6 conductividad

25
Universidad Nacional Mayor de San Marcos E.A.P. Ingeniería Agroindustrial 1. RESUMEN El propósito de este experimento fue la determinación de la conductividad equivalente límite para el HCl mediante un método grafico y obtener la constante de ionización del HAc. El sistema fue estudiado en un rango de temperaturas de concentraciones de HCl de 0.05, 0.01, 0.002 y 0.00064 N a las condiciones de 756 mmHg, 23°C y una H.R del 96%. Se reportó una conductividad equivalente límite para el HAc de 400 Scm 2 /eq y para el HCl de 390,5 Scm 2 /eq y un Ki para el HAc de 1.185 x10 -5 . A lo que correspondieron porcentajes de error de 8.3%, 2.56% y 34.17 % respectivamente. Se sugirió que los errores fueron causados por la mala calidad del agua al momento de preparar las soluciones. Al realizar el análisis de las curvas de conductividad equivalente vs raíz cuadrada para cada electrolito se pudo observar que existen dos diferencias notorias; al tratarse de un electrolito fuerte, la dispersión de puntos permite establecer una tendencia lineal donde la conductividad aumenta ligeramente cuando la solución es altamente diluida hecho que permite determinar de forma gráfica la conductividad equivalente límite. A diferencia de los electrolitos débiles la conductividad aumenta abruptamente cuando las soluciones son diluidas. Al analizar los resultados de conductividades eléctricas, específicas y equivalentes se concluye que los electrolitos fuertes como el HCl, se disocian totalmente en solución acuosa a diferencia de los electrolitos débiles como el HAc, que se disocian totalmente y forman un equilibrio. Es, esto último lo que hace que no sean tan buenos conductores de la electricidad, pues al no disociarse totalmente los iones, no hay suficientes iones que puedan transportar la corriente eléctrica al migrar de un lado a otro de su correspondiente electrodo. Para obtener buenos resultados, se prefiere que la calidad del agua debe ser óptima, al igual que los reactivos de calibración. 1

Upload: wil-ronal

Post on 20-Oct-2015

17 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

1. RESUMEN

El propósito de este experimento fue la determinación de la conductividad equivalente límite para el HCl mediante un método grafico y obtener la constante de ionización del HAc. El sistema fue estudiado en un rango de temperaturas de concentraciones de HCl de 0.05, 0.01, 0.002 y 0.00064 N a las condiciones de 756 mmHg, 23°C y una H.R del 96%.

Se reportó una conductividad equivalente límite para el HAc de 400 Scm2/eq y para el HCl de 390,5 Scm2/eq y un Ki para el HAc de 1.185 x10-5. A lo que correspondieron porcentajes de error de 8.3%, 2.56% y 34.17 % respectivamente. Se sugirió que los errores fueron causados por la mala calidad del agua al momento de preparar las soluciones.Al realizar el análisis de las curvas de conductividad equivalente vs raíz cuadrada para cada electrolito se pudo observar que existen dos diferencias notorias; al tratarse de un electrolito fuerte, la dispersión de puntos permite establecer una tendencia lineal donde la conductividad aumenta ligeramente cuando la solución es altamente diluida hecho que permite determinar de forma gráfica la conductividad equivalente límite. A diferencia de los electrolitos débiles la conductividad aumenta abruptamente cuando las soluciones son diluidas.

Al analizar los resultados de conductividades eléctricas, específicas y equivalentes se concluye que los electrolitos fuertes como el HCl, se disocian totalmente en solución acuosa a diferencia de los electrolitos débiles como el HAc, que se disocian totalmente y forman un equilibrio. Es, esto último lo que hace que no sean tan buenos conductores de la electricidad, pues al no disociarse totalmente los iones, no hay suficientes iones que puedan transportar la corriente eléctrica al migrar de un lado a otro de su correspondiente electrodo.

Para obtener buenos resultados, se prefiere que la calidad del agua debe ser óptima, al igual que los reactivos de calibración.

