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I.RESUMEN
El objetivo de la prctica es determinar la conductividad de solucionesacuosas de electrolitos fuertes, dbiles y su relacin con la concentracin y
temperatura.
El laboratorio se encontr a las siguientes condiciones ambientales, a una
temperatura de 23C, un porcentaje de umedad de !"# y una presin
atmosfrica de "$% mm&g.
En la prctica se prepar '%% m( de solucin de )Cl %.%'* y 2+% m( de
soluciones %.%', %.%%2, %.%%$ , tanto de C&3C--& como de &Cl a partir de
la solucin %.%+ de cada una de ellas. (uego valorar las soluciones de
a-&, &Cl y C& 3C--& proporcionadas por el profesor, as/ como las
diluciones preparadas anteriormente. En el caso de la soda se us biftalato
de potasio como patrn primario.
0 continuacin se calibr el conduct/metro de la manera indicada por el
profesor con la solucin estndar &'"%3% y empe1amos la lectura de
conductividad de las soluciones.
(os resultados obtenidos en la e periencia fueron conductividadesequivalentes para el &Cl ' 3."!3, '3+.3%", '4.+!2, '2.34+ 56.cm 2.e7 8' 9medidos a las concentraciones de %.%+'2 , %.%'' , %.%%'!$ , %.%%%$+
respectivamente: conductividades e7uivalentes para el &0c ".2%4, '$.2"+,
33. !, +".'+ 56.cm 2.e7 8' 9 medidos a las concentraciones de %.%+%' ,
%.%'%%3 , %.%%2%2 , %.%%%$+ respectivamente: conductividad lmite
para el &Cl fue de370 S.cm
2.eq
1
y para el &0c fue de350 S.cm
2.eq
1
obtenidos a partir de sus respectivas grficas. (os errores obtenidos en las
conductividades l/mites fueron para el &Cl 7.62 y para el &0c 4.70 .
II. OBJETIVOS
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http://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtml7/25/2019 labo-6-2
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;eterminacin de la conductividad de soluciones acuosas de electrolitos
fuertes y dbiles y su relacin con la concentracin y temperatura.
III. FUND MENTO TE!RI"O
(a conductividad es la capacidad 7ue tienen las sustancias para conducir la
corriente elctrica, esta conduccin puede llevarse a cabo mediante
electrones, iones en disolucin o iones gaseosos. (a conductividad de las
disoluciones se puede e presar como
"onductividad el#ct$ica % L &' Es la inversa de la resistencia ofrecida por
una solucin al paso de la corriente elctrica. 6u unidad es mho , ohm 1
o Siemen (S ) .
L=1
R= 1
. A
l (1 )
;nde
es la resistividad y
1
es la conductividad espec/ficak
, la
cual depende de la naturale1a del electrolito y su concentracin, y se
e presa en S.cm1
: y Al depende de aspectos geomtricos
relacionados con la celda de conductividad. -rdenando adecuadamente la
ecuacin (2 ) se tiene
k = L( l A)(2 )
(a relacinl
A se denomina constante de celda, donde l es distancia
entre los electrodos y A , rea de los mismos.
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"onductividad equivalente % &' Es la conductividad generada por cada
e78g
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;e acuerdo al valor de la conductividad, los electrolitos se pueden clasificar
en
a& Fue$tes' (os 7ue poseen una conductividad elctrica elevada y ligeroaumento de sta con la dilucin. Ejm &Cl.
*& D#*iles' (os 7ue se caracteri1an por poseer conductividad elctricabaja y gran aumento con la dilucin. Ejm C& 3C--&.
