Electroquimica , conductividad a diferentes concentraaciones

EXPERIMENTO 1:

CONDUCTIVIDAD MOLAR A DIFERENTES DISOLUCIONES

1. INTRODUCCIÓN

La conductividad molar, es una magnitud que da cuenta de la capacidad de transporte de corriente eléctrica de un electrolito en disolución, esta depende del electrolito y de la concentración del disolvente, en esta ocasión veremos el cambio de  la conductividad molar en soluciones de cloruro de potasio con diferentes concentraciones.

1. MARCO TEÓRICO

El transporte de la corriente eléctrica a través de conductores metálicos es realizado por el movimiento de los electrones del metal, bajo la acción de una diferencia de potencial aplicada. En este caso, por tratarse de un solo tipo de transportador (electrones) , puede considerarse al conductor eléctrico como homogéneo, y para el es válida la ley de Ohm:

(ec. 1)[pic 1]

Donde R es la resistencia del conductor en (Ohm, Ω), V es la diferencia de potencial aplicada (Voltios, V) e I es la intensidad de corriente que circula a través del conductor (Amperios, A).

En el caso de las disoluciones electrolíticas, la corriente es transportada por los iones de la disolución, los cuales se mueven en distintos sentidos (de acuerdo con el signo de su carga) bajo la acción del campo eléctrico producido por la diferencia de potencial aplicada en este caso, el conductor iónico también puede considerarse homogéneo (siempre y cuando no existan fuerzas mecánicas o viscosas aplicadas), y al igual que el conductor electrónico, seguirá la ley de Ohm (ec. 1).

Esta propiedad de conducir la corriente que poseen las disoluciones electrolíticas es la base de la IÓNICA, uno de las áreas de conocimiento dentro de la electroquímica, y una de las primeras en desarrollarse.

• CONDUCTANCIA MOLAR Y EQUIVALENTE

La conductividad es una propiedad que mide la facilidad con que los portadores de carga migran bajo la acción de un campo eléctrico. Para el caso de un conductor iónico, son lo cationes y aniones de la solución los que intervienen en el transporte de la corriente y por lo tanto, el valor de la conductividad dependerá del número de iones presentes. Para normalizar la medida de la conductancia, se introduce la magnitud conductancia molar (Λ), definida como:

(ec. 2)[pic 2]

Donde C es la concentración molar (mol/cm3) del electrolito totalmente ionizado y k es la conductividad expresada (S/cm3). De forma que está expresada en (S*cm3/mol).

Los electrolitos débiles se disocian en forma incompleta en un disolvente y son también ácidos, bases y sales. En el agua, el ácido acético es un ácido débil, el hidróxido de amonio es una base débil y el cloruro de mercurio es una sal soluble. Si los iones en solución actúa de manera independiente uno del otro, la fracción de moléculas disociadas, que se llama grado de disociación, es igual al número de iones verdaderamente en la solución, dividido por el número total de iones que se podrían formar si se disocian todas las moléculas en solución. Puesto que la conductancia equivalente es proporcional al número de iones en solución,el grado de disociación está dado por:

 (ec. 3)[pic 3]

Donde  es la conductividad molar a dilución infinita y sus unidades están expresadas de igual forma que  .[pic 4][pic 5]

• VARIACIÓN DE LA CONDUCTANCIA CON LA CONCENTRACIÓN, LEY DE KOHLRAUSH

Las medidas realizadas por Kohlraush en 1894 de conductancia molar para diferentes electrolitos mostraron dos tipos de comportamientos. Para los electrolitos verdaderos (fuertes), como el KCl, el HCl, etc. Muestran una disminución lineal de la conductancia molar con la raíz cuadrada de la concentración, por lo que Kohlraush demostró que:

  (ec. 4)[pic 6]

De esta forma la conductividad molar a diluciones infinitas o también llamada conductividad molar límite () puede ser calculado de manera experimental para diferentes soluciones.[pic 7]

1. OBJETIVO

1. Realizar las mediciones de conductividad de disoluciones
2. Calcular la conductividad molar a diluciones infinitas () a diferentes disoluciones. [pic 8]

1. MATERIALES

1. Conductimetro
2. 5 matraz aforado de 100 [mL]
3. 6 vasos de precipitado de 100 [mL]
4. 2 vidrios de reloj
5. 1 espatula
6. 2 varillas de vidrio

1. REACTIVOS

1. Cloruro de Potasio (KCl)

1. PROCEDIMIENTO

1. Realizar los cálculos necesarios para la preparación en 100 [mL] de agua del KCl para obtener concentraciones de 0.05, 0.01, 0.005, 0.003, 0.001 [M] respectivamente.
2. Con las mediciones obtenidas y con ayuda del vidrio de reloj junto con la espatula pesar en la balanza analitica la cantidad en gramos de la sal de KCl a utilizar para cada concentración anteriormente descrita.
3. En el vaso de precipitado de 100 [mL] vaciar la sal para luego diluirlo con una cantidad de 50 [mL] de agua destilada aproximadamente, agitar con ayuda de la varilla de vidrio para disolver rápidamente los cristales de la sal del KCl, de tal forma que no queden cristales precipitados en el fondo del vaso. Realizar este procedimiento para cada concentración.
4. Una vez diluida la sal de KCl realizar el vaciado en un matraz aforado de 100 [mL] y aforar hasta completar el volumen del matraz. Agitar el matraz aforado de tal forma que la solución sea una mezcla homogénea.
5. Vaciar una cantidad de la solución en un vaso de precipitado de tal forma que ingrese el conductímetro en la solución para poder usar el equipo.
6. Antes de realizar las mediciones correspondientes asegurarse que el conductímetro sea previamente calibrado, de no estar seguros preguntar al encargado de laboratorio y de no estar calibrado entregar el equipo al encargado.
7. Con el conductímetro previamente calibrado lo encendemos, nos percatamos de las unidades en las que se hará la medición (generalmente en [ S*cm-1] e introducimos la sonda del equipo en el vaso de precipitado con la solución de KCl, medimos y anotamos la conductividad de la solución. Repetimos para cada concentración de modo que obtengamos 5 valores de conductividad.
8. Con ayuda de la ecuación 2, calcular la conductividad molar para cada concentración de KCl.
9. Para realizar el cálculo de  se debe realizar una gráfica para observar el comportamiento de la conductividad molar en función a la raíz cuadrada de la concentración del KCl y con la ecuación 4 calcular la concentración molar a dilución infinita del KCl por medio de una regresión lineal. [pic 9]
10. Comparar el resultado de  con la teórica, y argumentar el error experimental.[pic 10]

1. BIBLIOGRAFÍA

Guia de Electroquímica, (2008). Conductividad de disoluciones. Universidad de Mayor de San Andres.

EXPERIMENTO 2:

DEPOSICIÓN DE METALES

1. INTRODUCCIÓN

La deposición de metales es un tratamiento electroquímico donde se apegan los cationes metálicos contenidos en una solución acuosa para ser sedimentados sobre un objeto conductor creando una capa este método es usado industrialmente en la galvanización, recubrimiento, entre otros. Usaremos dicho método para recubrir una moneda con cobre.

1. MARCO TEÓRICO

Electrodeposición:

La electrodeposición es un procedimiento electroquímico mediante el cual se logra cubrir una pieza con una fina capa de determinado metal. Para lograrlo se sumerge la pieza a cubrir en una solución electrolítica que contiene los iones del metal que formará la capa.

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