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7/26/2019 Conduct an CIA
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Portada
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y TEXTILDepartamento Aad!m"o de In#en"er$a Q%$m"a
CONDUCTANCIA DE ELECTROLITOS
INTEGRANTES&Huayta Loroa, Nohemi Yetsy
Mamani Fuentes Rivera, Lesly Rubi
DOCENTES& Ing. Emilia Hermosa GuerraIng. ngel ill!n "lloa
LIM# $ %ER&
'()*
7/26/2019 Conduct an CIA
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ContenidoPORTADA........................................................................................................1
OBJETIVOS..................................................................................................... 3
MARCO TEORICO...........................................................................................3
DATOS Y RESULTADOS....................................................................................5
DISCUSION DE RESULTADOS...........................................................................6
CONCLUSIONES..............................................................................................6
BIBLIOGRAFIA............................................................................................... 7
CONDUCTANCIA DE ELECTROLITOS
OBJETIVOS Determinar la conductividad equivalente de los electrolitos (HCl, NaCl, CH3COONa) a
diferentes concentraciones. Determinar las conductividades de los electrolitos a dilucin infinita.
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MARCO TEORICO
Electrolito. - un electrlito oelectrolitoes una sustancia que puede someterse al electrolisis (ladescomposicin en disolci!a travs de la corriente de electricidad). os electrolitoscontienen io!es li"resque act!an como co!dctores el#ctricos$Cuando, en una solucin, unalto porcenta"e del soluto se disocia para crear iones li#res, se $a#la de electrolitos %ertes$%ncam#io, si la ma&or parte del soluto no consi'ue disociarse, puede $acerse referencia alos electrolitos d#"iles$
Conductividad. - a conductividad elctrica es la medida de la capacidad (o de la aptitud) de unmaterial para de"ar pasar (o de"ar circular) li#remente la corriente elctrica.
Conductancia. - e denomina conductancia elctrica () a la propiedad de transportar, mover odespla*ar uno o m+s electrones en su cuerpo es decir, que la conductancia es la propiedadinversa de la resistencia elctrica.
Co!dcti&id'd de l' solci! ( co!dcti&id'd del solto ) co!dcti&id'd del *edio
i'racin de iones
Considerar un electrolito completamente disociado.
or la le& fundamental del transporte, la densidad de corriente es
Donde/
01 & 0- son el n!mero de iones positivos & ne'ativos por m3. v1 & v- son las velocidades de los iones positivos & ne'ativos, m2s. *1 e & *- e sus car'as, respectivamente. e es la car'a elemental, .456786 9 5-8 C 2 electrn.
i $a& presentes~c moles de un compuesto 2 m3.
Donde/
N:es la constante de :vo'adro, 4.563 9 563 electrones 2 mol.
Como ;< N: . e, la e9presin para " se convierte en/
http://definicion.de/disolucion/http://definicion.de/disolucion/http://definicion.de/disolucion/7/26/2019 Conduct an CIA
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ustitu&endo las movilidades, v < u %,
Comparando con la le& de O$m ( " < = % ), tenemos para la conductividad,
:s> definimos la conductividad molar del electrlito por/
%sta es la conductividad que tendr>a la solucin si $u#iera una mol de la sustancia 2 m3 de
solucin. Com#inando con la ecuacin anterior,
:s>, las conductividades molares de los iones son definidas por,
odemos escri#ir.
Ley de Kohlrausch de la migracin independiente de iones
a le& de ?o$lrausc$ es correcta si la solucin est+ infinitamente diluida, por tanto, laconductividad molar a dilucin infinita ser+,
%n una me*cla de varios electrlitos, podemos 'enerali*ar/
or e"emplo, en cualquier solucin salina, la conductividad est+ dada por,
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i la concentracin de la sal no es alta como para disociar al a'ua, entonces,
o #ien,
DEPENDENCIA DE LA CONDUCTIVIDAD CON EL TIPO DE COMPUESTOI+NICO.