1

Page 2: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

2. INTRODUCCIÓN

Se denominan electrolitos aquellas sustancias que al disolverse en agua, se disocian en sus iones (positivos y negativos). Los electrolitos pueden ser débiles, si estos se disocian parcialmente formando un equilibrio, y fuertes si se disocian totalmente. La conductividad de los electrolitos fuertes y débiles tiene una amplia aplicación en el análisis de la calidad, y uso muy importante es en la industria.

Algunos materiales biológicos y alimentos preparados tienen diferentes conductividades según la dirección que se considere, sus propiedades están direccionalmente orientadas, es decir son anisótropos. Ej.: carne y el pescado.

La conductividad térmica disminuye en la medida que el alimento se vaya secando. Está influenciada por: composición (el agua ejerce la mayor influencia), la presión y la temperatura.

Los alimentos deben ser conductores pero no demasiados. Los valores óptimos de conductividad a 20°C se encuentran en el intervalo 0.01-10 siemens/m. A modo de ejemplo, un alimento adecuado para ser sometido al calentamiento óhmico sería la leche cuyo valor de conductividad es 0.5 siemens/m. Otros factores que inciden en la efectividad del calentamiento son la densidad y el calor específico del alimento, así como el tamaño, la forma y la concentración de las partículas en el caso de alimentos particulados.

Esta experiencia es muy importante en el campo agroindustrial ya que se debe tener muy en cuenta la conservación de alimentos y la conductividad.

2

Page 3: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

3. PRINCIPIOS TEÓRICOS

3.1. Disociación electrolítica

S. Arrhenius propuso en 1887 la teoría de la disociación electrolítica, donde estableció la hipótesis de que cuando se disuelve en agua un ácido, una base o una sal, una porción considerable de la misma se disocia espontáneamente en iones positivos y negativos; esto es,

Estos iones se pueden mover independientemente, y son sencillamente guiados a los electrodos de signo opuesto por el campo eléctrico aplicado. Se supuso que la proporción de moléculas que se disociaban en iones variaba con la concentración, y se consideró que el grado de disociación, ( ) o sea, la fracción del electrolito total que se divide en iones se aproxima a la unidad a dilución infinita; es decir, en disoluciones extremadamente diluidas casi toda la totalidad del ácido, base o sal, está disociado en iones.

La principal modificación efectuada en los últimos años consiste en suponer que la mayor parte de las sales y de los ácidos y bases fuertes están casi completamente divididos en iones, así que los grados de disociación son mayores que los propuestos por Arrhenius para disoluciones de concentración apreciables

3.2. Conductividad de los electrolitos

Las disoluciones, al igual que los conductores metálicos obedecen la Ley de Ohm, excepto en condiciones tan anormales como voltajes muy elevados o corrientes de frecuencia muy alta. Si a un conductor de resistencia R se le aplica una presión eléctrica o fuerza electromotriz (f.e.m.) de valor E según la Ley de Ohm la intensidad de la corriente I que pasa es:

(2)

Según la ecuación anterior, la corriente que pasa a través de un conductor dado, bajo la influencia de una f.e.m. constante, es inversamente proporcional a la resistencia, la cantidad 1/R será una medida del poder conductor, y se denomina conductividad, como se mencionó al principio. Viene expresada en ohmios recíprocos, esto es ohms-1, llamados frecuentemente mhos.

Para evaluar la conductividad de las soluciones, lo primero que se debe tener presente es el tipo de corriente que debe ser utilizada: Si se utiliza corriente continua, la resistencia variará con el tiempo, esto es debido al efecto de polarización de cargas, lo cual generara una resistencia adicional en el sistema. Esto afectara en gran escala la facilidad del paso de corriente a través del mencionado sistema. Este inconveniente puede superarse, si se realizan las medidas utilizando corriente alterna, con lo cual se evita dicha polarización al irse invirtiendo alternativamente la corriente.

Como es de todos sabido, la resistencia de un conductor varía directamente con su longitud (cm) e inversamente con su superficie A (cm2); esto es:

3

Page 4: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

(ohms)

(3)

donde es una constante, llamada resistencia específica o resistividad de la sustancia conductora. Esta es la resistencia en ohmios de una muestra de 1 cm de longitud y 1 cm2 de sección.

