INF N°13 fq CONDUCTIVIDAD

7/26/2019 INF N13 fq CONDUCTIVIDAD

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III. MARCO TERICO

CONDUCTANCIA ELCTRICA

La conductancia elctrica puede clasificarse segn los siguientes tipos:Conductancia Metlica, la cual es el resultado de la movilidad de loselectrones. Los conductores metlicos se debilitan a temperaturas elevadas yaque es ms difcil para los electrones atravesar la estructura cristalina cuandolos elementos que forman la estructura estn en un movimiento trmico msactivo.

Conductancia Electroltica, la cual es el producto de la movilidad de los iones.Los conductores electrolticos se vuelven mejores conductores al elevarse latemperatura, ya que los iones pueden moverse a travs de la solucin ms

rpidamente a temperaturas ms elevadas cuando la viscosidad es menor yay menos solvatacin de los iones.

Semiconductore, son los slidos que contienen iones junto con vacosinicos, los cuales se mueven bajo la influencia de un campo. Los vacosinicos, en la estructura cristalina, se llaman uecos. !uando se llena un uecocon un ion, se crea otro ueco en otra posicin, y de este modo, el ueco semueve y contribuye a la conductividad del slido. Los semiconductores sevuelven mejores conductores a temperaturas ms altas, en donde mscantidad de iones tienen la energa de activacin necesaria para moverse aotra posicin dentro de la estructura. La conductancia de los semiconductoresaumenta e"ponencialmente con la temperatura absoluta.

Conductancia el!ctrica en lo "ae, por medio de iones gaseosos yelectrones.

La resistencia # de un conductor uniforme es directamente proporcional a sulongitud l e inversamente proporcional a la superficie de su seccin $.

La constante de proporcionalidad r, se define como resistencia especfica,y esla resistencia que opondra un cubo del material, que midiera un centmetro porlado. %n la pro"imidad del cero absoluto, la resistencia de los metales se vuelvee"tremadamente baja. $l tratar con soluciones de electrolitos, se suele emplearla conductancia especfica k, es decir, el valor recproco de la resistenciaespecfica. &e este modo:


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CONDUCTANCIA E#UI$ALENTE

'ara poder representar la conductancia del peso equivalente de un electrolitoes conveniente introducir el trmino conductancia equivalente.

La conductancia equivalente (, se obtiene multiplicando la conductancia

especfica kpor el volumen ) en mililitros, que contenga un equivalente *gramo del soluto, es decir, por +-!, donde ! es el nmero de equivalentes *gramo por litro.

!omo +-! tiene las unidades de cm equiv/+ y k tiene las unidades de

omio/+cm /+, la conductancia equivalente tiene las unidades de cm 0 equiv/+omio/+.

%l significado de la conductancia equivalente puede captarse, imaginando unacelda de +cm cuadrado y de una altura indefinida. &os de las paredes opuestasson de metal y actan como electrodos. !uando se llena la celda a una alturade +cm, el valor recproco de la resistencia es la conductividad especfica.!uando se llena la celda con un volumen ) determinado, de solucin quecontenga + equivalente/gramo de un electrolito disuelto, la solucin alcan1aruna altura de ) centmetros en la celda, y el valor reciproco de la resistenciamedida ser la conductancia equivalente.

IONI%ACIN DE LOS ELECTROLITOS D&ILES

$rrenius sugiri que el grado de disociacin de un electrolito dbil, como elcido actico, podra calcularse basndose en la conductancia ya medida delelectrolito y en la conductancia equivalente a dilucin infinita. 2i el cambio en laconductancia de los iones a causa de la concentracin, se consideradespreciable y se supone que la nica influencia de la dilucin sobre laconductancia equivalente de un electrolito dbil consiste en el aumento de la

disociacin de los iones. %l electrolito no disociado, no tiene conductancia

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porque no est cargado. 2i en la solucin se tiene + equivalente de electrolito,abr 3 equivalentes de cada in.

$unque esta ecuacin es satisfactoria para los electrolitos dbiles, no puedeaplicarse a los electrolitos fuertes en los cuales la disociacin es prcticamentecompleta. %l cambio en la conductancia equivalente de los electrolitos fuertescausada por la concentracin, se debe a un cambio en la velocidad de losiones.

%l equilibrio o la constante de ioni1acin 4 se obtiene por la ecuacin:

La constante de ioni1acin calculada de esta manera, no es independiente dela concentracin, lo cual se debe a que se an suprimido los coeficientes de

actividad as como la relacin entre la conductancia inica y la concentracin.

!ombinando las ecuaciones anteriores y reordenando los trminosadecuadamente se obtiene la Ley de dilucin de 5st6ald:

1

=

1

+

N

2

. ki

%sta ecuacin es lineal, donde1

y

2. ki son magnitudes constantes,

y el grfico de1

vs N , permite calcularlas.

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I$. TA&LAS DE DATOS E'(ERIMENTALES

7$8L$ 9.+: Datos obtenidos en laboratorio.

NNaOH0.01Vgastado NaOH

26.0

mBiftalato

0.0302

Dilucione de HCl Vgastado NaOH(ml) Vgastado HCl (ml) L(mS)

NHCl 0.05 +. 0. +;.