a conductividad de una solucin de un electrolito no solo depende de la cantidad de ionespresentes sino tam#in de la identidad de los mismos. %n la si'uiente ta#la se reportan valoresde conductividad equivalente (a dilucin infinita) para distintos iones a 6@oC en a'ua/
Aa#la NB.-alores de conductividad equivalente a dilucion infinita de distintos iones .(Aomadade %lectrol&te olutions, .:.o#inson and .H.to=es, EutterFort$s cientific u#lications,ondon, 8@8)
Io! ,S$e-$./c*0 Io! ,S$e-$./c*0
H1 3G8.7 OH- 87.3
i1 37.4 ;- @@.G
Na1 @5. Cl- 4.3@
?1 3.@ NO3- .G4
NHG1
3.@ OG6-
75.5
:'1 4.8 CO36- 48.3
Cu61 @3.4 CO3H- GG.@
#61 48.@ CH3COO- G5.8
DATOS Y RESULTADOS
Se sabe que:
Co!dcti&id'd de l' solci! ( co!dcti&id'd del solto ) co!dcti&id'd del *edio
Datos experimentales:
Tabla N 2.Datos ambientales
Temperaturaambiente
2!.6 C
Conductancia delagua destilada
12.2" #S$%m
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Tabla N 3.Datos de %on%entra%i&n (c ) ' %ondu%tan%ia (S ) para (Cl
N de
medicin
cHCl[ ./L ] Conductanciade
la solucin [mS /cm ]
Co!dct'!ci' del
solto [ mS/cm ]
1 0,0005 0,296).1732
2 0,001 )*3)3).1")2
3 0,01 2,622.!+72
! 0,1 31,431.2772
Tabla N !. Datos de %ondu%ti,idad (S ) para la solu%i&n a%uosa de NaCl.-Datos del rupo N5/
N demedicin
cHCl[ ./L ] Conductanciade
la solucin [S /cm ]
Co!dct'!ci' del
solto [mS/cm ]
1 0,0005 481!6".72
2 0,001 6065+3.72
3 0,01 1334
1321.72! 0,1 1)+")1)+67.72
Tabla N 5.Datos de %ondu%ti,idad (S ) para la solu%i&n a%uosa de NaCl.
-Datos del rupo N6/
N demedicin
cHCl
[ ./L ] Conductanciade
la solucin [ S /cm ]
Co!dct'!ci' del
solto [ mS/cm ]
1 0,0005 60,7 !".!22 0,001 153,7
1!1.!23 0,01 1277
126!.72! 0,1 1)+!)
1)+27.72
Tabla N 6.Datos de %on%entra%i&n (c ) ' %ondu%ti,idad (S ) para
C(3C00Na.
N demedicin
cC2H4 O2 [ ./L ] Conductanciade Co!dct'!ci' del
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la solucin [ S /cm ] solto [ mS/cm ]
1 0,0005 48,836.52
2 0,001 80,46".12
3 0,01 626 613.72! 0,1 4990
!+77.72
Datos biblior%os:
Condu%ti,idad molar lmite (25 [ ]) de (Cl 4 462,2
S cm2
mol
Condu%ti,idad molar i&ni%a lmite +
(25
[
]) de ion idr&eno 4 349,82
S cm2
mol
Condu%ti,idad molar i&ni%a lmite
(25 [ ])
de ion a%etato 4 40,9
S cm2
mol
Constante de ionia%i&n para %ido a%ti%o a 25 [ ](Ka ) 4 1,75105
De la e%ua%i&n : k=L.
Donde:
8 : %onstante de %elda de una solu%i&n.