6i se relaciona la conductividad e7uivalente de un electrolito fuerte con la
ra/1 cuadrada de la concentracin, se obtiene una l/nea recta 7ue
e trapolada a concentracin igual a cero, da un valor e acto de la
conductividad e7uivalente l/mite, cumplindose con la ley de )o lrausc = . k ( N )
1 /2 (4 )
(os electrolitos dbiles no cumplen con la ley anterior. El proceso de
disociacin de un electrolito dbil puede ser representado por
++ A
HA H y
eligiendo los estados de referencia adecuados, se tiene la siguientee presin para la constante de e7uilibrio del proceso de disociacin
k i=a H +1 . a A 1
a AH (5 )
0rr enius sugiri 7ue el grado de disociacin ( ) de un electrolito dbil, se
puede determinar con apro imacin por la relacin entre la conductividad
e7uivalente del electrolito y la conductividad e7uivalente a dilucin infinita=
(6 )
(a constante de disociacin para electrolitos dbiles, tambin se puede
e presar en funcin al grado de disociacin
k i=2 N
1 (7 )
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Combinando las ecuaciones (6 ) y (7 ) y reordenando los trminos
adecuadamente se obtiene la le+ de diluci(n de Ost,ald1
= 1
+ N
2k i
(8 )
Esta ecuacin el lineal, donde1
y
2k i son magnitudes constantes,
y el grfico de1
vs N , permite calcularlas.
IV. DET--ES E /ERIMENT -ES
& M TERI -ES0 RE "TIVOS0 /RODU"TOS
Mate$iales'
- Conduct/metro
-Erlenmeyers de 2+% m(, pipetas, fiolas, bureta, probeta, vasos,bagueta, papel filtro.
Reactivos'
- a-& = %.%' , &Cl = %.%+ , &0c = %.%+ , )Cl >?
- @enolftale/na, solucin estndar &'"%3%, biftalato de potasio.
B& /RO"EDIMIENTO
1.2. /$e3a$aci(n de Soluciones
a9 ?repare '%% m( de solucin de )Cl %.%'*
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b9 ?repare 2+% m( de soluciones %.%', %.%%2 y %.%%%$ , tanto
de C& 3C--& como de &Cl a partir de la solucin %.%+ de
cada una de ellas.
c9 Aalore las soluciones de a-&, &Cl y C& 3C--&
proporcionadas, as/ como las diluciones preparadas en b9. ?ara la
soda use biftalato de potasio como patrn primario.
Fi4u$a 1.2. Valo$aci(n de las soluciones
1.5. "ali*$aci(n del 3a$ato
a9 En una probeta adecuada limpia y seca, vierta la cantidad
necesaria de solucin estndar &'"%3%.
b9 (ave el electrodo con agua destilada y se7ue adecuadamente.
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c9 6umerja el electrodo y un termmetro en la solucin y anote la
temperatura. Bealice movimientos rotacionales del electrodo con la
finalidad de eliminar las burbujas de aire atrapadas en la celda.
d9 Encienda el instrumento con el control correspondiente, con la
perilla de coeficiente de temperatura, ajuste el valor de la
temperatura. 0s/ mismo con la perilla respectiva ajuste el valor de
la conductividad le/da de tablas de estndar, a la temperatura
correspondiente.
e9 Begrese la solucin estndar al frasco.
Fi4u$a 1.5. "ali*$aci(n del conductmet$o
1.6. -ectu$a de la "onductividad de Soluciones
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a9 Colo7ue en la probeta = 3% m( de la solucin de )Cl, mida la
temperatura e introdu1ca el electrodo limpio y seco en la solucin
cuidando 7ue no 7ueden burbujas atrapadas como en .2 d9,
descarte la solucin.
b9 6in enjuagar la probeta, colo7ue una nueva porcin de solucin
y repita el procedimiento de eliminacin de burbujas. Elija un rango
adecuado de conductividad. 6i la escala marca solo ' en el
e tremo i17uierdo y ninguna lectura en el derec o, significa 7ue el
rango de conductividad debe ser mayor, en este caso se debe usar
el siguiente rango ms alto.
c9 ;espus de completar la lectura, apague el instrumento. (ave y
se7ue el electrodo.
d9 Bepita todo el procedimiento para las soluciones de &Cl y &0c
proporcionadas, y para todas las preparadas por diluciones.
