fisicoquímica ii - conductividad de electrolitos
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PRCTICA N3
Universidad Nacional de Ingeniera Fisicoqumica II
Facultad de Ciencias Conductividad de Electrolitos
PRCTICA N4CONDUCTIVIDAD DE ELECTROLITOS1. RESUMEN
En la presente prctica se determinarn las conductividades de dos disoluciones de electrolitos fuertes y una de un electrolito dbil, para poder analizar el comportamiento de la conductividad y conductividad molar para cada uno de los electrolitos empleados. Para dicho anlisis se har empleo de lo establecido segn Kohlrausch: Que las soluciones electrolticas obedecen la ley de Ohm cuando se emplea una fuente de corriente alterna, as como que la conductividad de una solucin infinitamente diluida est compuesta por las contribuciones individuales de cada ion. As como la ayuda de grficas: K vs C, m vs C, y para los dos electrolitos fuertes se emplear la relacin de Kohlrausch de la cual se obtiene la grfica de m vs , a la cual mediante extrapolacin se obtendrn las conductividades a molares a disolucin infinita. Para el electrolito dbil , se har uso de la Ley de dilucin de Ostwald, la cual es obtenida segn lo establecido por Kohlrausch y el aporte del mtodo de determinacin del grado de disociacin de electrolitos hecho por Arrhenius. Mediante esa ley, se determinarn la constante de disociacin y los diferentes grados de disociacin al graficar 1/ m vs C para el cido actico (electrolito dbil). 2. OBJETIVOS
Estudiar y determinar la influencia de la concentracin sobre la conductividad de electrolitos fuertes tales como el KCl(ac) y CuSO4(ac) as como para un electrolito dbil como el cido actico, CH3COOH(ac). Determinar el grado de disociacin () y la constante de disociacin del cido actico, CH3COOH(ac).3. DATOS EXPERIMENTALES
Tabla N1. Medidas de conductividad para la disolucin de KCl(ac) .NC (mol.L-1)K (S.cm-1)T (C)
10.00156000.000247019.1
20.00325000.000460019.2
30.00625000.000907019.2
40.01250000.001785019.2
50.02500000.003460019.6
60.05000000.006570019.2
70.10000000.012520019.1
Tabla N2. Medidas de conductividad para la disolucin de CuSO4(ac).
NC (mol.L-1)K (S.cm-1)T (C)
10.00156000.000312019.2
20.00325000.000420019.2
30.00625000.001000019.2
40.01250000.001729019.2
50.02500000.002950019.3
60.05000000.005050019.2
70.10000000.008770019.2
Tabla N3. Medidas de conductividad para la disolucin de CH3COOH(ac).
NC (mol.L-1)K (S.cm-1)T (C)
10.00125000.000075919.0
20.00250000.000104818.8
30.00500000.000127619.0
40.01000000.000189119.2
50.02000000.000269019.1
60.04000000.000374018.9
70.08000000.000526018.9
El valor de K para el agua es 2.03 S.cm-1.4. ANLISIS DE DATOS Y RESULTADOS 4.1 CLCULOS
Grafique la conductividad () versus concentracin (C) y conductividad molar (m) versus concentracin (C).La conductividad de la solucin es la suma de las conductividades de cada componente, luego debido a que se considera al agua como una componente la conductividad medida sera la suma de la conductividad del agua y la conductividad del soluto para cada concentracin, por lo que para poder analizar la conductividad de cada soluto se restara a la conductividad de la solucin el valor de la conductividad de agua.
... (4.1.1)Donde:
Ki: Conductividad del electrolito i (S.cm-1). K: Conductividad de la disolucin (S.cm-1). Kagua: Conductividad del agua (S.cm-1).Al momento de realizar los clculos correspondientes, los valores de las concentraciones de las tablas N1, 2 y 3 deben ser expresados en mol.cm-3.
Tabla N4. Valores de conductividad para el KCl(ac).NC (mol.cm-3)K (S.cm-1)T (C)
10.0000015600.0002449719.1
20.0000032500.0004579719.2
30.0000062500.0009049719.2
40.0000125000.0017829719.2
50.0000250000.0034579719.6
60.0000500000.0065679719.2
70.0001000000.0125179719.1
Tabla N5. Valores de conductividad para el CuSO4(ac).
