LABORATORIO Nº7

VARIACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD EQUIVALENTE DE UN ELECTROLITO CON LA CONCENTRACIÓN

1.- OBJETIVO.

- Determinar la variación de la conductividad equivalente de un eletrolito con la concentración.

- Construir la curva de conductividad equivalente vs raiz cuadrada de la normalidad para los electrolitos acido acetico y cloruro de sodio.

2.- FUNDAMENTO TEORICO.

Los electrolitos.

Los electrolitos generalmente existen como ácidos, bases o sales.

Un electrolito se describe como concentrado si tiene una alta concentración de iones; o diluido, si tiene una baja concentración. Si una alta proporción del soluto disuelto se disocia en iones, la solución es fuerte; si la mayor parte del soluto permanece no ionizado la solución es débil.

La conductividad electrica.La conductividad eléctrica es la capacidad de un medio o espacio físico de permitir el paso de la corriente eléctrica a su través. También es definida como la propiedad natural característica de cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones pueden pasar por él. Varía con la temperatura. Es una de las características más importantes de No confundir con la conductancia, que es:

(la inversa de la resistencia). La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto

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y su unidad es el S/m (siemens por metro).

La conductividad equivalente.

Conductividad equivalente:

La conductividad equivalente, representada por Λ, es la medida de la capacidad de trasporte de la corriente por un equivalente de soluto, la concentración expresada por Litro de solución:

Λ = (1000/c)* κ

Aquí queda definida la conductividad equivalente Λ en función de la conductividad específica κ

Relaciones empíricas establecidas entre la conductividad y la concentración

Cuando se establecen los valores de la conductividad en función de la concentración de solutos a dilución infinita, se obtiene la conductividad equivalente mínima y se expresa como Λo que de acuerdo con la ley Kohlraush o migración independiente de iones se escribe como:

Pág. No 1 Departamento de Ciencias Básicas Fisicoquímica Lo que sugiere que a dilución infinita la conductividad depende de la contribución independiente de los electrolitos en solución. Los electrolitos fuertes presentan una variación lineal de la conductividad vs la raíz de la concentración y se acercan linealmente a la conductividad equivalente a dilución infinita (línea azul de la figura 1), mientras que los electrolitos débiles se acercan tangencialmente a la conductividad ( línea roja de la figura 1).

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3.- MATERIAL Y EQUIPO.

Equipo de conductividad. Fiolas de 100ml. Pipetas de 1ml y 5ml. Matraces. Balanza. Agua destilada. Cloruro de sodio. Ac. Acético glacial.

4.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

a) Apartir de la disolución 1N de acido acetico preprar por dilucion 100ml de solucion 0.1. lu8edo a partir de esta ultima y por el mismo metodo preprar, sucesivamente, cada una de las siguientes disoluciones de HAc 0.05N, 0.02N, 0.01N 0.005N, 0.001N y 0.0005N.

b) Medir la conductividad de las diferentes disoluciones de HAc preparadas, trasvasando 40ml de la misma, al vaso del conductimetro o un vaso de precipitados de 50ml y haciendo la lectura correspondiente.

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Se sugiere realizar la medida en orden creciente de concentración.

Antes de medir la conductividad de la primera disolución, lavar varias veces la celula de conductividad con agua destilada y después con la disolución cuya conductividad se va a medir.

Para realizar las medidas de conductividades de las otras disoluciones preparadas, se lavara la celda con la disolución cuya conductividad se va a medir.

c)Repetir los pasos a) y b) con la solucion 1N de NaCl.

5.- PROCESAMIENTO DE DATOS.

Muestra Nº N K Λ √N1 0.0005 17 34x106 0.02242 0.001 19 19x106 0.03163 0.005 55 11x105 0.07074 0.01 82 82x105 0.10005 0.02 102 51x105 0.14146 0.05 165 33x105 0.2236

7 0.1 237 23.7x105 0.3162

8 1 666 6.66x105 1

6.- ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES.

Se determino la conductividad equivalente del acido acético.

Se trazo las curvas de conductividad equivalente vs raíz cuadrada de la concentración normal para el acido acético

7.- ACTIVIDADES.

7.1- REALIZAR LOS CALCULOS NECESARIOS POARA PREPARAR 100 ml DE SOLUCION 1N DE ACIDO ACETICO Y 100 ml DE NaCl 1N.

63g CH3COOH ---- 1N ---1000ml X1 = 6g Ac CH3COOH X1 ---------- 1N --- 100ml

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100g Ac CH3COOH --- 98g pura AA X2 = 6.12g Ac CH3COOH X2 ------------- 6g puro AA

1cm3 ---------- 1.08g X3 = 5.94 cm3 0 ml Ac CH3COOH X3 ----------- 6.12g 7.2 APARTIR DE DICHAS SOLUCIONES HACER LOS CALCULOS NECESARIOS PARA PREPARAR 100 ml DE LAS SOLUCONES SEGÚN LA TABLA, HACIENDO USO DEL METODO DE DISOLUCIO, PREPARANDO CADA SOLUCION APARTIR DE LA ANTERIOR.