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Fi4u$a 1.6. -ectu$a de la conductividad de las soluciones
V. "7-"U-OS
2. O*ten4amos la constante de celda a 3a$ti$ de la medici(n de laconductividad de 8"l
Sa*emos que'
k = L( l A);nde k KCl a
21 C = 0.001305 S /cm
L= 1379 S
Reem3la9ando los valo$es se o*tiene el valo$ de la constante de
celda'
( l A )= k L= 0.0013051379 10 6 = 0.9463 cm 1
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5. Dete$minemos las concent$aciones e:actas de las soluciones +diluciones
Preparacin de la solucin de 100ml de KCl 0.01 N
W KCl= 0.0745 g
P KCl= 74.5 g /mol
! "ol#cion = 0.1 L
$ = n KCl! "ol#cion
$ =
0.0745 g74.5 g /mol
0.1 L = 0.01 $
N KCl= 0.01 N
Estandarizacin del Na%H 0.01 N con biftalato de potasio
W &HK = 0.0108 g P' (&HK )= 204.22 ! ga"(a)o Na%H = 4.8 ml
N Na%H = W &HK
P' (&HK ) ! ga"(a)o Na%H
N Na%H = 0.0108
204.22 4.85 10 3
N Na%H = 0.0109 N
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Estandarizacin del HCl 0.05 N utilizando Na%H
! HCl = 1 ml
! Na%H = 4.7 ml
! HCl N HCl= ! Na%H N Na%H
(1 ml) ( N HCl )=( 4.7 ml)(0.0109 N )
N HCl =0.0512
N
Estandarizacin del HAc 0.05 N utilizando Na%H
! HAc= 1 ml
! Na%H = 4.6 ml
! HAc N HAc= ! Na%H N Na%H
(1 ml) ( N HAc )=( 4.6 ml )(0.0109 N )
N HAc= 0.0501 N
Estandarizacin de soluciones de 0.01N, 0.002N y 0.00064N de
HAc y H l
HAc 0.05 N HCl 0.01 N
(4.6 ml ) (0.0109 N )=( N HAc)(4 ml) (4.7 ml ) (0.0109 N )=( N HCl )(1 ml)
N HAc= 0.0501 N N HCl = 0.0512 N
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HAc 0.01 N HCl 0.01 N
(4.6 ml ) (0.0109 N )=( N HAc)(5 ml) (3.15 ml) (0.0109 N )=( N HCl )(3 ml)
N HAc= 0.01003 N N HCl = 0.0114 N
HAc 0.002 N HCl 0.002 N
(1.85 ml) (0.0109 N )=( N HAc)(10 ml)
(1.8 ml) (0.0109 N )=( N HCl
)(10 ml)
N HAc= 0.002012 N N HCl = 0.001962 N
HAc 0.00064 N HCl 0.00064 N
(0.6 ml ) (0.0109 N )=( N HAc)(10 ml)
(1.8 ml) (0.0109 N )=( N HCl )(30 ml)
N HAc= 0.000654 N N HCl = 6.54 10 4 N
6. "alculemos 3a$a cada una de las soluciones la conductividad
es3eci)ica %;& + su conductividad equivalente % * &
/a$a la soluci(n de HCl 0.0512 N
&allemos la conductividad espec/fica
k = L( l A)
k =7.78
10
3
S(0.9463 )
=7.3622
10
3
S.cm 1
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&allemos la conductividad e7uivalente
* = k 1000 N
= 7.3622 10 3( 10000.0512 )= 143.793 S.cm 2 . eq 1
;el mismo modo se procede para el resto de soluciones, los resultados se
encuentran en la tabla siguiente
Ta*la
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%.%%%$+ 3.7379 10 5
+".'+ %.%2+$
1. =$a)iquemos > vs %N&?.< 3a$a el @ c + @"l
=$a)ica vs N del @"l
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" "#"5 "#1 "#15 "#2 "#25"#"""
5"#"""1""#"""15"#"""2""#"""25"#"""3""#"""35"#"""4""#"""45"#"""
$ %'N(")5
'N(")5
$
" "#"5 "#1 "#15 "#2 "#25"#"""
1"#"""
2"#"""
3"#"""
4"#"""
5"#"""
6"#"""
7"#"""$ %'N(")5
'N(")5
$
=$a)ica
vs N del @ c
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-ue4o'
K i=+
2 N
1 + =0.0206
2 0.0501
1 0.0206 =2.1708 10
5
s calculamos 3a$a las demAs concent$aciones0 los $esultadosestAn en la ta*la si4uiente
Ta*la
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0s/ calculamos para cada concentracin de &0c, lo mostramos en la
tabla siguiente
Ta*la
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(as conductividades e7uivalentes para el &Cl ' 3."!3, '3+.3%",