NC (mol.cm-3)K (S.cm-1)T (C)
10.000001560.0003099719.2
20.000003250.0004179719.2
30.000006250.0009979719.2
40.000012500.0017269719.2
50.000025000.0029479719.3
60.000050000.0050479719.2
70.000100000.0087679719.2
Tabla N6. Valores de conductividad para el CH3COOH(ac).
NC (mol.cm-3)K (S.cm-1)T (C)
10.000001250.0000738719.0
20.000002500.0001027718.8
30.000005000.0001255719.0
40.000010000.0001870719.2
50.000020000.0002669719.1
60.000040000.0003719718.9
70.000080000.0005239718.9
La conductividad molar (m) est expresada por: [2]
EMBED Equation.3 ... (4.1.2)
Expresando los datos de las tablas N4, 5 y 6 en funcin de la conductividad molar:
Tabla N7. Valores de conductividad molar para el KCl(ac).NC (mol.cm-3)m (S.mol-1.cm2)T (C)
10.0000015600157.032051319.1
20.0000032500140.913846219.2
30.0000062500144.795200019.2
40.0000125000142.637600019.2
50.0000250000138.318800019.6
60.0000500000131.359400019.2
70.0001000000125.179700019.1
Tabla N8. Valores de conductividad molar para el CuSO4(ac).
NC (mol.cm-3)m (S.mol-1.cm2)T (C)
10.00000156198.69871819.2
20.00000325128.60615419.2
30.00000625159.675219.2
40.00001250138.157619.2
50.00002500117.918819.3
60.00005000100.959419.2
70.0001000087.679719.2
Tabla N9. Valores de conductividad molar para el CH3COOH(ac).
NC (mol.cm-3)m (S.mol-1.cm2)T (C)
10.0000012559.096000019.0
20.0000025041.108000018.8
30.0000050025.114000019.0
40.0000100018.707000019.2
50.0000200013.348500019.1
60.000040009.299250018.9
70.000080006.549625018.9
Tabla N10. Valores de m y para el KCl(ac).
N(mol1/2.cm-3/2)m (S.mol-1.cm2)T (C)
10.0012490157.032051319.1
20.0018028140.913846219.2
30.0025000144.795200019.2
40.0035355142.637600019.2
Continuacin de la Tabla N10 : Valores de m y para el KCl(ac).50.0050000138.318800019.6
60.0070711131.359400019.2
70.0100000125.179700019.1
Tabla N11. Valores de m y para el CuSO4(ac).
N(mol1/2.cm-3/2)m (S.mol-1.cm2)T (C)
10.001249000198.69871819.2
20.001802776128.60615419.2
30.002500000159.675219.2
40.003535534138.157619.2
50.005000000117.918819.3
60.007071068100.959419.2
70.01000000087.679719.2
Tabla N12. Valores de m y para el CH3COOH(ac).
N(mol1/2.cm-3/2)m (S.mol-1.cm2)T (C)
10.00111803459.096000019.0
20.00158113941.108000018.8
30.00223606825.114000019.0
40.00316227818.707000019.2
50.00447213613.348500019.1
60.0063245559.299250018.9
70.0089442726.549625018.9
Tabla N13. Valores de 1/m y C. m para el CH3COOH(ac).
NC (mol.L-1)m (S.mol-1.cm2)C m1/mT (C)
10.0012500059.09600000.073870000.016921619.0
20.0025000041.10800000.102770000.024326218.8
30.0050000025.11400000.125570000.039818419.0
40.0100000018.70700000.187070000.053455919.2
50.0200000013.34850000.266970000.074914819.1
60.040000009.29925000.371970000.107535618.9
70.080000006.54962500.523970000.152680518.9
Calcule las conductividades molares a dilucin infinita, m , de los electrolitos estudiados.
Para soluciones de electrolitos fuertes Kohlrausch propuso que a bajas concentraciones se cumple:
... (4.1.3)Donde, b es una constante y m la denominada conductividad molar a dilucin infinita. Para el KCl y el CuSO4, por ser electrolitos fuertes, se usa la ecuacin (4.1.3) en la cual para determinar el valor de m se extrapola la curva de tendencia hasta el valor de igual a cero.
