conductividad i.doc

7/23/2019 Conductividad I.doc

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Laboratorio de Electroquímica Curso de Fisicoquímica II

Facultad de Ciencias Licenciatura de Bioquímica

CONDUCTANCIA DE LAS DISOLUCIONES ELECTROLITICASOBJETIVOS

• Introducir experimentalmente los conceptos de conductancia (G), conductividad especifica ( χ ),conductancia molar (Λm) y conductancia molar equivalente (Λeq).

• Determinar la conductancia de un electrolito verdadero y potencial, analizar las diferencias en sudependencia respecto a la concentración

• Determinar la conductancia molar límite o a dilución infinita utilizando la relación del Kolrausc.• Determinar la constante de equili!rio para la disociación de un electrolito potencial• "ealizar la determinación del valor de la constante de una celda conductim#trica

INTRODUCCION

$l transporte de la corriente a trav#s de conductores met%licos es realizado por el movimiento delos electrones del metal, !a&o la acción de una diferencia de potencial aplicada. $n este caso, por tratarse de un solo tipo de transportador (electrones), puede considerarse al conductor electrónico como

omo'#neo, y para #l es v%lida la ey de mR

V

I=

(*)

donde R es la resistencia del conductor (en Ω u m), V es la diferencia de potencial aplicada (en +) e I

es la intensidad de corriente que circula a trav#s del conductor (en ).

$n el caso de las disoluciones electrolíticas, la corriente es transportada por los iones de ladisolución, los cuales se mueven en distintos sentidos (de acuerdo con el si'no de su car'a) !a&o laacción del campo el#ctrico producido por la diferencia de potencial aplicado. $n este caso, el conductor iónico tam!i#n puede considerarse como omo'#neo, y al i'ual que el conductor electrónico, se'uir% laey de m (ec. *).

$sta propiedad de conducir la corriente que poseen las disoluciones electrolíticas es la !ase de la

Iónica, una de las %reas del conocimiento dentro de la $lectroquímica, y una de las primeras endesarrollarse.

RESISTENCIA, CONDUCTANCIA Y CONDUCTIVIDAD

$n ausencia de un campo el#ctrico, los iones que constituyen un conductor iónico se encuentranen un constante movimiento al azar, de manera que la distancia efectiva recorrida por los iones en sucon&unto es nula. $ste movimiento se ori'ina por acción de fuerzas t#rmicas y de convección. ora!ien, cuando se somete a dicos iones a la acción de un campo el#ctrico (por la aplicación de unadiferencia de potencial), los mismos se mover%n, en un sentido u otro, de acuerdo con su car'a,fenómeno que se conoce como migración iónica.

$n estas condiciones, se puede considerar a la disolución como un conductor electrónico, quesi'ue la ey de m.

-onsiderando un cierto volumen de una solución (i'ura *), la resistencia medida R correspondiente vendr% dada por/

R l

A= ρ.

(0)



donde ρ es la resistividad (en om.cm) de la solución, A es el %rea a trav#s de la cual se produce el flu&oel#ctrico (en cm0) y l es la distancia entre las dos planos considerados (en cm).

Figura 1: Porción ! i"o#ución

1e define a la conductancia electrolítica (G) como la ma'nitud recíproca de la resistencia/

GR

=1

(2)

cuya unidad en el 1I es el 1iemens (1)•

-om!inando las ecuaciones (*) y (0) se o!tiene/

G A

l

A

l= =

1

ρ χ. .

(3)

donde χ es la conductividad de la disolución (en 1.cm 4*), definida como la inversa de la resistividad.

De acuerdo con la ecuación (3), la conductividad de una disolución es la conductancia de lamisma encerrada en un cu!o de * cm2 (l5*cm, 5*cm0).

