CONDUCTIMETRA

MTODOS CONDUCTIMRICOS

CONDUCTIMETRIA Generalidades

Los mtodos conductimtricos estn basados en la conduccin elctrica de los iones en una disolucin en presencia de un campo elctrico.

La conduccin de la corriente elctrica a travs de la disolucin de un electrolito supone la migracin de las especies cargadas y depende del el numero , tamao y movilidad de los iones.

La conductividad es una medida de la concentracin inica total que tiene una disolucin.

Mtodos conductimetricos son inespecficos.

Aplicaciones de las medidas conductimetricas:

Medida Directa y Titulaciones Conductimetricas.

CONDUCTANCIA ELECTRICA

FUNDAMENTOS Al aplicar un potencial entre

electrodos sumergidos en un electrolito se conduce corriente.

Para estas disoluciones es vlida la Ley de Ohm:

V = I R

R es la resistencia del conductor (en Ohm, ),

V es la diferencia de potencial aplicada (en voltios, V )

I es la intensidad de corriente que circula a travs de la disolucin (en amperios, A).

Potencial de CC o CA

Potencial de CC : hay circulacin de corriente en presencia de

reaccin procesos fardicos Z far

Potencial de CA: migracin de los iones formacin de Doble

Capa Elctrica en cada electrodo capacitor C dlc

Circuito equivalente en la

medida Conductimetrica

Medida Conductimtrica

Para medir la resistencia del electrolito Re.

Potencial aplicado de CA

Minimiza los procesos de reaccin Zfar

alta.

Zdlc = 1/2f.Cdlc baja f altas ( 1000-

2000 ) y tamao grande de los electrodos.

En estas condiciones el nico impedimento

al paso de corriente ser Resistencia de

la solucin Re

MEDIDA

CONDUCTIMETRICA

Conductor Solido Solucin de Electrolito

La resistencia de la solucin como una medida de

la capacidad de conduccin del electrolito

el rea de la superficie de los electrodos

la forma de los electrodos

la posicin de los electrodos entre s en la

disolucin

el tipo de especies en la disolucin ,su tamao,

carga

la concentracin de las especies

la temperatura ( afecta la movilidad de los iones)

Definiciones y relaciones

importantes R resistencia= l/A

es la resistividad (ohm

cm)

Constante de la celda = = l/A

G conductancia = 1/R (ohm-1)

G = A/l

= conductancia especifica (ohm-1cm-1)

Conductancia de un cubo de

electrolito de 1 cm de arista.

Conductancia Equivalente

se define como la conductancia de un equivalente de soluto contenido entre electrodos separados 1 cm.

Medida experimental de eq

C = eq/ V V = 1 lt = 1000 cm3

Si el V (cm3) que contiene 1eq de soluto = 1000/C

y l = 1 cm A = V

eq = G = A/l = 1000/C

eq ( ohm-1cm2eq-1) = 1000/C

Variacin de la conductancia eq con la

concentracin La movilidad de los iones depende de cuatro fuerzas

Fuerza elctrica y fuerza de friccin a dilucin infinita

Fuerzas de interaccin ion-ion y solvente ion a concentracion finita.

A dilucin infinita las atracciones entre los iones se anulan.

La para cualquier electrolito, ser la suma de las contribuciones de las conductancias inicas de cada una de

las especies constituyentes.

= + +

G = 10-3-1( C+ + + C-

) Kohlrausch demostr que los electrolitos fuertes muestran una

disminucin lineal de la conductancia equivalente con la raz

cuadrada de la concentracin: = A C

Conductancia Equivalente

Medida de Conductancia Equipamiento y condiciones

CONDUCTIMETRO

Instrumento de medida de G de CA para evitar modificaciones en la concentracin por procesos de reaccin y compensacin de efecto de Cdl

CELDA CONDUCTIMETRICA

Geometra fija y =l/A = cte

SONDA DE TEMPERATURA

Control de Temperatura.

La conductancia aumenta con la temperatura con un coeficiente de 2%/Co .

DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE

LA CELDA

CALIBRACION

Para la calibracin se usan disoluciones de patrn KCl en agua ultra pura de concentracin exactamente conocida, cuyos valores de Conductancia especifica se encuentran tabulados.

= / G

Patrn Concentracin

/M

Conductancia

especifica 25oC

KCl 0.001 147 S cm-1

0.01 1414 S cm-1

0.1 12,88 mS cm-1

MEDIDA DIRECTA APLICACIONES

La principal aplicacin de las medidas directas es

determinacin de la concentracin total de electrolitos.

Se requiere de calibracin de la celda .

Pureza de aguas :

agua ultra pura 0,05 S/cm (25 oC)

agua natural de 100-1000 S/cm

Salinidad total (Ej.: control de calderas)

Control de concentracin de disolventes cidos en

procesos industriales.

Deteccin de iones en cromatografa inica.

Contaminacin en arroyos y ros.

MEDIDA DIRECTA CARACTERISTICAS ANALITICAS

Selectividad Baja: cualquier especie cargada contribuye a la conductividad total de la

disolucin.

Sensibilidad Alta: la mejor correlacin lineal concentracin conductancia se observa en soluciones diluidas.

Exactitud y Precision: Con los estndares apropiados y un buen control de la temperatura podemos obtener una alta precisin y exactitud del orden del 0,1 %.

TITULACIONES

CONDUCTIMETRICAS Se basan en la medida del

cambio de la conductancia de

una disolucin a medida que

se agrega el reactivo

valorante.

Durante una valoracin, la

sustitucin de algunas

especies inicas por otras de

diferente conductividad

equivalente, producir un

cambio en la conductancia,

esto permite DETERMINAR

EL PUNTO FINAL de una

valoracin.

H+Cl- + Na+OH- Na+Cl- + H2O 350 49 198

Reemplazo H+ Na+

VALORACION DE HCL CON NaOH

CURVAS DE TITULACION

CONDUCTIMETRICA Presentan regiones de comportamiento lineal en zonas alejadas del

puntos de equivalencia.

Las reacciones incompletas o en soluciones diluidas se observa

gran desviacin de la linealidad en la regin del peq.

El punto final se obtiene midiendo la conductancia en puntos

alejados del peq. La interpolacin de las rectas obtenidas definirn

el pf de la titulacin con una precisin del 0.5%.

Efectos de cambio de volumen durante la titulacin perdida de

linealidad. Correccin Gcorr = Gmed ( Vo +v)/Vo o uso de

titulante de concentracin 10 a 100 veces mayor que la

concentracin de muestra.

Control de temperatura a valor constante. Es importante en

titulaciones acido-base calor de neutralizacin.

Ausencia de altas concentraciones salinas en las muestras.

Punto final Conductimetrico vs

Potenciomtrico

ventajas: se requieren pocos datos alejados

del peq para definir el pf.

mayor precisin en soluciones

diluidas

desventajas: Muestras con alta concentracin

salina

Poca sensibilidad en reacciones con

iones de H+ y OH- .

pF Conductimetrico

Titulaciones Conductimetricas A-B

HCl vs NaOH AcH vs NaOH

HCl AcH vs NaOH