DETERMINAR EL ENLACE QUIMICO DE ALGUNAS SUSTANCIAS ORGANICAS E INORGANICAS POR CONDUCTIVIDAD ELECTRICA

“DETERMINAR EL ENLACE QUIMICO DE ALGUNAS SUSTANCIAS ORGANICAS E INORGANICAS POR CONDUCTIVIDAD ELECTRICA”

E. L. Calderon1 y C. Rodriguez2

1y 2Departamento Académico de Ingeniería Química - Universidad Nacional de Piura

RESUMEN

El presente proyecto muestra una serie de pruebas para la medición de los diferentes voltajes de algunas sustancias orgánicas e inorgánicas.

La conductividad eléctrica de un medio es la capacidad que tiene el medio para conducir la corriente eléctrica. El agua pura, prácticamente no conduce la corriente eléctrica, pero el agua potable debido a la cantidad de sales disueltas si conduce la corriente. Como las sales del agua potable están formadas por iones cargados positiva y negativamente, son los que conducen la corriente, la cantidad conducida dependerá del número de iones presentes y de su movilidad. Como se demuestra en este proyecto las sustancias inorgánicas son las que producen un alto voltaje.

Palabras Claves: conductividad eléctrica, iones, sustancias inorgánicas

ABSTRACT

This project shows a series of tests to measure different voltages of some organic and inorganic substances.

The electrical conductivity of a medium is the ability of the means to conduct electrical current. Pure water, practically does not conduct electricity, potable water but due to the amount of dissolved salts if the current leads. As drinking water salts are formed by positively and negatively charged ions, are leading the current, the driven amount depends on the number of ions present and their mobility. As demonstrated in these projects are inorganic substances that produce a high voltage.

Keywords: electrical conductivity, ions, inorganic substances

INTRODUCCIÓN

El presente proyecto realiza una serie de pruebas para medir la conductividad eléctrica de diferentes compuestos inorgánicos y orgánicos en solución y asi determinar el tipo de enlace químico con que están formados.

La conductividad eléctrica es una variable que se controla en muchos sectores, desde la industria química a la agricultura. Esta variable depende de la cantidad de sales disueltas presentes en un líquido.

Con los instrumentos convencionales, la medida de la conductividad eléctrica se obtiene aplicando un voltaje entre dos electrodos y midiendo la resistencia de la solución. Las soluciones con conductividad alta producen corrientes más altas.

Como sabemos ningún solvente puro conduce la corriente eléctrica, y ningún soluto puro conduce la corriente eléctrica, a menos que este en estado líquido. Pero una solución puede conducir la corriente. Para que esto suceda, la solución debe estar formada por un soluto electrolito (es decir, compuestos formado por enlaces iónicos y en algunos casos sales iónicas orgánicos) y por un solvente polar como el agua, lo cual forma una solución electrolítica.

Las soluciones de NaCl (sal común) o CuSO4 (sulfato cúprico) en agua conducen la electricidad a toda su intensidad.

Pero, el acido acético o vinagre común (CH3-COOH) al disolverse en agua produce iones los cuales pueden conducir la electricidad, pero solo levemente.

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MARCO TEORICO

Conductividad Eléctrica:

La conductividad eléctrica se define como la capacidad de una sustancia de conducir la corriente eléctrica.

Existen muchas unidades de expresión de la conductividad, aunque las más utilizadas son:

dS/m (deciSiemens por metro)

mohms/cm (miliohm por centímetro)

La unidad de medición utilizada comúnmente es él: Siemens/cm (S/cm), con una magnitud de 10-6, es decir microSiemens/cm (µS/cm), o en 10-3, es decir, miliSiemens (mS/cm).

La conductividad en medios líquidos (Disolución) está relacionada con la presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía si se somete la solución a una fuente de energía eléctrica.

Estos conductores iónicos se denominan electrolitos o conductores electrolíticos.

El flujo de electricidad a través de un conductor es debido a un transporte de electrones, según la forma de llevarse a cabo este transporte, los conductores eléctricos pueden ser de dos tipos: conductores metálicos (como oro, plata, aluminio y cobre) o electrónicos y conductores iónicos o electrolíticos.

Conductores Iónicos:

A este tipo pertenecen las disoluciones acuosas iónicas. En ellas la conducción de electricidad al aplicar una fuente de energía se debe al movimiento de los iones en disolución, los cuales transfieren los electrones a la superficie de los electrodos para completar el paso de corriente.