Conductancia molar y equivalente

a conductividad de es una propiedad que mide la facilidad con que los portadores de car'ami'ran !a&o la acción de un campo el#ctrico. 6ara el caso de un conductor iónico, son los cationes y losaniones de la misma los que intervienen en el transporte de la corriente y por lo tanto, el valor deconductividad depender% del n7mero de iones presentes. 6ara normalizar la conductancia, respecto a

las cantidades iones presentes se introduce una nueva ma'nitud, la conductancia molar (Λm), que sedefine como/

Λm C=

χ

(8)

donde C es la concentración del electrolito.

Generalmente la conductancia molar se expresa en (1.cm0.mol4*), por lo que a!r% que introducir un factor de corrección para acer compati!les las unidades, ya que la [χ] se expresa en (1.cm4*) y laconcentración en (mol.4*). -onsiderando que * 5 *999 cm2, la ecuación para Λm que se de!er% usar es/

Λm

C

= 1000.χ

(:)donde el factor 1000 da cuenta del cam!io de unidades de L (dm3) a cm3.

De!ido a que al'unos iones poseen car'a m7ltiple, la cantidad de corriente que puedentransportar (para un tama;o iónico dado) es mayor.

<uevamente, con el fin de normalizar la medida, se introduce la ma'nitud conductancia equivalente

(Λeq), que considera a todos los iones como monocar'ados, lo que permite la comparación de susvalores. De!emos recordar que en el %rea de la Iónica, el concepto de equivalente se refiereexclusivamente a la car'a de la especie considerada, y no toma en cuenta la reacción en la que tomaparte el ión.

a relación entre Λeq y Λm es/

Λ Λ

eqm

z= (=)

· En algunos textos, la unidad de conductancia aparece como ohm-1 o mho, las cuales son equialentes al Siemens.

lon'itud l

sección A



donde z representa la car'a de la especie considerada.

Variación de la conductividad con la concentración

a conductancia molar depende de la concentración del electrolito. 1ería independiente de lamisma si la conductividad fuese directamente proporcional a la concentración, pero esto no es asíde!ido a que la interacción entre los iones es disociativa a concentraciones !a&as y asociativa aconcentraciones altas.

$n la i'ura 0 se muestra la variación de la conductividad con la concentración para distintoselectrolitos. $l comportamiento 'eneral es el mismo para todos los electrolitos. $xiste un aumento inicialde la conductividad a medida que aumenta la concentración asta un valor m%ximo, lo que se explicapor existir un mayor n7mero de iones dispuestos para la conducción. partir de un determinado valor deconcentración, la conductividad comienza a disminuir, de!ido a que las interacciones asociativas entrelos iones dificultan la conducción de la corriente.

Figura $: Variación ! #a conuc%i&ia con #a conc!n%ración 'ara i"%in%o" !#!c%ro#i%o"Variación de la conductancia molar con la concentración: Ley de Kohlrausch

as medidas realizadas por Kolrausc de conductancia molar para diferentes electrolitosmostraron la existencia de dos tipos de comportamientos. os mismos se e&emplifican en la i'ura 2para el K-l y el %cido ac#tico (>c).

Figura (: Variación ! #a conuc%ancia )o#ar con #a ra*+ ! #a conc!n%ración

6or un lado est%n los electrolitos verdaderos o fuertes, como el K-l, el > 013, etc., muestran unadisminución lineal de la conductancia molar con la raíz cuadrada de la concentración. 6or otro lado, loselectrolitos potenciales o d#!iles, como el %cido ac#tico, el a'ua, etc., muestran valores m%ximos de

- (mol?l4*)

!"#$

%

&$!&Cl

'g#$%

C!(C$$!

√C

)cido ac*tico

&Cl

Λm

o



conductancia molar cuando -→9 (dilución infinita), pero disminuyen r%pidamente a valores !a&oscuando aumenta la concentración.

os electrolitos verdaderos son sustancias que est%n completamente ionizadas en disolución, por lo que la concentración de iones dispuestos para la conducción es proporcional a la concentración delelectrolito. 1in em!ar'o, existe cierta relatividad en la denominación verdadero y otencial ya que laionización depende fuertemente de la naturaleza del disolvente.