Luego observando la ecuacin de la Grfica 3 para el KCl: (4.1.4)De (4.1.4):
La ecuacin en la Grfica 3 para el CuSO4 es: (4.1.5)De (4.1.5):
Arrhenius propuso un mtodo para calcular el grado de disociacin de los electrolitos en sus iones, , a partir de medidas de conductividad. As:
(4.1.6)Considerando, la disociacin del cido actico:
(4.1.7)Sabiendo que, , es el grado de disociacin, entonces cuando la disociacin del cido actico dado por la ecuacin (4.1.7) alcance el equilibrio, las concentraciones de las especies inicas son: y y . Luego, la constante de equilibrio viene dada por la siguiente ecuacin: (4.1.8)
Reemplazando la ecuacin (4.1.6) en la ecuacin (4.1.8) y reordenando dicho resultado, se obtiene la ecuacin que caracteriza a la Ley de dilucin de Ostwald: (4.1.9)
Para el cido actico, CH3COOH, al ser un electrolito dbil, se emplear la Ley de dilucin de Ostwald (4.1.9), la cual se cumple bastante bien en disoluciones diluidas, mediante la cual se puede obtener m, as como la constante de disociacin mediante la representacin grfica de vs. . De la Grfica 4 se obtiene la siguiente ecuacin: (4.1.10)Al comparar las ecuaciones (4.1.9) y (4.1.10):
Calcule los valores del grado de disociacin, , del cido actico a cada concentracin y la constante de disociacin, Ka.Para determinar el grado de disociacin se utilizara la ecuacin (4.1.6).
Tabla N14. Valores del grado de disociacin, , para diferentes concentraciones del CH3COOH(ac).
NC (mol.L-1)m (S.mol-1.cm2)m (S.mol-1.cm2)T (C)
10.001250059.096000333.330.1772897719.0
20.002500041.108000333.330.1233252318.8
30.005000025.114000333.330.0753427519.0
40.010000018.707000333.330.0561215619.2
50.020000013.348500333.330.0400459019.1
60.04000009.299250333.330.0278980318.9
70.08000006.549625333.330.0196490718.9
Al comparar las ecuaciones (4.1.9) y (4.1.10), se puede determinar KHAc:
(4.1.11)
(4.1.12)
Desarrollando la expresin (4.1.12) y reemplazndola en (4.1.11): (4.1.13)
Para determinar la constante de disociacin, KHAc, a las diferentes concentraciones de cido actico se emplear la ecuacin (4.1.8).Tabla N15. Valores de la constante de disociacin, KHAc, para diferentes concentraciones del CH3COOH(ac).
NC (mol.L-1)KHAcT (C)
10.00125000.177289774.776E-0519.0
20.00250000.123325234.337E-0518.8
30.00500000.075342753.070E-0519.0
40.01000000.056121563.337E-0519.2
50.02000000.040045903.341E-0519.1
60.04000000.027898033.203E-0518.9
70.08000000.019649073.151E-0518.9
Clculo del porcentaje de error:Se consideraran como valores tericos a los de la Tabla N16.
Tabla N16. Valores tericos de la conductividad molar a dilucin infinita, m, para cada electrolito, as como el valor de la constante de disociacin, Ka, del cido actico. Electrolitom (S.mol-1.cm2)
KCl149.85
CuSO4267.2
CH3COOH390.5
Ka = 1.7539 x 10-5
Tabla N17. Valores experimentales de la conductividad molar a dilucin infinita, m, para cada electrolito, as como el valor experimental de la constante de disociacin, Ka, del cido actico. [1], [3]Electrolitom (S.mol-1.cm2)
KCl169.25
CuSO4230.19
CH3COOH333.33
Ka = 2.6694 x 10-6
Tabla N18. Porcentajes de error para cada valor de la conductividad molar a dilucin infinita, m, de cada electrolito, as como para la constante de disociacin, Ka, del cido actico.Variable%Error
m,KCl12.95
m,CuSO413.85
m, CH3COOH14.64
KHAc
4.2 GRFICOS
GRFICA 1. Conductividad (K) vs Concentracin para los diferentes electrolitos.
GRFICA 2. Conductividad molar (m) vs concentracin para los diferentes electrolitos.
GRFICA 3. Conductividad molar (m) vs para los diferentes electrolitos.
GRFICA 4. 1/m y C. m para el CH3COOH(ac).4.3 RESULTADOS
Se determinaron los valores de conductividad molar a dilucin infinita, m, para cada electrolito. Los cuales se presentan en la siguiente tabla, con su respectivo porcentaje de error.
