Practica 3. CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES EN ELECTRÓLITOS Y NO ELECTROLITOS CON UN CONDUCTIVIMETRO RELATIVO

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD DE PUEBLA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA GENERAL

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL II

PRÁCTICA NÚMERO 3.

CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES EN ELECTRÓLITOS Y NO ELECTROLITOS CON UN CONDUCTIVIMETRO RELATIVO.

I. INTRODUCCIÓN.

Cuando M. Faraday, en 1833, realizó sus primeros trabajos sobre el paso de la electricidad a través de las disoluciones, se pudo comprobar que los átomos no eran indivisibles, tal como Dalton los había imaginado. Estas experiencias, junto con las que se realizaron en los tubos de descarga de gases, pusieron de manifiesto la naturaleza eléctrica de la materia.

La conductividad eléctrica es una de las características más importantes de los electrolitos, ya que representa la capacidad de estos para transportar la corriente eléctrica.

La resistencia de un conductor electrolítico al paso de la corriente se puede determinar mediante la ley de ohm, si se le aplica una diferencia de potencial a un fluido que contenga iones, se establecerá una corriente de iones positivos que se mueven en la dirección del campo eléctrico y los iones negativos lo harán en sentido contrario.

La conductividad electrolítica es una medida de la disociación de una solución que permite el paso de la corriente eléctrica por la migración de iones bajo la influencia de un gradiente de potencial. Los iones se mueven a una velocidad que depende de su carga y tamaño, la viscosidad del medio y la magnitud del gradiente de potencial.

Conductividad del agua.

El agua pura es un buen conductor de la electricidad. El agua destilada ordinaria en equilibrio con dióxido de carbono en el aire tiene una conductividad aproximadamente de 10x10-6 Ω -1x m-1 (20 dS/m). Debido a que la corriente eléctrica se transporta por medio de iones en solución, la conductividad aumenta cuando aumenta la concentración de iones, de tal manera que la conductividad en el agua disuelve compuestos iónicos.

Conductividad en distintos tipos de aguas:

Agua Ultra Pura: 5.5x10-6 S/m Agua potable: 0.005 a 0.05 S/m Agua del mar: 5 S/m

Conductividad eléctrica (EC) y TDS

Índice TDS o Sólidos totales disueltos (siglas en ingles de Total Dissolved Solids).

Es una medida de la concentración total de iones en solución. EC es realmente una medida de la actividad iónica de una solución en términos de su capacidad para transmitir corriente. En soluciones en dilución, TDS y EC son comparables con TDS en una muestra de agua basado en medida de EC calculado mediante la siguiente ecuación.

TDS (mg/L) = 0.5 x EC (dS/m o mmho/com) = 0.5 x 1.000 x EC (µS/cm)

La relación expresada en la fórmula de arriba también se puede usar para determinar la aceptabilidad de un análisis químico del agua. No se aplica en agua residuales crudas sin ningún tratamiento o en aguas residuales industriales con amplia contaminación.

Esto es porque, cuando la solución está más concentrada (TDS > 1.000 mg/L, EC > 2.000 ms/cm), la proximidad de los iones en solución inhibe la actividad entre ellos y, en consecuencia, su habilidad de transmitir corriente, a pesar de que la concentración física de sólidos disueltos no queda afectada. A amplios valores de TDS, la relación TDS/EC aumenta y la relación tienden a ser en torno a TDS = 0.9 x EC.

En estos casos, la relación anterior no debe usarse y cada muestra debe caracterizarse de manera separada. Para propósitos de uso en agua en agricultura e irrigación, los valores de EC y TDS están relacionados y se pueden convertir con una precisión de aproximadamente un 10%, usando la siguiente ecuación: TDS (mg/L) = 640 x EC (ds/m o mmho/cm)

Conductímetros.

Los conductímetros son los aparatos utilizados para medir la conductividad. Básicamente los conductímetros son instrumentos compuestos por dos placas de un material especial (platino, titanio, níquel recubierto con oro, grafito, etc.), una fuente alimentadora y un sector o escala de medición. Aplicada una diferencia de potencial entre las placas del conductímetro, este mide la cantidad de corriente que como consecuencia pasa por ellas.

Con los valores del voltaje aplicado y con la intensidad eléctrica de la corriente que pasa por las placas, los conductímetros determinan, de acuerdo a su previa calibración, la conductividad de la muestra ensayada.

Hay muchos tipos de conductímetros y los valores de la conductividad son dependientes de la geometría de la celda de cada aparato. Es por ello que cada uno realmente mide una conductividad específica, la cual es el producto de la conductividad realmente medida, multiplicada por la constante de la celda del mismo. Esta constante es la relación que hay entre la distancia a la cual se encuentran sus placas y la superficie de las misma, la cual, para dar lecturas confiables, deberá ser calibrado conforme lo indica el fabricante utilizando soluciones estándar de conductividad conocida.

La magnitud de la constante dieléctrica (), su relación con las polaridades de los disolventes y por otra parte el grado de disociación y su dependencia de la naturaleza no solo del soluto, sino también del disolvente, las afinidades recíprocas y los tipos de enlace y cobertura, el efecto de nivelación provocado por ciertas particularidades ácido-base según Brnsted, se puede en forma relativa confrontarlas y medir de forma cualitativa con un aparato muy sencillo, basado en el principio de conductancia y que precisamente mide conductividades relativas, por la intensidad lumínica que adquiere el led o foco de la instalación conectado por un sistema de electrodos.

II OBJETIVO.

Diferenciar los compuestos químicos líquidos en electrolitos y no electrolitos. Aplicar las propiedades de los electrólitos,

III PARTE EXPERIMENTAL.

Cerciorarse que el conductivimetro relativo figura 1, que tiene a la mano, este en perfectas condiciones; es decir, que no tenga los electrodos sucios y flojos, alambres desconectados o pelados u otra avería. Si está en mal estado el conductivimetro mencionarle al profesor para solucionar el problema.

[pic 1]

Experiencia 1. Medición de intensidades lumínicas.

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