6ara los electrolitos verdaderos, Kolrausc demostró que/

Λ Λm m A C= −0 . ey de Kolrausc (@)

donde Λ0 m es la conductancia molar límite (correspondiente a la ordenada en el ori'en de la recta de la

i'ura 2) y A es un coeficiente (la pendiente de la 'r%fica de la i'ura 2) que depende de la naturalezadel electrolito, del disolvente y de la temperatura.

a pronunciada dependencia entre la conductancia molar y la concentración para los electrolitosd#!iles se de!e al desplazamiento del equili!rio/

A(ac) ⇔ AB(ac) B 4

(ac)

acia la dereca cuando -→9. a conductividad depende del n7mero de iones presentes en disolucióny, por ende, del 'rado de disociación α del electrolito.

Ley de la migración indeendiente de los iones

Kolrausc tam!i#n demostró que Λ0 m, para cualquier electrolito, se puede expresar como la suma

de las contri!uciones de las conductancias iónicas de cada una de las especies constituyentes. $starelación es conocida com7nmente como la Le! de la" #igracione" Indeendiente" de lo" Ione"/

+−−++ +=Λ λ λ .. 00

z z m (C)

donde λ $ y λ % a las conductancias molares de los cationes y los aniones respectivamente y z $ y z % es lacar'a de los cationes y aniones respectivamente por fórmula unidad del electrolito. os valores de λ $& yλ %& se encuentran ta!ulados (a!la *).

Ta#a 1: Conuc%ancia" )o#ar!" a i#ución in-ini%a .

/, S0c)$0)o#12 'ara i"%in%o" ion!" a $3/C

-atión λBE nión λ4E>B 23C.: >4 *CC.*

<aB 89.* -l4 =:.3

KB =2.8 Fr 4 =@.*

nB0 *98.: 1340 *:9.9

C!lculos

a conductancia de una mezcla de acuerdo con la Le! de la" #igracione" Indeendiente" de lo"Ione" puede ser calculada mediante la si'uiente ecuación/

G+

Ci i

i

= ∑1 0.λ

(02)donde ' es la constante de la celda y C i y λ i 0 representan la concentración y la conductancia molar de laespecie iónica respectivamente. <ótese que este c%lculo es posi!le 'racias a que la conductancia esuna propiedad aditiva.

4EDIDA DE LA CONDUCTANCIA

Fuentes de oder y uentes de resistencia

a medida de la resistencia el#ctrica de una solución es la !ase para la medida de laconductancia de la misma. 6ara ello, se utiliza una celda de conductividad conectada a un puente deHeatstone adaptado para funcionar con una fuente corriente alterna, el uente de olrau"c.

$l puente descrito en la i'ura 3 consta de un &ue'o de 3 resistencias (una de ellas la resistenciade la disolución), una fuente de corriente alterna y un 'alvanómetro (G). a resistencia varia!le " 0 se

modifica su valor asta que la lectura en el 'alvanómetro sea nula. 6osteriormente aplicando las leyesde Kircoff, con el valor de "0 y conociendo "* y "3 se puede calcular "2 (resistencia de la disolución).



Figura 5: Pu!n%! ! 6o7#rau"c7 'ara #a )!ia ! #a r!"i"%!ncia ! una i"o#ución

a utilización de la corriente alterna no es ar!itraria. 1i se utilizara una corriente continua se

produciría polarización de los electrodos (acumulación de car'a en las capas de disolución en contactocon los electrodos) y electrólisis de la solución. 1in em!ar'o, una corriente alterna con una frecuenciamayor que 09 >z evitan estos fenómenos, pues la car'a acumulada durante la primera mitad del ciclose elimina en la otra mitad*J*.

