Titulaciones Conductimetrica

Objetivo

Encontrar el punto de equivalencia del HCl (acido fuerte), mediante una titulación conductimétrica.

Encontrar el punto de equivalencia del 〖CH〗_3 COOH (acido debil), mediante una titulación conductimétrica.

Introducción

Conductimetría

Es un método analítico basado en la conducción eléctrica de los iones en solución, que se utiliza para medir la molaridad de una disolución determinada por su carga ionica o salina, de gran movilidad entre dos puntos de diferente potencial (en forma de electrones o iones) se mueve a través de un sistema

Las medidas conductimétricas rara vez se utilizan para medir la concentración de un determinado electrolito. Por el contrario, resultan útiles para medir la concentración total de electrolitos

Conductimetro

Es un dispositivo diseñado para medir una característica de todos lo materiales que esla conductividad. La conductividad se mide en siemens (sm*m) es una unidad por el area transversal del conductor sobre la longitud del conductor (un conductor mas grueso conduce mas y uno mas largo menos).

Valoración conductimetrica

Las valoraciones conductimétricas se basan en la medida del cambio de la conductancia de una disolución a medida que se agrega el reactivo valorante.

La conductancia de una disolución varía, entre otros factores, con el número, tamaño y carga de los inones, por lo que iones diferentes contribuirán en forma diferente a la conductancia de una disolución.

De esta manera, durante una valoración, la sustitución de algunas especies iónicas por otras producirá un cambio en la conductancia, el cual puede ser ventajosamente aprovechado para determinar el punto final de una valoración.

En las valoraciones conductimétricas, la conductancia de la disolución a valorar se mide luego de la adición de cantidades determinadas de reactivo valorante. Si se grafican los valores de conductancia en función del volumen de valorante agregado, se obtendrán dos rectas de pendientes diferentes, de cuya intersección se podrá obtener el punto final de una valoración.

El agregado de un electrolito a una solución de otro electrolito bajo condiciones que no producen un cambio apreciable en el volumen, afectará la conductancia de la solución dependiendo de si ocurren o no reacciones químicas.

Si no ocurre una reacción iónica, tal como en el agregado de una sal simple a otra (por ejemplo, agregado de cloruro de potasio a una solución de nitrato de sodio), la conductancia simplemente aumentará. Si ocurre una reacción iónica, la conductancia puede aumentar o disminuir; en efecto, con el agregado de una base a un ácido fuerte, la conductancia decrece debido al reemplazo del ion hidrógeno de alta conductividad por otro catión de conductividad más baja. Este es el principio subyacente en las titulaciones conductimétrica, es decir, la sustitución de iones con cierta conductividad por iones con diferente conductividad.

Consideremos cómo cambiará la conductancia de una solución de un electrolito fuerte A+B- luego del agregado de un reactivo C+D-, suponiendo que A+ (que es el analito) reacciona con D- del reactivo titulante. Si el producto de la reacción AD es escasamente soluble o escasamente ionizado, la reacción se puede escribir

A^+ B^-+C^+ D^-←→ AD+C^+ B^-

Aplicaciones

Medidas directas

Las medidas conductimétricas permiten realizar análisis de interés analítico, ambiental, etc. Por ejemplo, mediante esta técnica se puede:

Medir contaminación de ríos y corrientes

Determinar el contenido de sales en calderas

Determinar el contenido salino residual de un efluente tratado

Emplear como detector en técnicas cromatográficas

Determinar concentraciones de ácidos en procesos industriales

Emplear como detector del punto final de titulaciones

Medidas indirectas

Si se analiza por ejemplo una titulación de una solución de HCl con una de NaOH como titulante, al graficar la conductancia en función del volumen de titulante agregado se obtendrá una curva de este tipo:

Si bien se espera que las curvas de titulación tengan ramas rectas, la forma final dependerá en definitiva de la variación global de la conductancia en toda la solución (recordemos que no se trata de una determinación selectiva), por lo tanto se debe analizar lo que sucede con cada uno de los iones presentes. En el ejemplo anterior, si se analiza lo que sucedería con cada ión individualmente se obtendría la siguiente variación:

Lo que es coherente con lo informado en la tabla de conductividades iónicas, ya que a medida que se agrega titulante (NaOH) comienza a disminuir la concentración de H3O+ (que tiene alta conductividad) y aumenta la concentración de Na+ (de menor conductividad) por lo que el efecto neto será la disminución de la conductividad de la solución. Luego de alcanzado el punto equivalente comienza a tenerse un exceso de iones OH-, nuevamente un ión con alta conductividad, por lo que el efecto neto será ahora un aumento de la conductancia. En las curvas anteriores se asume que se ha realizado la correspondiente corrección por la dilución que ocurre a medida que se agrega el titulante.

Desarrollo experimental

Material Material Reactivos

1 conductimetro 1 vaso de precipitado de 100 ml HCl 0.01 N

1 celda de conductividad 1 piseta 〖CH〗_3 COOH 0.01N

1 soporte universal 1 probeta de 200 ml. NaOH 0.1N

1 bureta de 50 ml. 1 pinzas para bureta

1 agitador magnético y magneto

Experiencia 1

Colocamos 100 ml. de la solución diluida de HCl y se introduce la celda de conductividad,

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