3.3. Conductividad Específica

La conductividad específica que se designa por , de una sustancia dada se define

como 1/ (ohmios-1*cm-1); por tanto, la ecuación anterior puede escribirse como:

(4)Si la conductividad de la disolución es representada por L:

(ohmios-1)

(5)

De la ecuación anterior se obtiene: , donde se conoce como Constante de

la celda de Conductividad , quedando finalmente:

(6)

La constante de la celda se determina, en la mayoría de los casos, con una disolución de KCl. En la figura 1 se observan los valores de las conductividades específicas de referencia; estas conductividades se obtienen a partir de medidas de electrodos construidos con todo cuidado.

4

Page 5: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

FIGURA 1. Conductividad específica de las disoluciones de KCl

Aunque la conductividad específica es una medida de la facilidad con que la corriente fluye a través de un cubo de 1 cm de arista de disolución, no es una magnitud adecuada para el estudio del fenómeno de la conductividad de las disoluciones de electrolitos. Por ejemplo, las disoluciones de diferente concentración tendrán siempre distinta conductividad específica, porque cada cm3 de las diferentes disoluciones, contiene distinta cantidad de electrolito. Y dado que, ha de tener especial interés compara la capacidad para conducir corriente eléctrica de un determinado número de cargas del electrolito, a concentraciones diferentes, es de utilidad definir además de la conductividad específica otra forma de conductividad.

3.4. Conductividad Equivalente

El poder conductor de todos los iones producidos por 1 equivalente-g de un electrolito a cualquier concentración dada se podrá evaluar imaginando dos grandes electrodos paralelos separados 1 cm y suponiendo que la totalidad de la disolución está colocada entre ellos. La conductividad del sistema resultante se denomina conductividad equivalente ( ) a la concentración dada. Supongamos que se disuelve 1 equivalente-gr de electrolito en cc de disolución; entonces ésta cubrirá una superficie de cm2 de los electrodos que están separados 1 cm. Se

deduce por tanto de la ecuación de la conductividad L que, como, la conductividad es cuando A es cm2 y es 1 cm:

ohms-1cm2 /eq

(7)

donde c es la concentración de la disolución en equivalentes gramos por litro. Se observa que la conductividad equivalente es numéricamente igual al producto de la conductividad específica por el volumen en cc que contiene 1 equivalente-gramo y a veces se la define de esta forma. Algunos autores han usado la conductividad molar

(); ésta se obtiene cuando se multiplica por el volumen en cc en que está contenido

1 mol de electrolito. Para electrolitos uni-univalentes y son idénticas, ya que el mol y el equivalente–gramo son iguales. Cabe destacar que para un electrolito fuerte, la conductividad equivalente no debe cambiar al cambiar la concentración.

=x factor

5

Page 6: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

Este factor involucra, tanto a la estequiometrìa, como a las cargas. Por Ej. En el CaF2. El factor es 2

CaF2 Ca+2 + 2F-

3.5. Relaciones empíricas a partir de las mediciones de conductividades equivalentes.

La variación de la conductividad equivalente de un electrolito fue caracterizada experimentalmente por Kohlrausch1, 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. Éstas gráficas, para varios electrolitos se representan en la figura 2. Aquí se observa que aparecen dos tipos diferentes de comportamiento: aquellos electrolitos que presentan esencialmente variación lineal, se les agrupa entre los electrolitos fuertes; mientras que, los que se aproximan a la conductividad límite de forma casi tangencial, están agrupados como electrolitos débiles.

De la figura 2 se puede observar una interesante relación al extrapolar los valores de las conductividades de los electrolitos hasta la dilución infinita, para obtener la llamada conductividad equivalente límite. Éstas conductividades, que se representan por o, son la base de la Ley de Kohlrausch o de la migración independiente de los iones.

4. RESULTADOS

1 Kohlraush Friedrich Wilhem George (1840-1910) Físico, dejó importantes memorias sobre la conductividad de los electrolitos.

6

Page 7: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

4.1. DATOS EXPERIMENTALES

TABLA N°1: Condiciones del laboratorio

PRESION TEMPERATURA HUMEDAD RELATIVA

756.00 mmHg 23.0 ºC 96 %

TABLA N°2: Preparación de la solución de cloruro de potasio (KCl).