Celdas

as celdas pueden tener diferentes confi'uraciones físicas dependiendo de las necesidades de lamedida, que pueden incluir consideraciones acerca de su volumen o espacio.

$l valor de constante ' de la celda caracteriza a la misma. as celdas con valores de constanteen el entorno de * cm4* usualmente poseen electrodos peque;os y espaciados, mientras que las celdascon valores de constante en el entorno de 9.* cm 4* poseen electrodos 'randes y poco espaciados.

-omo ' es un factor que refle&a una confi'uración física particular de la celda, el valor o!servadode la conductancia de!e ser multiplicado por el valor determinado de la constante de la celda parao!tener la conductividad. 6or e&emplo, para una lectura de conductancia de 099 µ1 usando una celda deconstante 9.* cm4* el valor de conductividad ser% de 099 x 9.* 5 09 µ1.cm4*.

$n la i'ura 8 se muestran los ran'os típicos de conductancias para distintos valores deconstantes de celda.

Figura 3: Rango" ! conuc%ancia" )!i#!" con c!#a" ! i"%in%o "#

11- Recu*rdese que en un periodo completo la corriente neta que circula es 0

0.1 1 10 100 10 1001000

S mS

+0.1

+1.0

+10.0

/uente de corriente alterna∼

R 1

R "

R % R (

G

Celda de conductiidad



$eterminación de la constante de celda

$n teoría, y se'7n la definición vista una celda de conductividad de valor 5 * cm4* estaríaformada por dos electrodos de * cm0 de superficie, separados una distancia de * cm. 1in em!ar'o, elvalor de la constante de la celda no queda determinado exclusivamente por los valores de l y A, ya quela superficie de los electrodos no es perfectamente lisa y porque no todas las líneas de campo el#ctricoson perfectamente perpendiculares a la superficie (efecto !orde). -omo esto no se conoce a riori , loque se ace es cali!rar la celda con una solución de conductividad conocida.

Figura 8: L*n!a" ! ca)'o !#9c%rico !n%r! !#!c%roo" 'ara#!#o"$l efecto del campo el#ctrico esta esquematizado en la i'ura :. $ntre am!os electrodos se

esta!lece un campo el#ctrico que provoca el movimiento de los iones de acuerdo con sus car'as. 1inem!ar'o en los !ordes de los electrodos, las líneas de campo el#ctrico no son perpendiculares a lasuperficie del electrodo, lo que implica una mayor %rea efectiva, en una cantidad ∆ . De esta manera, laconstante de la celda vendr% dada por/

+ l

A A=

+ ∆ (*9)

-omo normalmente no es posi!le medir el aumento del %rea de!ido a los efectos de !orde, el valor de ' no puede ser determinado teóricamente.

6ara poder determinar experimentalmente (cali*rar ) el valor de ' se mide la conductancia de una

disolución patrón de conductividad conocida. $l valor de ' vendr% dado por/

+ G

= χ

(**)

6ara la cali!ración se usan disoluciones de K-l en a'ua ultrapura de concentración exactamenteconocida, cuyos valores de conductividad se encuentran ta!ulados (a!la 0).

Ta#a $: conuc%i&ia!" ! i"o#ucion!" ! 6C# a $3/C

-oncentración de K-l ('L) -onductividad a 08E- (1.cm4*)9.=380: 99*0098=.3*C* 9.9*0@8:=*.*28 9.***23

In%luencia de la temeratura

a conductividad de una disolución a una concentración electrolítica determinada cam!ia con latemperatura. a relación entre el cam!io en la conductividad en función de la temperatura se descri!een t#rminos del coe+iciente de temeratura para la disolución. $stos coeficientes de temperatura varíancon la naturaleza y concentración del electrolito, como se deduce de la a!la 2.

