Conductividad electrolitica

UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA “JOSÉ SIMEÓN CAÑAS”
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE PROCESOS Y CIENCIAS AMBIENTALES

BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA
“Medición de la conductancia electrolítica”
Estudiantes:
Guerrero Granados, Carlos Ricardo.
Hernández Gutiérrez, Manuel Alejandro.
Prieto Lima, Rocio Marisela.
Fecha de entrega:
22 de abril de 2014
Palabrasclave: Conducatancia, conductividad, concentración, electrolitos, medidores de conductancia.
Resumen:
En el siguiente reporte se explorará las relaciones entre dos propiedades de las soluciones: su conductancia y
su concentración. Primero se definirán los conceptos de conductividad y conductancia de manera breve, se
explicará un determinado procedimiento de cómo encontrar la concentración yconductancia a partir del uso
de instrumentos especializados y la manera de encontrar la concentración de una muestra desconocida
conociendo su conductancia a partir de los datos obtenidos.

Balance de Materia y Energía
1.

Introducción teórica

Ciclo 01 - 2014

Se observa que un siemens es igual al inverso de 1 ohm,
dando la naturaleza opuesta que tiene la conductividad
de laresistividad.

1.1 Conductividad
1.2 Conductancia
La conductividad es una propiedad intrínseca del
material, es decir, mientras este material tenga la
misma composición, esta propiedad no cambiará
aunque cambie las dimensiones del material. Desde
un enfoque micrométrico, la conductividad se
puede ver como el movimiento de la densidad de
corriente en un punto, debido a un campo eléctrico.
Seutiliza el símbolo 𝜎 . Recordando que la
densidad de corriente es el flujo de electrones por
una superficie plana de área diferencial a través del
material, y el campo es un campo eléctrico
generado por la distribución de cargas. (Resnick,
Halliday, & Krane, 2009)

La conductancia es la capacidad de que la corriente
fluya en un material, por cada unidad de diferencia
de potencial. Utilizandouna expresión
matemática:
𝐺=

𝐼
(𝐸𝑐. 2)
𝑉

Donde ésta expresión es el equivalente
macrométrico de la expresión de la conductividad.
La densidad de corriente ha sido sustituida por la
corriente, y el campo eléctrico ha sido sustituido
por una diferencia de potencial. También se ha de
observar que la expresión es el inverso de la
resistencia. Mientras la resistencia mide la
dificultadque tienen las cargas de moverse a través
de un material, la conductancia mide la facilidad de
las cargas de moverse a través de dicho material.
Por ser unidades macrométricas, éstas dependen de
dimensiones espaciales específicas. Por ejemplo si
se tuviese un cable conductor, la conductancia se
puede calcular en base a la conductividad de la
siguiente manera:
𝐺= 𝜎

Figura I. Se observael paso de corriente a través de un
área, mostrando el concepto de densidad de corriente.
Tomada de (Young & Freedman, 2012)

Por tanto la resistividad queda definida como
𝐽
𝜎 = (𝐸𝑐. 1)
𝐸
Es decir, la cantidad de corriente que pasa por un
área infinitesimal por unidad de intensidad del
campo.
Sus unidades se expresan relacionándolas con las
unidades de su inverso, la resistividad. Las𝐴
unidades de la densidad de corriente son [ 𝑚2] y las
𝑉

del campo eléctrico son [ ], teniéndose así:
𝑚

𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠(𝐽)
𝐴/𝑚2
1
𝑆
=
=
= Ω−1 𝑚−1 =
𝑉
𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠(𝐸)
𝑉/𝑚
𝑚
𝑚
𝐴

𝐿
(𝐸𝑐. 3)
𝐴

Donde L es la longitud del cable, y A es el área
transversal.

1.3 Conductancia
soluciones

y

conductividad

en

Hasta ahorita se ha hablado de éstas propiedades en
materialessólidos, donde las cargas son electrones
que se mueven a través del material. En las
soluciones electrolíticas, el paso de corriente ocurre
por un mecanismo diferente.
Este mecanismo es el movimiento de los iones
disueltos en el solvente. Estos iones poseen cargas
debido al exceso o al defecto de electrones, y son
estos iones los que transportan dicho electrón a lo
largo del fluido y de...