'4.+!2, '2.34+ 56.cm 2.e7 8' 9 medidos a las concentraciones de
%.%+'2 , %.%'' , %.%%'!$ , %.%%%$+ respectivamente. (as conductividades e7uivalentes para el &0c ".2%4, '$.2"+, 33. !,
+".'+ 56.cm 2.e7 8' 9 medidos a las concentraciones de %.%+%' ,
%.%'%%3 , %.%%2%2 , %.%%%$+ respectivamente.
(a conductividad l/mite e perimental para el &Cl fue de
370 S.cm2.eq
1
. (a conductividad l/mite e perimental para el &0c. fue de
350 S.cm2.eq
1
.(a conductividad l/mite terica para el &Cl fue de
400.55 S.cm2. eq
1
.(a conductividad l/mite terica para el &0c. fue de
367.27 S.cm2. eq
1
.El porcentaje de error para la conductividad l/mite del &Cl fue
de 7.62
El porcentaje de error para la conductividad l/mite del &0c. fue
de 4.70 .
VII. DIS"USI!N DE RESU-TDOS
(as posibles causas de este error pueden ser una medicin
ine acta de los volDmenes gastados al reali1ar las titulaciones.
En la medicin de la conductividad elctrica del KCl 1 pudo
aber presencia de aire, 5burbujas9 en la celda, esto produce
una medicin simultanea de la conductividad del aire:
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entonces, el valor 7ue se lea en la pantalla del instrumento, no
ser el correcto y ya 7ue los dems clculos dependen de este
valor, se arrastra asta el final este error.
VIII. "UESTION RIO
2. E:3lique so*$e cada uno de los )acto$es que in)lu+en en laconductancia de una soluci(nAariacin de la conductividad con la concentracin anto la
conductividad espec/fica como la e7uivalente de una solucinvar/an con la concentracin. ?ara electrolitos fuertes con
concentraciones de asta varios e7uivalentes por litro, ) aumenta al
incrementarse la concentracin.
En contraste, las conductividades de electrolitos dbiles comien1an
en valores bajos en soluciones diluidas y crecen muc o ms
gradualmente. 0s/ el aumento de la conductividad con laconcentracin se debe al incremento en el nDmero de iones por
volumen de solucin.
(a conductividad de una solucin var/a ligeramente con la presin
debindose al efecto principalmente a la variacin de la viscosidad
del medio y por consiguiente la alteracin de la velocidad. ?or tanto,
en la conductividad de los iones la viscosidad de una solucin
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diluida disminuye gradualmente con un aumento de presin, ello va
acompaFado por un aumento en la conductividad e7uivalente.
(a conductividad con la temperatura de solucin aumenta
moderadamente con el aumento de temperatura, este aumento se
debe principalmente a la disminucin de la viscosidad del medio. (a
variacin de la conductividad l/mite con temperatura se puede
representar por
5. E:3lique la in)luencia del movimiento de iones de unadisoluci(n so*$e la conductividad(a influencia del movimiento de iones de una solucin sobre la
conductividad es 7ue cuando la separacin promedio de iones es
grande, como en soluciones muy diluidas, su movimiento est
determinado 5adems de los impactos de las molculas de
disolvente9 por e capo elctrico aplicado, y su movimiento neto
consiste en un despla1amiento uniforme acia uno u otro de loselectrodos. (a evidencia ms directa de la e istencia de iones en
solucin es constatar el ec o de 7ue la solucin puede conducir
una corriente elctrica. Esto se e plica por el movimiento de iones
con carga positiva 5cationes9 acia los electrodos con carga
negativa, y por iones con carga negativa 5aniones9 acia los
electrodos positivos.