Ta#a (: Co!-ici!n%!" ! %!)'!ra%ura !n%r! $3 3;/C .< ! ca)io ! conuc%i&ia 'or /C20

Disolución M cam!io L E-a'ua ultrapura 3.88

K-l 0.9*<a-l 0.*0

8M <a> *.= monio diluido *.@@

*9M >-l *.208M >013 9.C:

C@M >013 0.@3

longitud l

Area A



Nsualmente, los conductímetros tienen la capacidad de compensar las medidas por los cam!iosde temperatura. $sta compensación puede realizarse manualmente o estar fi&a en un valor usual (p.e&.0.*M), dependiendo del equipo. 6or definición, un valor de conductividad compensado por cam!io detemperatura es la conductividad que tendría la disolución a la temperatura de referencia (que puede ser distinta de la temperatura de tra!a&o). $sta temperatura de referencia puede ser 09 o 08E-, y cuantom%s cercana sea la temperatura de medida a la temperatura de referencia, menor ser% el error cometido.

AL=UNAS APLICACIONES DE LAS 4EDIDAS CONDUCTI4>TRICAS

-omo se comentó previamente, las medidas conductim#tricas rara vez se utilizan para medir laconcentración de un determinado electrolito. 6or el contrario, resultan 7tiles para medir la concentracióntotal de electrolitos.

$eterminación de la salinidad del agua de mar

a salinidad total es una medida del contenido total de sales disueltas en una disolución, y es departicular importancia su determinación en el a'ua de mar. a salinidad del a'ua de mar es de!ida4entre otros electrolitos4 al <a-l, K-l y A'-l0, y su contenido total es determinante de procesos!ioló'icos tan diversos como el desove y la mi'ración de los peces.

a medida de salinidad se realiza en una escala !asada en una disolución de K-l. sí, un valor de salinidad de 28O a *8E- es equivalente a la conductividad de una disolución de K-l conteniendo20.328: ' K-l en * ' de disolución.

Figura &: 'angos de valores de conductividad ara distintos tios de aguas#

Control de la ure(a del agua

$l a'ua corriente suministrada por las ca;erías posee un contenido de electrolitos que no esadecuado para su uso en los la!oratorios. $sta a'ua puede ser purificada por destilación, intercam!ioiónico o por m#todos com!inados de intercam!iadores y mem!ranas para ósmosis inversa. 1e puedemedir el 'rado de purificación alcanzado midiendo la conductividad total del a'ua producida. osequipos que purifican el a'ua a un nivel de *9 4C A, tienen incorporado un sistema de medición continuade la conductividad. $n la i'ura = se resumen los ran'os de valores de conductividad para distintostipos de a'uas.

$l a'ua com7nmente utilizada en $lectroquímica es de calidad ultrapura, en la que la resistividad

de!e de alcanzar un valor mayor que *@ AΩ cm4*

. a misma se consi'ue lue'o de realizar una tripledestilación, se'uida de intercam!iadores catiónico y aniónico y ósmosis inversa. a resultante de!e fluir por filtros de car!ón activado y de mem!rana de acetato de celulosa de 9.22 µm de di%metro.

$eterminación de la solubilidad y el "s de sales insolubles

1upon'amos que queremos determinar la solu!ilidad (,) y el Kps (constante del producto desolu!ilidad) de la sal insolu!le A en a'ua a 08E-. $l equili!rio de solu!ilidad para dica sal puedeescri!irse como/

A(s) ⇔ AB(ac) B 4

(ac)

a solu!ilidad vendr% dada por la concentración de los iones AB y 4 en disolución, la que, por tratarse de una sal insolu!le, es muy peque;a.

partir de la ecuación (:)/

Cionion

m

= 1000.χΛ (*0)

0.1 1 10 100 1 10 1001000

S )S

agua pirodestilada agua deionizada

aguademineralizadaagua potale

agua de deseco

aguasuper2icial

agua demar

agua de desecoindustrial



donde C ion - ,. 6or otro lado, χion puede expresarse en función de las conductividades de la disolución ydel a'ua/