Volumen de la solución (mL)

Molaridad (M)

Masa(g)

100 0.01 0.0745

TABLA N°3: Valoraciones del hidróxido de sodio ( NaOH - 0.01N) para HCl y Ac. Acético

Masa del Biftalato de potasio

Concentración referencial de NaOH

Volumen gastado de NaOH

(g) (N) (mL)

HCl 0.0409 0.01 24.7

CH3COOH 0.0412 0.01 21.7

TABLA N°4: Valoración del ácido clorhídrico (HCl) y del ácido acético (CH3OOH).

SOLUCIONConcentración VOLUMEN

VOLUMEN GASTADO DE NaOH - 0.01N

Aprox. (N) (mL) (mL)

HCl

0.05 3.24 25.3

0.01 8.1 13.2

0.002 16.2 6.2

0.00064 50.6 5.5

CH3COOH

0.05 2 13.5

0.01 5 6.5

0.002 5 2

0.00064 15.625 1.4

TABLA N°5: Conductividad eléctrica del KCl, HCl y CH3COOH

7

Page 8: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

Concentración (N)

Conductividad Eléctrica (µS) Promedio

KCl 0.01 1450 1410 1430

HCl

0.05 2530 2580 2555

0.01 4970 5020 4985

0.002 1140 1090 1115

0.00064 344 343 343.5

CH3COOH

0.05 349

0.01 153

0.002 64

0.00064 32

4.2. DATOS TEÓRICOS

TABLA N°6: Conductividad equivalente límite de electrolitos en soluciones acuosas2

   

HCl CH3COOH     

Λ∞ (Seq-1cm2 426 390.6     

TABLA N°7: Conductividad específica del KCl3

   COMPUESTO K

  (S.cm-1)

   KCl 0.001413

TABLA N°8: Constante de equilibrio iónico del ácido acético3

   COMPUESTO Ki

      

CH3COOH 1.8x10-5

4.3. RESULTADOS

2 Tabla referenciada de: Gaston Pons Muzzo, Físico - Química, segunda edición, Editorial Universo S.A 1969. pag: 331.3 DATOS REFERENCIADO DE RAYMOND CHANG, QUIMICA, SEXTA EDICION, MCGRAW HLL INTERAMERICANA.PAGINA:612.

8

Page 9: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

TABLA N°9: Constante de la celda a partir de la medición de la conductividad del cloruro de potasio (KCl).

Concentración (N) 0.01

ConductividadEléctrica (µS) 1430

Constante de la celda (cm-1) 0.9881

TABLA N°10: Concentración exacta del hidróxido de sodio (NaOH) 0.01N para cada compuesto.

Compuesto

SOLUCION Concentración Concentración

ELECTROLITICA Aprox. (N) Exacta (N)

HClNaOH 0.01

0.0081

CH3COOH 0.0093

TABLA N°11: Concentración exacta del cloruro de potasio (KCl) y del acido acético (CH3COOH).

TABLA N°12: Conductividad especifica (k) y conductividad equivalente (λ) con las normalidades exactas del ácido clorhídrico (HCl).

         Concentración (N) 0.05 0.01 0.002 0.00064

         k        

(S.cm-1) 25245x10-6 4925.678x10-6 1101.732x10-6 339.412x10-6

         

Λ        Scm2/eq 398.8302 373.157 355.397 385.696

         

SOLUCIONELECTROLITICA

ConcentraciónAprox. (N)

ConcentraciónExacta (N)

HCl

0.05 0.0633

0.01 0.0132

0.002 0.0031

0.00064 0.0088

CH3COOH

0.05 0.0628

0.01 0.0121

0.002 0.0037

0.00064 0.00083

9

Page 10: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

TABLA N°13: Conductividad especifica (k) y conductividad equivalente (λ) con las normalidades exactas del ácido acético (CH3OOH).

         Concentración (N) 0.05 0.01 0.002 0.00064

         k        

(S.cm-1) 344.847x10-6 151.179x10-6 63.238x10-6 31.619x10-6

         

Λ        Scm2/eq 5.491 12.494 17.091 38.095

         

TABLA N°14: Datos para la GRAFICA # 1 para el ácido clorhídrico (Λ vs N½).

