Conductimetría Apuntes - Análisis Instrumental II

Asignatura: Análisis Instrumental II        Nombre: Juan Luis Flores Flores

Profesora: Irma Gonzalez Pino.        

Conductimetría - Estudio Pre-Laboratorio N°3 | Unidad N°1

Introducción a la Conductimetría (Conceptos Basicos)[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

Esta figura parece una celda, pero no lo es, ya que no ocurre ni oxidación ni reducción. Hay presencia de electrodos, pero estos son una placa metálica inerte que se sumerge. También hay una fuente de corriente que genera un voltaje, la solución tiene una cierta resistencia, y dependiendo esta resistencia las partículas son capaces de conducir la corriente eléctrica o no. [pic 5]

El voltímetro está midiendo si hay corriente o no. Y podemos medir en realidad la conductividad. Si hay conductividad, es porque hay presencia de iones. Si no hay conductividad es porque no hay presencia de iones y el agua está en estado puro.

En la Conductimetría se trabaja la capacidad conductora que tiene una solución y se puede medir en términos de resistencia (En realidad, no medimos la resistencia, si no, el reciproco de la resistencia, y este se llama “conductancia”). ¿Qué factores se relacionan con la capacidad conductora?

• Área de la superficie de los electrodos.
• Forma de los electrodos.
• Distancia de los electrodos en la disolución.
• Tipo de especies en la disolución y su carga (A tipo de especie nos referimos, por ejemplo, si es un nitrato, un carbonato, un potasio o un calcio. En el caso de la carga, pueden tener carga +1 en el caso del sodio, o tener carga +2 en el caso del calcio). Es importante el valor de la carga y el tamaño del ión.
• Concentración de las especies (Esto quiere decir que mientras más concentrada este la solución, mayor va a conducir).
• Temperatura (Cuando aumenta la temperatura, los iones de una solución se mueven con más facilidad, tienen más energia para moverse, por ende, aumenta la conductividad).

Variables importantes – resistencia, conductancia y conductividad

• Resistencia (R): Oposición al flujo de electrones.
• Resistividad (ρ), también llamada “rho”: Se mide en ohm * cm de la disolución.

Hay que recordar que el ohm es una unidad que le pertenece a la resistencia. Por ende, la resistencia se mide en ohm, y si la resistividad se mide en ohm * cm, necesitamos que la constante de la celda (θ) se mida en 1/cm para que se le elimine.

• Constante de la celda (θ): Esta tiene que ver con las caracteristicas de los electrodos. La constante de la celda esta calculada mediante L y A. Donde L es la distancia de los electrodos y A es el área.

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La magnitud recíproca de la resistencia es la conductancia electrolítica (L), cuya unidad es el Siemens (S) = ohm-1 o mho.

Combinando las dos ecuaciones:

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• Donde K es la conductividad de la disolución (en Siemens/cm), definida como la inversa de la resistividad.
• La conductividad de una disolución, K es la conductancia de la misma encerrada en un cubo de 1 cm3 (L= 1 cm, A = 1 cm2)

La conductividad de una disolución se denomina K, y se relaciona con la conductancia y la constante de la celda.

Todas estas variables son especificas para la medida conductimétrica, donde estamos midiendo como conducen los iones dentro de una solución.

Lo que nosotros vamos a medir en el laboratorio, lo haremos en Siemens, y por lo tanto lo que vamos a medir es la conductancia. ¿Cómo nos sirven estas ecuaciones para la medida que haremos en el laboratorio? – Primero hay que entender con que se relaciona la conductancia.

• La conductividad mide la facilidad con que los portadores de carga (cationes y aniones) migran bajo la acción de un campo eléctrico. El valor de la conductividad dependerá del número de iones presentes, es decir de la concentración.

La conductancia de una disolución L

[pic 17]

Donde:

• θ constante de la celda,
• Ci  concentración molar de la especie i
• λ0i conductancia molar de la especie iónica i

CONDUCTANCIA DE UNA SOLUCIÓN

λ0i es la conductancia molar de cada especie iónica presente en una solución. Este lamda tiene que ver con caracteristicas de conductancia de cada especie.

Por ejemplo: Si pensamos en el agua, esta tiene sus propios iones y podemos encontrar varios. Y cada uno de estos tienen su conductancia molar especifica (a cada especie le corresponde un valor distinto) y tiene que ver con la movilidad del ión dentro de la solución. Existe una escala de conductancia, donde la especie que más conduce son los protones H+ (cuando una solución tiene protones, es muy conductora), la que le sigue con una alta conductancia son los OH-.

¿De que depende la conductancia global?

• De las caracteristicas físicas de la celda.
• De las caracteristicas de cada ion.
• De la concentración de cada ion.

Cuando hacemos esta sumatoria de los iones presentes y de sus características de concentración y conductancia, podemos encontrar la conductancia global.

Recordar: Cuando medimos conductancia, no medimos la conductancia de cada ion, si no del total, no hay forma de separarla. Acá no hay electrodos específicos como la Potenciometría, acá medimos toda la solución.

Conductancia Molar a Dilución Infinita:

Este cuadro presenta algunas conductancias molares de aniones y cationes. Si nos damos cuenta, el protón H+ y lo comparamos con las otras especies es muy alta. Esto se debe a que el protón es una partícula muy pequeña y se mueve con mayor facilidad y velocidad, por eso que su conductancia especifica sea muy alta.

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