemplo: En la electrólisis, ya que el consumo de energía eléctrica en este proceso depende en gran medida de ella. En los estudios de laboratorio 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).
En el estudio de las basicidades de los ácidos, puesto que pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad. 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
CONDUCTIVIDAD EN MEDIOS LIQUIDOS electrólitos escasamente solubles pueden ser consideradas como infinitamente diluidas.
medición conductividad titulación.
Midiendo la conductividad específica de semejante solución y calculando la conductividad equivalente según ella, se halla la concentración del electrólito, es decir, su solubilidad.
Este método resulta especialmente valioso para las soluciones turbias o fuertemente coloreadas que con frecuencia no pueden ser tituladas con el empleo de indicadores.
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
de su durante la
La conductividad eléctrica se utiliza para determinar la salinidad (contenido de sales) de suelos y substratos de cultivo, ya que se disuelven éstos en agua y se mide la conductividad
líquido resultante. Suele estar referenciada a 25°C y el valor obtenido debe corregirse en función de la temperatura. Coexisten muchas unidades de expresión de la conductividad para este fin. El contenido de sales de un suelo o substrato también se puede expresar por la resistividad (se solía expresar así en Francia antes de la aplicación de las normas INEN)
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA La conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo para conducir la corriente eléctrica, es decir, para permitir el paso a través de él de partículas cargadas, bien sean los electrones, los transportadores de carga en conductores metálicos o semimetálicos, o iones, los que transportan la carga en disoluciones de electrolitos. La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto, su unidad es el S/m (siemens por metro) o Ω-1·m-1. Usualmente la magnitud de la conductividad (σ) es la
proporcionalidad entre el campo eléctrico y la densidad de corriente de conducción. Resistividad. La resistividad es la resistencia eléctrica específica de un material. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohmios por metro (Ω•m). Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es.
Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor. Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA RESISTENCIA. La resistencia es la oposición que cualquier material ofrece al paso de la corriente eléctrica. Aunque su estudio se remonta a los primeros descubrimientos eléctricos, no se interrelacionó con las otras magnitudes eléctricas hasta que George Simon Ohm formuló su ley fundamental, base de toda la electricidad, que ligaba esta oposición con la tensión o diferencia de potencial y la intensidad que circulaba por un circuito.
CONDUCTANCIA ELÉCTRICA. Se denomina conductancia eléctrica (G) de un conductor, a la inversa de la oposición que dicho conductor presenta al movimiento de los electrones en su cuerpo, es decir, que la conductancia es la propiedad inversa de la resistencia eléctrica. No debe confundirse con conducción, que es el mecanismo mediante el cual la carga fluye, o con la conductividad, que es la conductancia de un material
La unidad de medida de la conductancia en el Sistema internacional de unidades es: el Siemens. Este parámetro es especialmente útil a la hora de tener que manejar valores de resistencia muy pequeños, como es el caso de los conductores eléctricos.
LEY DE OHM. La relación entre la corriente (I), voltaje (V) y resistencia (R) fue descubierta por un científico alemán llamado Georg Ohm. Esta relación se llama ley de Ohm en su honor. Ohm halló que, cuando la resistencia se mantiene constante, la corriente en un circuito en directamente proporcional al voltaje. Mientras mantenía la resistencia constante, Ohm varió el voltaje en los extremos de la misma y midió la corriente que pasaba a través de ella. En cada caso, al dividir el voltaje por la corriente, el resultado era el mismo.
Abreviadamente esto es la ley de Ohm. La ley de Ohm puede expresarse como, " la corriente es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia". V=R . I
Por supuesto que la ley de de Ohm puede escribirse, despejando, para hallar la resistencia o el voltaje. Las relaciones son: • R=V/I
• Donde V= diferencia de potencial. • R= resistencia eléctrica. • I= intensidad eléctrica. • La ecuación anterior nos permite determinar el valor de la corriente cuando se conocen el
Diagrama circular de la Ley de OHM
Integrantes. Yenny Duarte C.I. 16.324.673 Gilber Verde C.I. 16.796.437 Andreina Cintione C.I.16.898.227 Yorwin P茅rez C.I. 17.858.077 Moises Aguilar C.I. 18.057.010 Secci贸n: 4410