ConcentraciónΛ

(Concentración) 1/2

(N) Scm2/eq

0.0633 398.8302 0.2516

0.0132 373.157 0.1149

0.0031 355.397 0.0557

0.00088 385.696 0.0297

TABLA N°15: Datos para la GRAFICA # 2 del ácido acético (Λ-1 vs CΛ).

             

Concentración Λ Λ-1 C Λ Λ∞ α Ki

(N) Scm2/eq          

0.0628 5.491 0.1821 0.3448   0.01373 0.874x10-5

0.0121 12.494 0.0800 0.1512 400   0.03123 1.218x10-5

0.0037 17.091 0.0585 0.6324    0.04273  7.0572x10-6

0.00083 38.095 0.0262 0.0316   0.09524 8.3211 x10-6

10

Page 11: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

TABLA N°16: Porcentaje de error de la conductividad equivalente limite del ácido acético y del ácido clorhídrico

SOLUCION ELECTROLITICA

TEORICO EXPERIMENTAL % ERROR

       

CH3COOH 390.6 400 2.56

       

       

HCl 426 390.5 8.3

       

TABLA N°17: Porcentaje de error de la constante de ionización del acido acético.

SOLUCIÓN ELECTROLÍTICA

TEORICO EXPERIMENTAL (obtenido de

gráfica)

% ERROR

CH3COOH 1.8x10-5 1.185x10-5 34.17

5. EJEMPLO DE CÁLCULOS

CALCULO DE LA MASA DEL CLORURO DE POTASIO.

W = (P.M).M.V

W = (74.56g/mol)x 0.01M x 0.1

W = 0.0745g.

Ese valor es la masa utilizada para preparar un solución 0.01M de cloruro de potasio (VER TABLA Nº2)

VALORACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE NaOH 0.01 N.

Primero se debe calcular la masa de biftalato.

11

Page 12: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

NxV=NxV

m/204.22=0.01N x 0.02L

m = 0.0408g

Ahora para el cálculo de la concentración exacta se usara la siguiente ecuación, donde el volumen gastado se encuentra en la TABLA Nº 3. Ésta concentración será usada solo para el HCl, ya que se hicieron dos valoraciones para el hidróxido de sodio.

#EqBHK = #EqNaOH

WBHK / PeqBHK = NNaOH x VNaOH

(0.0408g)/(204.22g/mol) = NNaOH x (0.0247L)

0.00801N = NNaOH

De igual manera se hace el cálculo para la concentración exacta del hidróxido de sodio para el ácido acético. (Ver TABLA N°10)

CALCULO DE LA CONSTANTE DE CELDA

Se usa la conductividad eléctrica, para luego reemplazar en la fórmula del cálculo de la constante de la celda. El valor utilizado de k es teórico. (Ver TABLA N°9)

(ℓ/A)= k / L = 0.001413(S.cm-1)/ 1430µS

(ℓ/A)= 0.9881 cm-1

Donde:

ℓ/A: constante de la celda.

k: conductividad específica.

CALCULO PARA LA TABLA Nº11.

Calcularemos la concentración exacta del Ácido clorhídrico con una concentración de referencia de 0.05 N. Donde el volumen utilizado de HCl y el volumen gastado de NaOH, se encuentra anotado en la TABLA Nº4.

VHCl x NHCl = Vgastado x NNaOH

3.4mL x NHCl = 25.3mL x 0.0081N

NHCl = 0.0633N

12

Page 13: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

De la mismas manera de realiza los cálculos a las demás concentraciones.

Calcularemos la concentración exacta del Hac:

VHCl x NHCl = Vgastado x NHac

2mL x NHCl = 13.5mL x 0.0093N

NHCl = 0.0628N

De la mismas manera de realiza los cálculos a las demás concentraciones.

CALCULO PARA LAS TABLA Nº12 Y 13.

Calculo de la conductividad específica y equivalente a una concentración de 0.0633 del HCl . Referencia: Tabla Nº 5 y 11.