Tabla N19. Valores experimentales de la conductividad molar a dilucin infinita, m, para cada electrolito con su respectivo porcentaje de error. Electrolitom (S.mol-1.cm2)%Error
KCl169.2512.91
CuSO4230.1913.85
CH3COOH333.3314.64
Adems el valor experimental de la constante de disociacin del cido actico fue Ka = 2.6694 x 10-6, con un % error del orden de 84.78. Tambin, los valores del grado de disociacin, , del cido actico a cada concentracin y sus respectivas constantes de disociacin, KHAc, se encuentran en las tablas N14 y 15, respectivamente. 4.4 DISCUSIONES
Durante el desarrollo de la prctica es muy importante enjuagar el electrodo del conductmetro empleado antes y despus de cada medicin, con agua destilada, no slo para evitar que la salinidad de una muestra altere la medicin de la siguiente, sino tambin para evitar el deterioro del electrodo por formacin de depsitos de sales en las placas. De la Grfica 1 se puede observar que la conductividad de los electrolitos aumenta en medida que la concentracin del electrolito aumenta, ello se debe a que la conductividad elctrica es un fenmeno de transporte en el cual la carga elctrica (en forma de electrones o iones) se mueve a travs del sistema. En el caso de disoluciones de electrolitos al aumentar la concentracin de stos, la concentracin de los iones aumenta y con ello una mayor carga elctrica se mueve a travs de la disolucin. Es importante resaltar que la conductividad elctrica, expresada por: [2] (4.4.1)
Donde, j, es la densidad de corriente elctrica y E es la intensidad del campo elctrico aplicado; para muchas sustancias es independiente de la magnitud del campo elctrico aplicado y por tanto es independiente de la magnitud de la densidad de corriente. Se dice entonces que dichas sustancias obedecen la Ley de Ohm, que establece que K permanece constante cuando E cambia. Dentro de las sustancias que siguen la mencionada ley, se encuentran las disoluciones de electrolitos pero con la condicin de que E no se extremadamente alto y se mantengan las condiciones de estado estacionario.
La conductividad electroltica no es una cantidad adecuada para comparar conductividades de disoluciones distintas, pues si una disolucin es mucho ms concentrada que otra, puede tener una conductividad mayor simplemente porque contenga ms iones, lo que se necesita es una propiedad en la que haya sido compensada esta diferencia de concentracin, por ello se define la conductividad molar m, la cual est expresada por la ecuacin (4.1.2). [5] De la Grfica 2, se observa que la conductividad molar, m, la cual es una medida de la capacidad de transporte de corriente de una cantidad dada de un electrolito; disminuye al aumentar el valor de la concentracin, C, es decir es inversamente proporcional al valor de la concentracin; ello se debe a que la conductividad molar, es un valor que vara algo con la concentracin. Esto es debido a que las interacciones entre iones afectan a la conductividad K y estas interacciones cambian cuando cambia la concentracin.El rpido aumento de m para el cido actico (CH3COOH) a medida de que el valor de su concentracin se hace cada vez ms pequeo, se debe a un aumento del grado de disociacin de este cido dbil al disminuir C, lo cual se puede comprobar al observar los valores de (grado de disociacin) a diferentes concentraciones en la Tabla N 14. Mientras que el descenso lento de m para el KCl a medida de que la concentracin aumenta se debe a las interacciones entre los iones de carga opuesta, que hacen disminuir la conductividad. Pero para el CuSO4, el valor de m disminuye ms rpidamente que para el KCl, debido en parte al mayor de apareamiento inico a medida que aumenta la concentracin de este electrolito. [2]De lo mencionado y de la Grfica 2 se tiene el siguiente orden de las conductividades molares de los electrolitos estudiados a bajas concentraciones:
> >>>
La Grfica 3, nos representa la relacin entre la conductividad molar (m) ypara los diferentes electrolitos la cual fue propuesta para electrolitos fuertes a bajas concentraciones segn Kohlrausch (4.1.3). Para la obtencin de las respectivas ecuaciones asociadas a las diferentes curvas de m vs para los electrolitos fuertes: KCl y CuSO4, se consideraron para ambos electrolitos los cuatro primeros puntos, dentro de los cuales no se consider al segundo punto (pico) debido a que se encontraba fuera de la curva analizada para cada uno de los electrolitos. Hecha esta aclaracin, para determinar el valor de la conductividad molar a dilucin infinita, m, para cada uno de los electrolitos se extrapolar a un valor de C = 0, en las respectivas ecuaciones (4.1.4) y (4.1.5). Cabe mencionar que en la Grfica 3, se encuentra expresada la ecuacin segn Kohlrausch para el cido actico, sin embargo para electrolitos dbiles la extrapolacin a C = 0, resulta imposible, y por ello para determinar la conductividad a dilucin infinita se emplea un mtodo diferente. [4], [5] Es importante mencionar que la constante b en la relacin de Kohlrausch (ecuacin 4.1.3) es un coeficiente que depende ms de la naturaleza del electrolito (es decir, si es de forma MX, o de la forma M2X2, etc.) que de su identidad especfica. [5]9999999999 De los clculos realizados empleando la relacin propuesta por Kohlrausch para electrolitos fuertes y de la Grfica 3, se obtiene la siguiente relacin para las conductividades molares a dilucin infinita:
> >>>>>>
Los errores obtenidos en las curvas de los electrolitos fuertes en la Grfica 3, es decir los picos que se pueden observar en cada una de estas curvas, pueden haber sido causados por un mal lavado del electrodo, de manera que entre sus placas hayan quedado restos de sal que interfirieron en la medicin de conductividad.