χion 5 χsol 4 χa'ua (*2)

por lo tanto/

# sol agua

m

= −

1000.3 4χ χ

Λ(*3)

-omo la disolución es muy diluida en sus iones, la conductancia molar puede ser sustituida por su valor a dilución infinita/

# sol agua

m

sol agua

ii

= −

= −

∑1000 1000

0 0.3 4

.3 4χ χ χ χ

λΛ(*8)

$n resumen, midiendo las conductividades de la disolución de una sal insolu!le y la del a'ua enque se preparó dica solución, y conociendo los valores ta!ulados de las conductancias iónicas adilución infinita, se puede calcular la solu!ilidad de una sal insolu!le.

partir de la ecuación (*3), y recordando que, para una sal insolu!le del tipo A, el K ps vienedado por

& # ps = "

(*:)

se puede demostrar sencillamente que/

& pssol agua

m

= −

1000

0

"

.3 4χ χ

Λ (*=)

$eterminación de la constante de disociación de !cidos d)biles

cierta concentración, un electrolito puede estar sólo parcialmente disociado. $n *@@=, rreniussu'irió que el grado de di"ociación α de un electrolito podía calcularse como/

α = Λ

Λeq

0 (*@)6ara un dado %cido d#!il .A de concentración C mol.4*/

> ⇔ >B B 4

la constante de equili!rio para la disociación %cida es/

[ ] [ ][ ]

& ! A

!A!A =+ −.

(*C)

as concentraciones de las especies involucradas pueden escri!irse en función del 'rado dedisociaciónα , teniendo en cuenta que por cada mol de .A, se producen α moles de >B y 4. $ntonces/

& C C

C

C!A =

−

=

−

3 4.3 4

.3 4 3 4

α α

α

α

α1 1

"

(09)

Introduciendo la ecuación (*@) en la (09) se o!tiene/

& C

!A =−

Λ

Λ Λ Λ

"

0 03 4 (0*)

"eordenando la ecuación anterior (0*) se o!tiene/

1 1 1

0"

0Λ Λ Λ

Λ= +

& C

!A ..3 . 4

(00)

6or lo tanto, 'raficando (*LΛ) v"/ (Λ.-), se puede o!tener Λ0 de la ordenada en el ori'en y .A de lapendiente.

TITULACIONES CONDUCTI4ETRICAS

as valoraciones conductim#tricas se !asan en la medida del cam!io de la conductancia de unadisolución a medida que se a're'a el reactivo valorante. a conductancia de una disolución varía, entre



otros factores, con el n7mero, tama;o y car'a de los iones, por lo que iones diferentes contri!uir%n enforma diferente a la conductancia de una disolución. De esta manera, durante una valoración, lasustitución de al'unas especies iónicas por otras producir% un cam!io en la conductancia, el cual puedeser venta&osamente aprovecado para determinar el punto final de una valoración.

$n las valoraciones conductim#tricas, la conductancia de la disolución a valorar se mide lue'o dela adición de cantidades determinadas de reactivo valorante. 1i se 'rafican los valores de conductanciaen función del volumen de valorante a're'ado, se o!tendr%n dos rectas de pendientes diferentes, de

cuya intersección se podr% o!tener el punto equivalente de la valoración.6or e&emplo, en la i'ura @ se muestra la 'r%fica de conductancia vs. volumen de <a>

a're'ado durante la valoración conductim#trica de una disolución de >-l con <a>. medida que sea're'a el reactivo valorante (<a>), los >B del >-l van siendo consumidos por los >4 para formar a'ua. $stos >B son pro'resivamente sustituidos por iones <aB, los cuales poseen una menor conductancia iónica que los >B, y por lo tanto, la conductancia de la disolución va disminuyendo. ue'odel punto equivalente, el exceso de iones <aB y >4 provoca el aumento de la conductancia de ladisolución, verific%ndose la se'unda recta que se muestra en la fi'ura. a pendiente de la rectacorrespondiente a la fase final de la valoración (m%s all% del punto equivalente) es menor que lapendiente inicial de!ido a que la suma de las conductividades iónicas del <aB y el >4 es menor que lacorrespondiente suma para los iones >B y -l4.