(ℓ/A)= k / L

0.9881 cm-1 x 25550 µS =k

k = 25245.955x10-6Scm-1

Λ = k.1000 N

Λ = 398.8302 Scm2equiv-1

De la misma manera se calcula para la TABLA Nº13 a diferentes concentraciones.

CALCULO DEL GRADO DE DISOCIACIÓN Y LA CONSTANTE DE IONIZACIÓN (Ver TABLA N°15)

Mediante el grafico se calculo la conductividad equivalente limite, ahora con dicho resultado se calcula el grado de disociación del acido acético 0.0628N mediante la siguiente ecuación:

α = Λ / Λ∞

α = 5.491 /400

α = 0.01373

De la misma forma se calcula a diferentes concentraciones.

Ahora con el valor de grado de disociación se calcula la constante de ionización a una concentración de 0.0573N, mediante la siguiente ecuación.

Ki = α 2 N 1-α

Ki = (0.01373) 2 x 0.0628

13

Page 14: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

1- 0.01373

Ki = 0.874x10-5

CALCULO DEL PORCENTAJE DE ERROR.

De la conductividad equivalente limite del ácido acético: (TABLA N°16)

De la misma manera calculamos para el HCl y para la tabla N°17

6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Se obtuvo los siguientes resultados experimentales:

Conductividad límite HCl: 390,5 Scm2 /eq y el Hac.: 400 Scm2 /eq

Ki del HAc: 1.185x10-5

El valor experimental de conductividad límite para el HCl presentó una desviación del 8.3%, mientras que para el Hac fue de 2.56% y el Ki presentó un error del 34.17%.

Se sugiere que los porcentajes de error ligeramente altos fueron causados debido a que haya influido la calidad de desionización del agua que se empleó como reactivo de trabajo. El hecho de que el agua tenga una alta conductividad, pudo haber alterado demasiado los valores de conductividad límite en la solución de HCl y la constante de ionización del HAc.

Durante el experimento, hubieron momentos en que se generaron pequeñas burbujas en el electrodo de lectura del conductímetro, estas burbujas de aire pueden también haber sido responsables en el error ligeramente alto para la conductividad límite del HCl, Hac y el Ki del HAc.

14

Page 15: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

Es probable que durante la valoración del HCl se hayan pasado una o dos gotas de soda de más y ese volumen gastado no haya representado confiablemente la valoración del ácido, de la misma forma pudo haber sucedido para el ácido acético.

El grado de disociación de los iones aumenta con la dilución, es por eso que en una dilución infinita 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.

De acuerdo a los estándares del NIST (National Institute of Standards), para un laboratorio educacional, hasta un máximo de 10 % de error es aceptable, mientras que valores superiores se consideran medianamente aceptable, mientras que pasado la mitad, son considerados como poco confiables.

En base a estas normativas, se puede considerar el experimento realizado como medianamente aceptable.

7. CONCLUSIONES

Se estudió el fenómeno de la conductividad de soluciones de electrolitos fuertes y débiles, para ello se empleó dos sistemas, un set de 4 muestras de soluciones de HCl y HAc. de concentraciones 0.05, 0.01, 0.002, 0.00064 N. A lo cual se observó que los electrolitos fuertes como el HCl y el KCl en solución son buenos conductores de la electricidad, mientras que los electrolitos de tipo debil como el Ac. Acético son conductores débiles, pues se obtuvieron valores pequeños de conductividad de cada solución.

La tendencia de la conductividad equivalente de los electrolitos fuertes versus la raiz cuadrada de la concentración exhibe un comportamiento lineal, es por ello que se puede calcular la conductividad equivalente límite mediante un método gráfico.

Si aumenta la conductividad equivalente entonces la concentración disminuye, esto se debe a los iones cargados influyen sobre los otros al moverse hacia los electrodos.

La conductividad eléctrica (L) en las soluciones electrolíticas aumentan debido a una mayor concentración (N) en estas.

15

Page 16: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

8. RECOMENDACIONES

El equipo de conductividad debe calibrarse adecuadamente, y en el momento de tomar la lectura de conductividad debe evitarse que se formen burbujas en el electrodo pues cada burbuja de aire altera significativamente la conductividad leída.

El electrodo para la medición deberá ser lavado muy bien y totalmente secado para evitar que lleve impurezas a las demás soluciones.