NHCl 0.01 ;.0 . .


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$. TA&LAS DE DATOS TERICOS

7$8L$ .+: Condiciones de laboratorio

'?mm@gA 7?B!A C@#=

7$8L$ .0: Datos de las constantes de ionizacin y de conductividadespecfica

KCl k(25)

12824.6x104

S m1

HCl =425.95 S.cm2

. eq1

HAc ki=1.8x 105

=367.27S.cm2

. eq1

7$8L$ .: Constantes de ionizacin

Ion ?.DA+H

.+90 9>.;

CH3 COO

.0+> 9.>

Cl

.+;;


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$I. TA&LAS DE RESULTADOS

7$8L$ =.+: Concentraciones exactas de las soluciones y diluciones

NNaOH 0.01 Vgastado NaOH

26.0

mBiftalato

0.0302

Ncorregida

0.0056

Dilucione deHCl

Vgastado NaOH(ml) Vgastado HCl (ml) Ncorregida

NHCl 0.05 +. 0. .90

NHCl 0.01 ;.0 . >.+;9 x104

NHCl 0.002 . +. +.;9; x103

NHCl 0.00064 0.+ 0. .;; x104

Dilucione deHAc

Vgastado NaOH(ml) Vgastado HAc (ml) Ncorregida

NHAc 0.05 +.+ 0 .90; .+0; .;0" 103

.0 .>0; 7.2412x 104

.=9 .>0; 2.28672x 104

7$8L$ =.: Conductividades especificas obtenidas para HAc

NHAc Costate de celda(cm1) k(S /cm)

. .>0; 2.935x104

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.+ .>0; 1.4473x 104

.0 .>0;.=9 .>0; 3.506x105

7$8L$ =.9: Conductividades equivalentes obtenidas para HCl

NHCl HCl(S.cm2

. eq1 )

. 9;.;.+ ;.0

.0 =0.=.=9


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9;.; .00;.0 .+=0.= .9 : Erfica vs N(#ara el HAc )

($%$ &) N ($%$ ')

.;< .00+9.9< .+9.


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)KCl=0.7418g

#*KCl=74.5g /mol

+=

0.7418 g

74.5 g/mol0.1L

=0.0996+

, NKCl=0.0996N .

(standarizacin del NaOH0.01N con biftalato de potasio

)BHK=0.0302 g #$ ( BHK)=204.22 VgastadoNaOH=26.00ml

2abemos que: NNaOH= )BHK

#$ (BHK)- VgastadoNaOH

NNaOH= 0.0302

204.22-26.00-103

, NNaOH=0.0056N

(standarizacin del HCl0.05N utilizando NaOH

VHCl - NHCl=VNaOH- NNaOH

(2ml)(NHCl )=(15.0ml)(0.0056N)

, NHCl=0.042N

F de la misma manera obtenemos las concentraciones e"actas para las demsdiluciones.

/3 Calcule 5ara cada una de la olucione u conducti8idad e5ec9ica :

k 7 u conducti8idad e;ui8alente : 3Ac 7 del HCl

@allamos un valor promedio de constantes de ioni1acin:

Ki (exp )!romedio=1.4889-105

1$rror=|1.8-1058.97-106

1.8-105 |-100=50.2

%ara laHCl #

1$rror=|425.95362.11425.95 |-100=14.99

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$III. DISCUSIN DE RESULTADOS

%l 4!L se utili1a como calibrador ya que su conductividad es conocida y se

mantiene constante al paso del tiempo.

!omprobamos e"perimentalmente que La conductividad molar depende de

la concentracin del electrolito. 2era independiente de la misma si laconductividad fuese directamente proporcional a la concentracin, pero estono es as debido a que la interaccin entre los iones es disociativa aconcentraciones bajas y asociativas a concentraciones altas.

%"iste un aumento inicial de la conductividad a medida que aumenta la

concentracin asta un valor m"imo, lo que se e"plica por e"istir un mayornmero de iones dispuestos para la conduccin. $ partir de un determinadovalor de concentracin, la conductividad comien1a a disminuir, debido a quelas interacciones asociativas entre los iones dificultan la conduccin de lacorriente.

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I'. CONCLUSIONES

La conductividad equivalente y la conductividad equivalente lmite de

un electrolito son directamente proporcional a la temperatura y a laconcentracin de la solucin.

%n el estado de dilucin infinita, cada ion se mueve libremente sinimportar la presencia de los otros y todos los iones conducen lacorriente elctrica.

Los electrolitos dbiles en su grfica I vs , dan curvasbruscas, por lo cual no pueden ser e"trapoladas para una dilucininfinita.

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'. &I&LIO=RABA

Eilbert !astellan. Jisicoqumica

o +K %dicin. %ditorial Jondo %ducativo nteramericano

o 'ginas ; / ;;

2amuel Elasstone MJundamentos de JisicoqumicaN

o 'ginas 9 / >.

$tOins. $ddison * Pesley, QJisicoqumicaR,

o edicin beroamericana, S2$ +>>+,o 'gs. +, ,+

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