Figura ?: Cur&a ! %i%u#ación conuc%i)9%rica ! un @cio 9i# con una a"! -u!r%!0PROCEDI4IENTO EPERI4ENTAL:

a) Determinación de la constante de una celda conductim#trica

*. omar un vaso limpio, en&ua'arlo con a'ua ultrapura y colocar en el mismo una cantidadadecuada de a'ua ultrapura de forma que cu!ra totalmente los electrodos de una celda deconductividad. notar el valor de la conductancia o!tenido (G >0)

0. 're'ar en un vaso limpio y seco cantidad suficiente de una solución de K-l 9.9* A yanotar el valor de la conductancia (GK-l)

2. Determinar la temperatura de la solución y determinar la conductancia especifica (χ) de lasolución de K-l.

3. Determinar el valor de la constante de la celda/

χ

O H KCl

celda

GG

K

"−

=

8. In'resar el valor de constante de celda o!tenido en el conductímetro.

!) $studio del comportamiento de una solución con un electrolito verdadero

*. 6oner un vaso de Foemia *99.99 ml de a'ua ultrapura. Determinar su conductanciaespecifica

0. 6oner en una !ureta de *9 ml una solución 9.* A de K-l. >acer a're'ados de a 0 ml(anotando el valor exacto) al vaso de !oemia conteniendo el a'ua destilada, a'itar adecuadamente y anotar su conductividad

2. Graficar χ aCl vs/ C % , verificar que cumple con la ley de ey de Kolrausc

c) $studio del comportamiento de una solución con un electrolito d#!il y determinación de suconstante de equili!rio

*. 6oner un Faso de Foemia *99.99 ml de a'ua ultrapura. Determinar su conductanciaespecifica

vol. <a>(cm2)

6unto final



0. 6oner en una !ureta de *9 ml una solución 9.0 A de Pcido c#tico (>c). >acer a're'ados de a 0 ml (anotando el valor exacto) al vaso de !oemia conteniendo el a'uadestilada, a'itar adecuadamente y anotar su conductividad

2. Graficar χ aCl vs/ C % y analizar el comportamiento de la curva3. Ntilizando la relación de renius (ecuación 09) determinar la constate de equili!rio para la

disociación del Pcido c#tico

BIBLIO=RAFIAQAanual del -onductímetro rion, modelo *98R. nónimo. 33pp. (*CC:)

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5omre 66666666666666666666666666666666666666666666 Carnet 666666666666

1er Examen 7arcial

1. 3a4 Calcule la 2uerza i8nica Im en una disoluci8n que contiene 0,0100 mol &Cl, 0,0090 mol 'gCl", 0,00"0mol 'g#$% : 100 g de !"$. #uponga que no se 2orman pares i8nicos.

34 #e realiza la electr8lisis de una disoluci8n mu: diluida de Ag5$(3ac4, deposit;ndose 1,00 mmol de Ag.<as conductiidades molares a diluci8n in2inita de Ag=3ac4 : 5$(

−3ac4 son λm∞3Ag=4 >",1 Ω−1cm"mol−1 :



λm∞35$(

−4 ?1,% Ω−1cm"mol−1 respectiamente. Estime el n@mero de moles de 5$(−3ac4 que cruzan el plano

medio entre los electrodos.

(a) I m = ½ Σ i z i2mi = ½ [ 1(00100 mol) ! 1(00100 mol) ! "(000#0 mol) ! 1(00100 mol) ! "(00020 mol)

! "(00020 mol)$%0100 K& = 0''0 mol%&.