Debe valorarse cuidadosamente cada solución para obtener una concentración precisa de cada solución.

Es importante verificar la calidad del agua con la que se están preparando las soluciones, pues una alta conductividad no permite leer la conductividad de las soluciones, dado que los iones presentes en el agua alteran la medida de la conductividad propia del compuesto que se está analizando.

Ha de tenerse cuidado al trabajar con soluciones de KCl, estas jamás deben ser pipeteadas con la boca, siempre debe usarse propieta. El KCl ingerido oralmente en soluciones concentradas provocan parálisis muscular.

16

Page 17: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

9. BIBLIOGRAFÍA

Castellan Gilbert. Fisicoquímica. Ed. Pearson Educación. Segunda Edicion 1998 (Reimpresión) Pag. 99-125.

Gaston Pons Muzzo, Físico - Química, segunda edición, Editorial Universo S.A 1969. página: 331.

Laidler, Keith J.. Physical chemistry. — Boston, USA. Houghton Mifflin, Año 1995 . Pp. (150-155)

Raymond Chang, Química, Sexta Edicion, Mcgraw hll Interamericana. Página:612.

17

Page 18: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

10.APENDICE

CUESTIONARIO

1. ¿Qué relación existe entre la conductividad y la concentración del soluto?

Por lo resultados encontrados experimentalmente se obtiene que la relación entra la conductividad eléctrica y la concentración de soluto están en proporción directa, a medida que aumenta la concentración del soluto también aumenta la conductividad eléctrica.

2. Explique el fundamento de la LEY DE KOHLRAUSCH.

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:

o = o+ + o

- (Idealidad)(8)

18

Page 19: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

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 conductividad límite de los electrolitos débiles. Por ejemplo, para el ácido acético se puede establecer que:

o (HAc) = o (Na Ac) + o (HCl) - o (NaCl)

porque el miembro derecho de la ecuación cabe interpretarlo como:

oNa+ + o

Ac- + oH+ + o

Cl- - oNa+ - o

Cl- = oH+ + o

Ac- = o (HAc)

y es evidente, como se observa en la gráfica determinada para el HAc, que no sería posible lograr el valor exacto, si se intentara alcanzarlo por extrapolación gráfica.

3. Mencione algunas técnicas de conservación y evaluación de la calidad de alimentos.

Las carnes, las leches y sus derivados, las frutas y los vegetales requieren de la técnica de congelación que consiste en almacenar los alimentos a temperaturas que varían de 0ºC a 4ºC, esta temperatura no destruye a los microorganismos, pero impiden su reproducción.Métodos:

1. La congelación: Consiste en almacenar los alimentos a temperaturas que varían entre 0ºC a 4ºC. Estas temperaturas no destruyen los microorganismos

2. La desecación o deshidratación: Consiste en eliminar el agua por medio del aire o del calor, puede ser natural o por medio del calordel Sol y se utiliza en el secado de granos como el café; artificial, en el cual se utilizan aparatos evaporizadores, donde se someten a temperatura, que varían entre 68ºC y 74ºC y se exponen a una corriente de aire.

3. El concentrado del azúcar: Consiste en agregar azúcar a preparados de frutas, evitando la oxidación del fruto, ya que impide que entre en contacto con el oxígeno del aire, por otra parte, cuando la concentración del almíbar es alta, se mantiene la firmeza del producto.

4. El encurtido: Varía dependiendo de los alimentos, en el caso del avinagrado. Consiste en colocar el alimento previamente en una solución de agua con vinagre. Ejemplo de ello lo constituye el escabeche, los encurtidos de zanahoria, cebollas, etc.

5. Aditivos químicos: Consiste en incorporar a los alimentos sustancias químicas como ácidos y sales para prevenir el desarrollo de microorganismos y para cambiar las características físicas de los alimentos.

6. La salación o adición de sal: Consiste en salar pescados y otros alimentos para matar los gérmenes que puedan dañarlos, ya que la sal actúa como antiséptico cuando se emplea en determinadas proporciones. En este caso del pescado salado.

19

Page 20: 6 conductividad

Universidad Nacional Mayor de San MarcosE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

20