Conductimetria

INTRODUCCIÓN.

¿Qué es corriente eléctrica?

Es la circulación de cargas o electrones a través de un circuito cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

¿Qué es conductividad?

La conductividad es la propiedad de todo aquello que cuenta con la facilidad de conducir. Es una propiedad física que disponen aquellos objetos capaces de transmitir la electricidad o calor. Se puede clasificar en varios subtemas:

Conductividad eléctrica

Conductividad molar

Conductividad térmica

Conductividad hidráulica

En este caso nos vamos a enfocar a la conductividad eléctrica, entonces ¿Qué es la conductividad eléctrica?, para poder resolver esta pregunta debemos de tener en cuenta varios conceptos (electrones, resistencia, transporte, electrolitos, corriente eléctrica, diferencia de potencial).

No se debe de confundir conductividad con conductancia, ya que son conceptos distintos.

Sustancia electrolítica: son aquellas sustancias que al disolverse en agua pueden conducir la electricidad, esto se debe a que son sustancias iónicas, es decir, forman iones en el agua, y estos son los responsables de conducir la corriente en los electrodos.

Potencial eléctrico: el potencial es el trabajo que se realiza para trasladar un objeto de un punto a otro, en el caso del potencial eléctrico se dice que es el trabajo pora pode trasladar una carga eléctrica de un punto a otro dentro del campo electromagnético. Dispone o transmite electricidad, o puede funcionar gracias a ella.

Diferencia de potencial: es el impulso que necesita una carga eléctrica (trabajo) para que pueda fluir de un punto a otro por el conductor de un circuito eléctrico.

Si la energía (E) que el generador cede al circuito durante su funcionamiento es directamente proporcional a su diferencia de potencial (medida en volts) y a la carga (q) medida en Coulombios que pone en movimiento entonces se tiene que:

E = qV

Por lo tanto la diferencia de potencial es V= E/Q

Potencial de hidrógeno. Es el término que nos indica la concentración de iones hidrógeno en una disolución. Se trata de una medida de la acidez de la disolución, se define como el logaritmo de la concentración de iones hidrógeno H+, cambiando de signo:

pH= -log [H+]

Donde [H+] es la concentración de iones hidrógeno en moles por litro.

Ahora bien, de manera general, la conductividad eléctrica es la capacidad de los cuerpos que permiten el paso de la corriente a través de sí mismos. Esta propiedad natural está vinculada a la facilidad con la que los electrones pueden atravesarlos.

En los líquidos, la conductividad está vinculada a la existencia de sales en su etapa de solución ya que, con su disociación, se producen iones negativos y positivos que pueden trasladar la energía eléctrica cuando el líquido es sometido a un campo eléctrico, dichos conductores iónicos reciben el nombre de electrolitos.

En este caso, la conductividad es el parámetro utilizado para medir la concentración de iones y la actividad de una solución y así obtener su capacidad para transportar la corriente eléctrica. Las determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinaciones conductométricas. Se utiliza para determinar la salinidad (contenido de sales) de suelos y substratos de cultivo.

En el caso de los sólidos, los materiales con capacidad de conductividad son los que tienen bandas de valencia que se superponen con la conducción y crean una nube de electrones libres que generan la corriente al estar sometidos al campo eléctrico.

La resistencia de un conductor electrolítico al paso de la corriente se puede determinar mediante la ley de Ohm, si se le aplica una diferencia de potencial a un fluido que contenga iones, se establecerá una corriente de iones positivos que se mueven en la dirección del campo eléctrico y los iones negativos lo harán en sentido contrario.

La conductividad electrolítica es una medida de la disociación de una solución que permite el paso de la corriente eléctrica por la migración de iones bajo la influencia de un gradiente de potencial.

Los iones se mueven a una velocidad que depende de su carga y tamaño, la viscosidad del medio y la magnitud del gradiente de potencial.

¿Qué es el gradiente de potencial?

Es la relación que da el valor de un campo eléctrico en cualquier punto de aislamiento, en función de la posición de este punto.

LEY DE OHM

Fue postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico:

Tensión o voltaje “E” en volt (v): es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, de igual manera es el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas, se puede medir con un voltímetro.

Intensidad de la corriente “I”, en ampere (A): es la cantidad de electricidad o carga eléctrica (Q) que circula por un circuito en unidad de tiempo (t).

Resistencia “R” en Ohm (Ω): es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuado o frenando el flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo de la corriente eléctrica.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica a través de los mismos, cuando el valor de la resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en “A” también varía de forma inversamente proporcional. Esto quiere decir que la resistencia aumenta mientras que la corriente va disminuye, y viceversa, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.

Postulado: “El flujo de la corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada”

Su fórmula matemática se expresa de la siguiente manera:

I=E/R

Dónde:

E= Tensión o voltaje

I= Intensidad de corriente

R= Resistencia

Diferencia entre conductividad y conductancia electrolítica (L): es la magnitud inversa de la resistencia (L=1/R), cuya unidad son Siemens (Ω-1 o S). Se define como conductividad (k) a la inversa de la resistividad,

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