() *os +nicos ,oadoes de ca&a son A& ! / O'− ,o lo e − ≈ −

∞ = ν − λ m− ∞

%( ν !λ m! ∞ ! ν − λ m−

∞ ) =

31"%(421 ! 31") = 0#'#. *a ca&a necesaia ,aa de,osia 0001 moles de A& es 10− ' 5aada/s. *osiones niao ans,oan na 6acci7n − de la coiene el8cica e aa9iesa la solci7n ,o lo e los

O'− han deido ans,oa − (10− ' 5aada/s) de ca&a a a98s de la solci7n. :o lo ano 10− ' − moles

de O'−

aa9esaon el ,lano es deci 10− ' (0#'#) mol = 0#'# mmol.

". 7ara la siguiente pila a "9C : 1 ar,

7t Ag AgCl3s4 !Cl3ac4 !g"Cl"3s4 !g 7tB

3a4 escria la reacci8n de la celda

34 !alle la 2uerza electromotriz de la celda para molalidad del !Cl de 0,100 mol&g

3c4 !alle la 2uerza electromotriz de la celda para molalidad del !Cl de 1,00 mol&g

3d4 7ara esta pila, 3∂ ; ∂< 4 : 0,((D mV& a "9C : 1 ar. Encuentre ∆G , ∆ H : ∆S para la reacci8n de la pila a "9C.

AgCl3s4 = e− → Ag3s4 = Cl−3ac4 ; 0,"""" V

!g"Cl"3s4 = "e− → "!g3l4 = "Cl−3ac4 ; 0,">D0 V

(a) [A&Cl(s) ! e− → A&(s) ! Cl − (ac)$× 2

H& 2Cl 2(s) ! 2e− → 2H&(l) ! 2Cl − (ac)

2Ag(s) + Hg 2Cl 2(s) AgCl(s) + 2Hg(l)

() ; = ; - (><%25) ln [a(A&Cl)a2(H&)%a2(A&)a(H& 2Cl 2 )$ = ; dado e las aci9idades de los s7lidos

,eden omase como 1. :o lo ano ; = ; = ; deecha ? ; izieda = 024@0 ? 02222 = 00"#@ .

(c) ; = ; = 00"#@ .

(d) ;n 9isa de e ; = ; enemos e ( ∂ ;% ∂ <) = ( ∂ ;% ∂ <). :o lo ano ∆S = n5( ∂ ;% ∂ <) : = 2(B4"@# C

mol -1 ) (0000''@ K -1 ) = 4#2 mol -1 K -1.

∆G = − n5; = − 2(B4"@# C mol -1 ) (00"#@ ) = − @@"0 mol − 1.

∆ H = ∆G ! < ∆S = − @@"0 mol -1 ! (2B@1 K) (4#2 mol -1 K -1 ) = 104 K mol -1.

(. Calcule la energa cin*tica traslacional total de las mol*culas de aire contenidas en una aitaci8n de 9,0m × >,0 m × (,0 m a "0C : 1,00 atm. Considere comportamiento de gas ideal : exprese el resultado en

Foules. Repita el c;lculo para %0C : 1,00 atm : discuta reemente el resultado otenido a amastemperaturas.



R D.(1% mol−1& −1 D".0> cm( atm mol−1& −1

S,oniendo e el aie en esas condiciones se com,oa como n &as ideal ; = ('%2)n>< = ('%2): =

1#(100 am)(B0 × 104 cm' )(@'1" )%(@2.04 cm' am) = 1'3 × 103 . Se oiene el mismo 9alo ,aa "0C.

Si ien la ene&Da aslacional de cada mol8cla amena al amena la em,eaa la ,esi7n

,emanece consane ,o lo e el n+meo de mol8clas de aie conenidas en la haiaci7n a "0C es

meno e a 20C de manea e ,aa n &as ideal ; = ('%2) : es inde,endiene de <.

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