9: %ondu%tan%ia de la solu%i&n -S/
9a %onstante de %elda 'a no es ne%esaria utiliarla en los %l%ulos* 'a que el
%ondu%timetro 'a ,iene %orreido %on este ,alor. or lo tanto se %onsiderara
la siuiente iualdad.
k=L
a) ;ra%as de %ondu%tan%ia espe%i%a
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).5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 ! !.5)
5
1)
15
2)
25
3)
35
).17 ).1"2.5
31.2"
< ,s %on%entra%i&n
%on%entra%i&n
%ondu%tan%ia espe%i%a
Tabla N 7. Datos de %on%entra%i&n -%/* %ondu%ti,idad -=/*
%ondu%ti,idad molar se>n la ?&rmula eneral*
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).5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 ! !.5)
2)))
!)))
6)))
")))
1))))
12)))
!6".72 5+3.721321.72
1)+67.72
%on%entra%ion
%ondu%tan%ia
Tabla N+. Condu%tan%ia espe%%a respeto a la %on%entra%i&n para la
solu%i&n a%uosa NaCl -6 rupo/
).5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 ! !.5)
2)))
!)))
6)))
")))
1))))
12)))
alores
Tabla N 1). Datos de %on%entra%i&n -%/* %ondu%ti,idad -=/*
%ondu%ti,idad molar se>n la ?&rmula eneral*
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para el CH3COONa.
).5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 ! !.5
)
1)))
2)))
3)))
!)))
5)))
6)))
36.52 6".12
613.72
!+77.72
C0NCENTFGCH0N
C0NDICTHHDGD
b) Condu%ti,idad equi,alente
9a %ondu%ti,idad molar es la %ondu%ti,idad de un ,olumen de solu%i&n que
%ontiene un equi,alente de soluto* es de%ir:
=1000
c
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Solu%i&n a%uosa de (Cl
ara un 4 )*1732 JmS$%mK ' una % 4 ).)))5 Jequi,.$lK
=0,173210
3
0,0005 @1))) 4346,4
S.cm2
.
ara un 4 )*1")2 JmS$%mK ' una % 4 ).))1 Jequi,.$lK
=0,180210
3
0,001@1))) 4 180,2
S.cm2
.
ara un 4 2*!+72 JmS$%mK ' una % 4 ).)1 Jequi,.$lK
=2,497210
3
0,011000 4 249,72
S.cm2
.
ara un 4 31*2772 JmS$%mK ' una % 4 ).1 Jequi,.$lK
=31.277210
3
0,1@1))) 4 312,772
S.cm2
.
Solu%i&n a%uosa de NaCl -6 rupo/
ara un 4 !"*!2 J#S$%mK ' una % 4 ).)))5 Jequi,.$lK
=48,4210
6
0,0005 @1))) 4 12*1!S.cm
2
.
ara un 4 1!1.!2 J#S$%mK ' una % 4 ).))1 Jequi,.$lK
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=141.4210
6
0,001 @1))) 4 1!1.!2S.cm
2
.
ara un 4 126!.72 J#S$%mK ' una % 4 ).)1 Jequi,.$lK
=1264.7210
6
0,01 @1))) 4 126*!72S.cm
2
.
ara un 4 1)+27*72 J#S$%mK ' una % 4 ).1 Jequi,.$lK
=10927,7210
6
0,1@1))) 4 1)+*2772
S.cm2
.
Solu%i&n a%uosa de NaCl -5 rupo/
ara un 4 !6".72 JmS$%mK ' una % 4 ).)))5 Jequi,.$lK
=468.7210
3
0,00051000 4 937440
S.cm2
.
ara un 4 5+3.72 JmS$%mK ' una % 4 ).))1 Jequi,.$lK
=593.7210
3
0,001@1))) 4 593720
S.cm2
.
ara un 4 1321*72 JmS$%mK ' una % 4 ).)1 Jequi,.$lK
=1321.7210
3
0,01 @1))) 4 132172
S.cm2
.
ara un 4 1)+67.72 JmS$%mK ' una % 4 ).1 Jequi,.$lK
=10967.7210
3
0,1 @1))) 4109677,2
S . c m2
.