Al momento de calcular la constante de disociacin del cido actico, se hizo se consider que los valores de los coeficientes de actividad para cada especie involucrada eran iguales a 1 y ello ocurre en soluciones infinitamente diluidas lo cual es incorrecto pues se est considerando un caso ideal, ya que si bien para nuestro caso se pueden considerar valores de los coeficientes de actividad muy prximos a 1, dicha aproximacin nos induce errores en los clculos realizados. Como el obtenido para el valor de KHAc el cual fue del orden del 84.78%. En la curva para el cido actico de la Grfica 3, se puede observar que en las partes donde la concentracin del cido aumenta se nota una curvatura para dicha curva, ello debido a que a mayores concentraciones el electrolito y la solucin experimentan una fuerza inica mayor que hace que se lleve a cabo el fenmeno denominado pares inicos. Dicho fenmeno tambin se hace evidente al cambiar la linealidad en la relacin entre 1/m y C. m para el CH3COOH y por tanto el valor a determinar de la constante de disociacin para dicho cido dbil. Debido a ello para la determinacin de la ecuacin de la recta asociada a la curva de la Grfica 4, no se consideraron los tres primeros puntos. 5. CONCLUSIONES
Se pudo comprobar y determinar la dependencia entre las conductividades con la concentracin, as como las conductividades molares a dilucin infinita para los electrolitos fuertes: CuSO4(ac), KCl(ac) y un electrolito dbil: CH3COOH(ac). Dicha dependencia se puede observar en las Grficas 1, 2, 3 y 4, as como los valores correspondientes de las conductividades con sus respectivos porcentajes de error se encuentran en la Tabla N19. Se determin el grado de disociacin () para diferentes concentraciones del cido actico, los cuales se muestran en la Tabla N14, as como el valor de la constante de disociacin (KHAc) la cual se muestra en la Tabla N17.6. CUESTIONARIO
6.1 Defina los siguientes trminos e indique sus unidades si les corresponde:
a. Explicar en que se basa la ley de Kohlrausch y cules son sus limitaciones [4]Kohlrausch logr relaciones empricas a partir de las mediciones de conductividades equivalentes, caracterizando experimentalmente la variacin de la conductividad equivalente de un electrolito, a una temperatura determinada, frente a la raz cuadrada de la concentracin, y, para algunos electrolitos, las grficas obtenidas en el dominio de bajas concentraciones correspondan con bastante precisin a una lnea recta. Estas grficas, para varios electrolitos se representan en la Figura 1. Aqu se observa que aparecen dos tipos diferentes de comportamiento: Aquellos electrolitos que presentan esencialmente variacin lineal, se les agrupa entre los electrolitos fuertes; mientras que, los que se aproximan a la conductividad lmite de forma casi tangencial, estn agrupados como electrolitos dbiles.De la Figura 1 se puede observar una interesante relacin al extrapolar los valores de las conductividades de los electrolitos hasta la dilucin infinita, para obtener la llamada conductividad equivalente lmite. Estas conductividades, que se representan por m, son la base de la Ley de Kohlrausch o de la migracin independiente de los iones.