(0.1N)(V1) = (0.05N)(100ml) => V1 = 50 ml CH3COOH(0.05N)(V2) = (0.02N)(100ml) => V2 = 40 ml CH3COOH(0.02N)(V3) = (0.01N)(100ml) => V3 = 50 ml CH3COOH(0.01N)(V4) = (0.005N)(100ml) => V4 = 50 ml CH3COOH(0.005)(V5) = (0.001N)(100ml) => V5 = 20 ml CH3COOH(0.001)(V5) = (0.005N)(100ml) => V6 = 50 ml CH3COOH

7.3.- DEFINIR QUE ES CONDUCTIVIDAD Y DE QUE FACTORES DEPENDE? A QUE SE DENOMINA Y COMO SE DETERMINA LA CONSTANTE DE LA CELDA?

CONDUCTIVIDAD EQUIVALENTE.

Para estudiar la disociación de las moléculas en iones es más conveniente emplear la conductividad equivalente que la específica, ya que todos los solutos de igual normalidad producen el mismo número de iones cuando están completamente disociados. La conductividad equivalente, L, se define como la conductancia que presenta el volumen de una disolución que contenga 1 equiv g de soluto y que se encuentra entre los electrodos de una célula electrolítica que estén separados entre sí una distancia de 1 cm. La conductividad equivalente Lc, de una disolución que contiene c equivalente gramo por litro se obtiene multiplicando la conductividad específica L por el volumen V, en centímetros cúbicos, que contiene 1 equiv g de soluto. Tal como se indica en la figura 2, esta célula puede imaginarse de forma tal que, teniendo los dos electrodos separados 1 cm, su superficie es lo suficientemente grande como para contener entre ellos un volumen V de disolución:

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La conductividad equivalente se obtiene cuando L, la conductividad por centímetro cúbico de disolución, es decir, la conductividad específica, se multiplica por V, el volumen por equivalente. Por tanto, la conductividad equivalente Lc, expresada en mho cm2/equiv viene dada por la expresión:

[9]

Si la disolución es 0,1 N, el volumen en que está contenido el equivalente gramo de soluto será de 10 000 cm3, y según la ecuación [9], la conductividad equivalente será 10 000 veces mayor que la conductividad específica.

Conductividad equivalente de electrolitos fuertes y débiles.

Cuando se diluye una disolución de un electrolito fuerte, la conductividad específica decrece, debido a que el número de iones por unidad de volumen disminuye. (Algunas veces esta conductividad antes de disminuir pasa por un máximo.) En cambio, la conductividad equivalente de una disolución de un electrolito fuerte aumenta, de una manera uniforme, con la dilución. Este aumento de L con la dilución es debido a que, si bien la cantidad de electrolitos se mantiene constante, 1 equiv g, de acuerdo con la definición de conductividad equivalente, las interacciones entre los iones vecinos son menores en las disoluciones más diluidas y, por tanto, pueden moverse con más rapidez. En un electrolito débil la conductividad equivalente también aumenta con la dilución, pero no tan rápidamente como en un electrolito fuerte.

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Conductividad equivalente de electrolitos fuertes y débiles

7.4.-CON LOS DATOS OBTENIDOS EXPERIMENTALES REALIZAR LAS GRAFICAS CONDUCTIVIDAD ESPECIFICA VS RAIZ CUADRADA DE LA NORMALIDAD..

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Conduictividad especifica Vs Raiz Cuadrada Normalidad

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 1E+07 2E+07 3E+07 4E+07

Raiz Cuadrada Normalidad

Co

nd

uti

vid

ad

Esp

ecif

ica

Serie1

7.5.- INVESTIGAR LA RELACION DE LA CONDUCTIVIDAD CON LA CONCENTRACION RECABAR TABLAS DE 2 SUSTANCIAS.

Cuadro 1: Conductancias equivalentes iónicas a dilución infinita (mS/cm por cada meq/l) en disoluciones acuosas a 25 ºC para los iones más usuales en agronomía

Cationes lº+ Aniones lº-

H+ 349.7 OH- 198.0

Na+ 50.1 Cl- 76.3

K+ 73.5 NO3- 71.4

NH4+ 73.5 HCO3 44.5

Mg+2 53.0 CO3-2 69.3

Ca+2 59.5 SO4-2 80.0

8.- BIBLIOGRAFÍA.

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Handbook of Chemistry and Physics.. http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://

mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/ap-fisquim-farm4/images/fig0242.gif&imgrefurl=http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/ap-fisquim-farm4/c8.1.html&h=378&w=310&sz=11&hl=es&start=22&tbnid=KwttV15nJNE_6M:&tbnh=122&tbnw=100&prev=/images%3Fq%3Delectrolitos%26start%3D20%26ndsp%3D20%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26sa%3DN

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrolito http://www.utadeo.edu.co/comunidades/estudiantes/

ciencias_basicas/fisicoquimica/guia_6_conductividad_electrica.pdf

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