Es por eso 7ue la forma ms simple de estudiar el movimiento de
iones en solucin es a travs de su conductividad, su capacidad
para conducir la electricidad,
?or ejemplo los anormales grandes velocidades de los iones & 3- G y
-& 8 se manifiestan solo en soluciones acuosas, resaltndose el
ec o de 7ue son iones del propio disolvente. Cada in & 3-G
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formado intercambia su protn al a1ar con una de las molculas de
agua 7ue la rodean.
6in embargo, al crearse una diferencia de potencial surge adems
un movimiento dirigido una buena parte de los protones empie1an
a moverse por las l/neas de fuer1a del campo acia el ctodo,
transportando electricidad. Hracias al salto de los protones,
aumenta muc o la conductividad elctrica de la solucin, ya 7ue no
tienen 7ue recorrer todo el camino acia el ctodo, sino slo la
distancia entre una y otra molcula de agua. Es un tipo de
conductividad de relevo.
0nlogamente se e plica la alta movilidad de los iones idro ilos,
con a diferencia 7ue en este caso el salto es de una molcula de
agua al in -& 8, lo 7ue determina un despla1amiento aparente de lo
iones -& 8 acia el nodo. ?ero, la velocidad del ion & 3- G es mayor
por7ue el nDmero de saltos de los protones es ms grande, debido
a 7ue el estado energtico en la molcula de agua corresponde aun m/nimo ms pronunciado de la energ/a potencial.
6. E:3lique qu# ti3o de co$$iente %c.a. ( c.c.& se utili9a en ladete$minaci(n de la conductancia(a conductancia de las soluciones se mide con un puente de
corriente alteFa 5c.a.9. Con frecuencias de c.a. en el intervalo de
audicin, de '%%% a %%% &1, la direccin de la corriente cambia con
tanta rapide1 7ue se elimina la acumulacin de la carga en loselectrodos 5polari1acin9. El punto de e7uilibrio 5balance9 del puente
se indica en el osciloscopio de rayos catdicos.
an pronto se cont con datos confiables sobre la conductividad, fue
evidente 7ue las soluciones de electrolitos siguen la ley de - m. (a
conductividad es independiente de la diferencia de potencial. oda
teor/a de la conductividad abr de e plicar este ec o el
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electrolito siempre est listo para conducir electricidad, y esa
capacidad no es algo producido por el campo elctrico aplicado.
;esde este punto de vista, no era aceptable la ingeniosa teor/a 7ue
Hrot us propuso en '4%+. 6upuso 7ue las molculas del electrolito
eran polares, con e tremos positivos y negativos. In capo aplicado
las alinea en una cadena y luego ace 7ue las molculas situadas
al final de ella se disocien, liberndose en los electrodos los iones
libres 7ue se an formado. o obstante sus limitaciones, la teor/a
de Hrot us sirvi para subrayar la necesidad de tener iones libres
en las soluciones y poder as/ e plicar la conductividad observada.
enemos los siguientes conductores
Conductores electrnicos 5metales slidos o fundidos y ciertas
sales9 ay una emigracin directa de electrones a travs del
conductor y bajo una influencia de potencial.
Conductores electrol/ticos incluyen soluciones de electrolitosfuertes y dbiles, sales fundidas y algunas sales slidas como el
aCl y 0g - 3, ay una migracin inica positiva y negativa acia
los electrodos, no solo ay transferencia de electricidad sino de
materia de una parte u otra del conductor y cambios 7u/micos en los
electrodos, caracter/sticos de la sustancia 7ue compone el
conductor y el electrodo.
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