FIGURA 1. Variacin de la Conductividad equivalente en funcin de (c para algunas disoluciones acuosas de electrolitos, a 25C. [4]La conductividad del electrolito a dilucin 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 inicas equivalentes, que para dilucin infinita permiten establecer que:
m = (o+ + (o- (Idealidad) (6.1.1)La ley de Kohlrausch sugiere ahora, que la conductividad a dilucin infinita de un electrolito depende de las contribuciones independientes de los iones que lo conforman. La independencia de stas contribuciones se pone de manifiesto al comparar electrolitos que tienen algn ion comn; pero la ley de Kohlrausch no suministra, y as debe destacarse, la forma de calcular las contribuciones individuales de los diferentes iones, solo permite evaluar variaciones.
La aplicacin prctica e inmediata de la idea de una contribucin independiente de los iones a dilucin infinita, es el camino para deducir el valor de la conductividad lmite de los electrolitos dbiles. Por ejemplo, para el cido actico se puede establecer que:
(6.1.2)
Porque el miembro derecho de la ecuacin (6.1.2) puede ser interpretado como:
(oNa+ + (oAc- + (oH+ + (oCl- - (oNa+ - (oCl- = (oH+ + (oAc- = (o (HAc) (6.1.3)Luego es evidente, como se observa en la Figura 1, que no sera posible lograr el valor exacto, si se intentara alcanzarlo por extrapolacin grfica.
b. Conductividad molar [2]La conductividad molar, m, es una magnitud que da cuenta de la capacidad de transporte de corriente elctrica de un electrolito en disolucin y se define como:
Siendo la conductividad de la disolucin y c la concentracin estequiomtrica molar del electrolito. Es una magnitud que depende del electrolito y del disolvente. Las unidades de la conductividad molar en el SI son S.mol-1.cm2. c. Dilucin infinita
Es el estado hipottico en el cual la concentracin del soluto en una solucin se considera o aproxima a cero; esto quiere decir que la cantidad de soluto en la solucin tiende a cero. Pero esta aproximacin no implica que se est trabajando o considerando al solvente puro en la dilucin infinita sino que se considera un estado caracterstico de la solucin para poder determinar valores como m que es la conductividad molar a dilucin infinita. [5]d. Ley de dilucin de Ostwald, ventajas y desventajas. [4]En 1888 las ideas de Arrhenius fueron expresadas cuantitativamente por F. W. Ostwald (1853-1932) en trminos de una ley de dilucin. Consideremos un electrolito AB que en disolucin est parcialmente disociado en molculas AB y parcialmente disociado en los iones A+ y B-: AB A+ + B-, la constante de equilibrio, considerando un comportamiento ideal es: (6.1.4)Si n es la cantidad de electrolito presente en un volumen V y la fraccin disociada es ; la fraccin no disociada es 1 . Las cantidades de las tres sustancias presentes en el equilibrio y sus concentraciones correspondientes son:
Luego la constante de equilibrio es:
(6.1.5)
Por lo tanto para una cantidad dada de sustancia el grado de disociacin puede variar con el volumen en la forma:
(6.1.6) O tambin como c = n/V: (6.1.7) Cuando aumenta el volumen, disminuye la concentracin y aumenta el grado de disociacin. A volmenes muy grandes (concentraciones aproximndose a cero), el grado de disociacin se acerca a la unidad; esto es, la disociacin es cercana al 100% cuando nos aproximamos a dilucin infinita. El valor experimental de m a la disociacin completa; a concentraciones finitas la conductividad molar m es menor en un factor . La ley de dilucin se expresa como:
(6.1.8) (6.1.9) Esta ecuacin (6.1.9) proporciona una interpretacin satisfactoria de la variacin de m con c para electrolitos dbiles, pero para electrolitos fuertes existen importantes desviaciones.
6.2 Analice, discuta (con bases tericas) e indique las posibles soluciones a los siguientes casos:
a. Cmo influye la medicin de la conductividad de las soluciones si se realizan medidas de soluciones sin enjuagar previamente el electrodo con agua desionizada?
