Determinación de una constante de disociacion y de un producto de solubilidad, a partir de medidas de conductividad electrica en disolucion

Universidad Andrés Bello
Facultad Química y Farmacia
Laboratorio Fisicoquímica II
Profesor:

Laboratorio Nº 4:
DETERMINACIÓN DE UNA CONSTANTE DE DISOCIACION Y DE UN PRODUCTO DE SOLUBILIDAD, A PARTIR DE MEDIDAS DE CONDUCTIVIDAD ELECTRICA EN DISOLUCION

INTRODUCCIÓN

Desde el punto de vista físico-químico, los conductores más importantes son los del tipo electrolíticos, conocidoscomo electrolitos. Éstos se distinguen de los conductores electrónicos (por ejemplo: los metales) por el hecho de que el paso de una corriente eléctrica va acompañada por el transporte de materia.

El transporte de la corriente eléctrica a través de conductores metálicos es realizado por el movimiento de los electrones del metal, bajo la acción de una diferencia de potencial aplicada.En este caso, por tratarse de un solo tipo de transportador (electrones), puede considerarse al conductor eléctronico como homogéneo, y para él es válida la Ley de Ohm

Como es de todos sabido, la resistencia de un conductor varía directamente con su longitud [pic] (cm) e inversamente con su superficie A (cm2); esto es:

[pic] (ohms) (1)donde [pic] es una constante, llamada resistencia específica o resistividad de la sustancia conductora. Esta es la resistencia en ohmios de una muestra de 1 cm de longitud y 1 cm2 de sección.

Conductividad Especifica

La conductividad específica que se designa por [pic], de una sustancia dada se define como 1/[pic] (ohmios-1*cm-1); por tanto, la ecuación anterior puede escribirsecomo:

[pic] (2)

Si la conductividad de la disolución es representada por L:

[pic] = = (ohmios-1) (3)

donde k es la conductividad específica en Ohm-1·cm-1 (1Ohm-1 = 1 Siemens). Combinando la Ec. 3 con Ec. 1 se llega a que:(4)

cuyo valor experimental se obtiene utilizando una celda de medición, que consta de dos placas de platino de área A y separadas entre sí una cierta distancia l. La celda encuentra conectada a un conductivímetro que opera midiendo la resistencia del conductor, según el principio del puente de Wheatstone;

La conductividadespecífica definida por Ec. 4 corresponde a la conductividad de un cm3 de disolución, contenido entre dos planos paralelos separados por un centímetro. Luego, dependiendo de la cantidad y tipo de los iones que haya en este volumen, se tendrá una mayor o menor conductividad eléctrica. Es decir, la conductividad específica depende de la naturaleza y de la concentración del electrólito.

Apesar de que la propiedad que se mide es κ la comparación de las capacidades de transporte eléctrico de distintos electrólitos se efectúa a través de la llamada conductividad molar Λm. Esta se define normalizando κ con respecto a la concentración C* del electrolito en mol/cm3. Así,
Λ = κ / C* (5)

la queal expresar la concentración del electrolito en mol/1000 cm3 se transforma en:

Λ =1000 κ / C* (6)

cuyas unidades son Ohm-1·cm2· mol-1, siendo 1 Ohm-1 = 1 Siemens, S. Λm así definida corresponde a la conductividad que tendría una disolución conteniendo un mol de soluto de electrolito, encerrada entre dosplanos paralelos separados por 1 cm. Puesto que 1 L y 1000 cm3 difieren en sólo un 0,0028 %, C en la ecuación 7 se homologa a la concentración molar.

Los iones provenientes del auto ionización del disolvente (caso del agua) también contribuyen a la conductividad de la disolución. Por consiguiente, para determinar Λm de un soluto electrolito hay que restarle la conductividad específica...