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
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.
5. Bibliografía
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