Influyen en la medida de conductividad debido a que quedan pequeos rastros de muestra en los electrodos, los cuales contienen iones disociados de las muestras anteriores, de esta manera se tendra que la nueva media que se le realizara a la nueva solucin no contendra solamente a los iones pertenecientes a la nueva solucin si no tambin contendra una pequea cantidad de iones de la muestra anterior. Esto altera la medida de conductividad porque la movilidad inica ya no es la misma cuando se analiza a la misma solucin pero de distinta concentracin, e incluso el grado de disociacin no sera el mismo si se estuviera analizando soluciones de electrolitos diferentes.En cambio al utilizar agua desionizada, esta agua encapsula o atrapa comportndose como solvente para poder retirar cualquier ion de la muestra anterior en el electrodo y quedando tan solo pequeas muestras de agua. Pero el agua desionizada no realiza ningn tipo de aporte inico a la nueva muestra debido al tratamiento previo que se le ha dado a este tipo de agua. [6]b. A qu se llama agua de conductividad y por qu se llama as?
Es un tipo de agua especial para el uso en enjuague de electrodos de un conductmetro, es decir, esta agua es un tipo de agua desionizada de mayor pureza y de menor conductividad que el agua desionizada que se utiliza para otros experimentos. Mtodo de preparacin: Se hace pasar agua destilada travs de un desionizador, descartndose el primer litro. La conductividad debe ser menor que 1 S.cm-1. [6]c. Qu tipo de soluciones se han preparado (ideales, no ideales, diluidas, concentradas, electrolitos fuertes, dbiles, no electrolitos), explique brevemente la importancia de este tema (conductividad) para la electroqumica?
Se han preparado soluciones no ideales, de baja concentracin, es decir diluidas, de electrolitos fuertes como el Sulfato de Cobre y el Cloruro de Potasio; y a su vez se ha preparado soluciones de electrolitos dbiles como el Acido Actico.
La importancia del conocimiento sobre la conductividad radica principalmente en el hecho del poder conocer que materiales en solucin pueden ser buenos o malos conductores.
Otra aplicacin es el la electrlisis; en la cual se puede obtener alguna sustancia o compuesto derivado de otro compuesto que lo contenga, as mediante el conocimiento de la conductividad y haciendo los clculos electrolticos necesarios se puede conocer cuento de corriente es necesario hacer pasar a una determinada concentracin de un electrolito para que se deposite en los electrodos la cantidad requerida de la sustancia pedida.
6.3 Corregida la conductividad del agua, la conductividad de una solucin saturada de AgCl a 25C fue de 0,1887 mS.m-1 y para calcular la conductividad molar lmite del AgCl se tienen los siguientes datos (La conductividad molar lmite de KCl, KNO3 y AgNO3 a 25C son 14,99x104 mS.dm2.mol-1, 14,50x104 mS.dm2.mol-1 y 13,34x102 mS.dm2.mol-1). Determinar aproximadamente la solubilidad del cloruro de plata a esa temperatura.
Primero hallamos la conductividad lmite del AgCl mediante las relaciones:
Entoncesse calcula con suma y resta de estas relaciones:
(6.3.1)Luego el producto de solubilidad est dado por:
(6.3.2)
Donde: y . Ello en la ecuacin (6.3.2):
(6.3.3) Considerando que , se tiene que: (6.3.4) Desarrollando la expresin (6.3.3): (6.3.5) Luego, reemplazando este valor en la expresin (6.3.3) y considerando que la solucin est muy diluida, luego el coeficiente de actividad medio toma el valor de: . Entonces la ecuacin (6.3.3) que nos expresa el producto de solubilidad del AgCl sera igual a: (6.3.6)
7. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS1. Atkins, Peter. De Paula, Julio. Physical Chemistry. 8th Edition. Oxford University Press. 2006.
Pgina: 763 765 y 1019.
2. Levine, Ira N. Fisicoqumica. Volumen 2. 5ta Edicin. McGraw Hill, INC. Espaa. 2004.
Pginas: 633 639.
3. Dean, John A. Langes Handbook of Chemistry. Fifteenth Edition. McGRAW HILL, INC. 1999.
Pgina: Section 8.244. ares.unimet.edu.ve/qumica/bpqi13/CONDUCTIVIDAD.doc5. http://www.exp.uji.es/asignatura/obtener.php?letra=N&codigo=09&fichero=1066642859N096. http://books.google.com.pe/books?id=mLhyRECwOqkC&pg=PT167&lpg=PT167&dq=%22agua+de+conductividad%22&source=bl&ots=HrhLj1rhH2&sig=BYwrAaj8tdDgBLTSlZ7iKovenxA&hl=es&ei=2tgWSpGmAua9twf58pDuDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5PAGE Pgina 20
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