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Solu%i&n a%uosa de C(3C00(
ara un 4 36.52 J#S$%mK ' una % 4 ).)))5 Jequi,.$lK
=
36.52106
0,0005 @1))) 4 97,6
S.cm2
.
ara un 4 6".12 J#S$%mK ' una % 4 ).))1 Jequi,.$lK
=68.1210
6
0,001 @1))) 480,4
S.cm2
.
ara un 4 613.72J#S$%mK ' una % 4 ).)1 Jequi,.$lK
=613,7210
6
0,01@1))) 4 62,6
S.cm2
.
ara un 4 !+77.72 J#S$%mK ' una % 4 ).1 Jequi,.$lK
=4977.7210
6
0,1@1))) 4 49,9
S.cm2
.
Tabla N 5: Datos de %on%entra%i&n (c ) * %ondu%ti,idad () *
%ondu%ti,idad molar se>n la ?&rmula eneral* =1000/c ' c para
el (Cl.
N dedeterminaci
n
cHCl[ ./L ] (HCl)[mS /cm ] ( )[ S m2/ . ] c
1 0,0005 0,296 346,4 ).)2236)6
"2 0,001 )*3)3 180,2 ).)316227"
3 0,01 2,62 249,72).1
! 0,1 31,4 109.2772 ).31622777
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) ).)5 ).1 ).15 ).2 ).25 ).3 ).35)
5)
1))
15)
2))
25)
3))
35)
!))
?-x/ 4 165.36x L 252."3
< ,ersus B%
;r%o N 1: Fela%i&n de Molraus%* %ompara versus c
Se>n lo que indi%a el r%o la
* que se en%uentra en la interse%%i&n
de la re%ta de interpola%i&n %on el ee %artesiano* tendra un ,alor
aproximado de 0,0417 [S m2/euiva!l ] .
Es de suma importan%ia desta%ar que se es%oe una re%ta para la
interpola%i&n* 'a que la ?&rmula de Molraus% oblia a utiliar una
pendiente %onstante* =" c
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Tabla N 6: Datos de %on%entra%i&n (c ) * %ondu%ti,idad () *
%ondu%ti,idad molar se>n la ?&rmula eneral* =/c ' c para el
NaCl -rupo N 6/
N dedeterminaci
n
cC2H4O2 [mol/L ] (C2H4 O2)[ S /cm ] ( )[S m2/mol ] c
1 0,0005 60,7 12*1! ).)2236)6"
2 0,001 153,7 1!1.!2 ).)316227"
3 0,01 1277 126.!72).1
! 0,1 1)+!) 1)+*! ).31622777
;r%o N 2: Fela%i&n de Molraus%* %ompara versus c
) ).)5 ).1 ).15 ).2 ).25 ).3 ).35
)
5)
1))
15)
2))
25)
3))
35)
!))
?-x/ 4 553.7x L 2"6.!+
ara el siuiente pro%edimiento es importante seOalar el %l%ulo de la
%ondu%ti,idad molar a disolu%i&n innita para ele%trolitos dbiles* se>n la
le' de Molraus% sobre mira%i&n de iones:
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++#
+
=#
=10,035+14,0910
3 =0,0391 [S m2/mol ]
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Tabla N 6: Datos de %on%entra%i&n (c ) * %ondu%ti,idad () *
%ondu%ti,idad molar se>n la ?&rmula eneral* =/c ' c para el
C(3C00Na
N dedeterminaci
n
cC2H4O2 [mol/L ] (C2H4 O2)[ S /cm ] ( )[S m2/mol ] c
1 0,0005 48,8 +7*6 ).)2236)6"
2 0,001 80,4 ")*! ).)316227"
3 0,01 626 62*6).1
! 0,1 4990 !+*+ ).31622777
;r%o N 2: Fela%i&n de Molraus%* %ompara versus c
) ).)5 ).1 ).15 ).2 ).25 ).3 ).35)
2)
!)