La Conductividad Eléctrica (CE) de una Disolución:

Se puede definirse como la capacidad de ésta para transmitir la corriente eléctrica, y dependerá, además del voltaje aplicado, del tipo, número, carga y movilidad de los iones presentes y de la viscosidad del medio en el que éstos han de moverse.

En nuestro proyecto este medio es el agua pura con conductividad eléctrica cero.

Conductividad del agua

Muestra Conductividad eléctrica

Agua pura: 0.00 µS/cm

Agua destilada: 0.5 µS/cm

Agua de montaña: 1.0 µS/cm

Agua para uso doméstico: 500 a 800 µS/cm

Máx. para agua potable: 0055 µS/cm

Agua de mar: 52 µS/cm

Las determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinaciones conductométricas y tienen muchas aplicaciones como, por ejemplo:

• En la electrólisis, ya que el consumo de energía eléctrica en este proceso depende en gran medida de ella.

• En los estudios de laboratorio para determinar el contenido de sal de varias soluciones durante la evaporación del agua (por ejemplo en el agua de calderas o en la producción de leche condensada).

En el estudio de los ácidos, puesto que pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad.

Para determinar las solubilidades de electrólitos escasamente solubles y para hallar concentraciones de electrólitos en soluciones por titulación.

Para las soluciones acuosas, el valor de la conductividad es directamente proporcional a la concentración de sólidos disueltos (sales iónicas), por lo tanto, cuanto mayor sea dicha concentración, mayor será la conductividad.

Según la ley de Ohm, cuando se mantiene una diferencia de potencial (E), entre dos puntos de un conductor, por éste circula una corriente eléctrica directamente proporcional al voltaje aplicado (E) e inversamente proporcional a la resistencia del conductor (R).

I = E/R

En disoluciones acuosas, la resistencia es directamente proporcional a la distancia entre electrodos (l) e inversamente proporcional a su área (A):

R = r •l /A

Donde:

r : es la resistividad específica, con unidades W•cm,

(1/r): conductividad específica (k), con unidades W-1•cm-1 o ohm/cm

La conductividad específica de una solución de electrolitos, depende de la concentración de las especies iónicas presentes.

Kohlrausch, definió la conductividad equivalente (L) como:

L = k/c* = k•(1000/c)

Donde:

c* : es la concentración en equivalentes por cm3

c : es la concentración en equivalentes por litro (Normalidad).

Conductividad Equivalente: es la conductividad generada por cada meq/l existente en disolución de una especie dada.

La conductividad de una solución es igual a la suma de las conductividades de cada tipo de ión presente.

Para una sola sal disuelta, la conductividad equivalente se puede expresar como:

L = l+ + l-

donde :

l+ : es la conductividad equivalente del catión

l- : es la conductividad equivalente la del anión.

Teóricamente sería muy simple predecir la Conductividad Eléctrica de una solución conociendo su composición iónica, ya que l+ y l- son constantes que dependen del tipo de ión en cuestión.

Para mezclas, L debería ser igual a la suma de todas las conductividades equivalentes de cationes y aniones, pero la conductividad equivalente de sales o iones disminuye con el aumento de concentración.

Este fenómeno está directamente relacionado con las fuerzas interiónicas presentes en la solución. Un catión siempre tendrá más aniones en sus alrededores que los que le corresponderían por pura distribución de probabilidades; esta atmósfera iónica tiende a frenar la movilidad del ión. Además se comprueba que el descenso de la conductividad equivalente con la concentración es mucho más definido cuando la carga de los iones es mayor.

Esta es la razón por la cual las aguas de riego salobres, donde el componente aniónico principal son los sulfatos unidos a calcio y/o magnesio (todos ellos iones divalentes), presentan CE mucho más bajas de lo esperado en comparación de la cantidad de sales totales disueltas.

Para soluciones más diluidas, la atmósfera iónica empieza a debilitarse, y a dilución infinita las fuerzas interiónicas no influyen sobre la movilidad de los iones, alcanzando la conductividad equivalente su máximo valor:

Lº = lº+ + lº-

Donde:

Lº: la conductividad equivalente del electrolito a dilución infinita; lº+: la conductividad equivalente

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