6)
")
1))
12)
?-x/ 4 131.3!x L "".)6
ara ele%trolitos ?uertes -(Cl/* si se %onsidera la rela%i&n lineal de la
%ondu%ti,idad a disolu%i&n innita ' la %ondu%ti,idad a distintas
%on%entra%iones* se puede %al%ular el ,alor de
extrapolando a % 4 ) la
re%ta de interpola%i&n en el r%o < ,ersus c . Gs* el punto en el %ual
to%a la re%ta al ee %oordenado %orresponde al ,alor bus%ado.
(HCl )=0,0417
[
S m2
mol
]
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ara ele%trolitos dbiles -%ido a%ti%o/ se utilia la siuiente
rela%i&n:
++vv
=
Donde+
v '
v son los moles de iones positi,os ' de iones neati,os
enerados por mol de ele%trolito diso%iado. Como el %ido a%ti%o se diso%ia
1:1 en iones* se obtiene que:
=1 0,035+1 4,09 10
3 =0,0391 [S m2/mol ]
DISCUSION DE RESULTADOS
al $acer la 'r+fica de la conductancia especifica vs la concentracin podemos o#servar
que la 'r+fica que para el compuesto del ?OH, NaOH tiene la forma de una campana ,lo normal & l'ico ser>a que a ma&or concentracin ma&or conductancia , pero entoncesporque la 'r+fica tiene un punto m+9imo & desde dic$o punto empie*a a descender puesesto se e9plica &a que los iones tienen masa & al $a#er muc$os iones(saturarlo) estosinterfieren al paso li#re de#ido a que la densidad que los iones interrumpen also#repasar el l>mite de saturacin.
os datos o#tenidos a diversas concentraciones muestran que la conductividad molar de
un electrolito cam#ia con la concentracin del electrolito esto se puede e9plicar con dosra*ones/ as concentraciones inicas pueden no ser proporcionales a la concentracin
estequiometria del electrolito, & as conductividades molares inicas i cam#ian con la
concentracin.
e puede o#servar el aumento #rusco de la conductividad molar de un electrolito d#ilcomo es el +cido actico, esto ocurre cuando la concentracin tiende a cero, esto se de#eprincipalmente al aumento r+pido del 'rado de disociacin cuando la concentracintiende a cero.
In valor necesario es la conductividad molar l>mite o a dilucin infinita ( J ). ara
electrolitos fuertes resulta sencillo determinarla, mediante el intercepto de un 'r+fico decontra ra>* de concentracin por tener una dependencia lineal, no as> para los d#iles
donde el comportamiento es asinttico, lo cual se comprue#a con la construccin del'r+fico indicada en las orientaciones de la pr+ctica. in em#ar'o, se'!n la e& demi'racin independiente de los iones (..K.K.), se puede calcular este valor para un
electrolito d#il empleando los electrolitos fuertes adecuados mediante la sumaal'e#raica de sus J respectivas.
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:l comparar la conductividad molar $allado e9perimentalmente en el la#oratorio con
los datos tericos utili*ando la ecuacin de se'!n la e& de mi'racin independiente delos iones (..K.K.) o#tenemos un mar'en de error esto pudo suceder por en nuestrocaso por que la concentracin es apro9imada se pierde la e9actitud &a que al diluir lasdiversas concentraciones se pierde la solucin al estar trasvasando.
CONCLUSIONES
a conductancia especifica tiene un l>mite es el punto m+9imo el cual depende de la
concentracin de los iones. a conductividad molar de un electrolito cam#ia con la concentracin del electrolito. a conductividad molar de un electrolito d#il depende del 'rado de disociacin. %n este caso el valor de la conductividad molar l>mite para el +cido actico fue de
374,36 .cm6.mol-
a medida de la conductividad = nos permitir+/ se'uir los cam#ios de concentracin
durante una reaccin qu>mica entre iones en disolucin, lo cual permite se'uir lavelocidad de reaccin. Determinar ciertas constantes de equili#rio inico, por e"emplo/constantes de disociacin de +cidos d#iles, constantes del producto de solu#ilidad, laconstante de ioni*acin del a'ua & las constantes de asociacin para la formacin depares inicos.
BIBLIOGRAFIA
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