Quimica-fisica

A) OBJETIVOS:

El objetivo de esta práctica es aplicar el método conductimétrico a la determinación de la constante de disociación de un ácido débil (Ácido Acético).
Para ello, nos valdremos de la relación que existe entre el grado de disociación y la conductividad molar, en la cual haremos hincapié en apartados posteriores.

También será necesario valorar correctamente un ácido débilmediante un método conductimétrico.
Previamente, será necesario conocer a la perfección el uso y funcionamiento de un conductímetro, así como su correcto calibrado.

B) CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS TEÓRICOS:

Para extraer un óptimo rendimiento académico a esta práctica, es conveniente conocer los siguientes fundamentos teóricos, que serán fundamentales para el funcionamiento de la misma.

Paraelectrolitos débiles, se observa que la conductividad molar, depende de la concentración del electrolito. Este comportamiento se justifica en términos de la existencia de un equilibrio entre formas ionizada y no ionizada del soluto. En el caso del ácido acético (HAc), que es un electrolito del tipo 1:1, se establece el siguiente equilibrio:

1. Equilibrio ácido-base del HAc: Cte. de equilibrioy grado de disociación.

El equilibrio de disociación del electrolito débil HAc se puede escribir:

| | | | Ka | | | | |
| HAc | + | H2O | ↔ | Ac- | + | H3O+ | |
| | | | | | | | |
Inicial | c0 | | | | | | | |
Equilibrio | c0(1-α) | | | | c0α | | c0α | α = x/ c0 |

donde c0 es la concentración inicial de ácido y α el grado dedisociación.
La expresión correspondiente de la constante de equilibrio, Ka, de dicha disociación se puede expresar como:

Ka = aAc- · aH+ aHAc = Ac-[H3O+][HAc] ·γ-·(γ+)γHAc = c0 α21-α γ±2 = Ka’·γ±2
donde cabe saber que γHAc ≈ 1;
γ±2 = γ-· γ+ (γ± es el coeficiente de actividad iónico del medio)
a+ = γ+·c+

Para determinar Ka, necesitamos saber Ka’ y γ± Ka = Ka’ ·γ±2
* Para calcular Ka’, necesitamos conocer α para cada concentración c0 (c0↔α):

Ka’ = Ac-[H3O+][HAc]= C0·α21- α

donde Ka’ es la constante de equilibrio en función de las concentraciones. El grado de disociación α se relaciona con la conductividad de la disolución como se analizará luego.

* Para calcular γ± utilizaremos la ley límite de Debye-Hückel:

log γ± = -A z+ z- Idonde I es la fuerza iónica. Relacionada con la concentración de los iones en disolución.

2. Grado de disociación en función de la conductividad.
2.1) Magnitudes y unidades.

Se llama electrolito a la sustancia que en disolución acuosa contiene iones. Como los iones son partículas cargadas, cuando se mueven en la disolución conducen la electricidad. Una corriente eléctrica implicasiempre un movimiento de carga.

Conductores:
Electrónicos (metales): La corriente eléctrica se debe al flujo de electrones.
Electrolíticos (disoluciones iónicas): La corriente eléctrica se debe al movimiento de iones.

La conductividad es una medida de la facilidad con que una corriente eléctrica pasa a través de un conductor, en este caso una disolución iónica.

Para trabajar conconductividades es necesario tener constancia de las unidades en las cuales se trabaja y unas nociones mínimas de la propia conductividad.
En concreto, estamos interesados en la conductividad electrolítica, por lo que nos centraremos en sus propiedades y características, que son:
* La conducción va acompañada de transporte de materia.
* La capacidad de transporte de corriente o conductividaddependerá de:
* Dimensiones y carga de los iones.
* Velocidad de los iones.
* Viscosidad del medio.
* Temperatura (conductividad aumenta con T porque disminuye la viscosidad del medio).

En cuanto a expresiones y unidades, es necesario conocer la siguiente tabla:

a) Conductividad específica κ:

La conductividad específica κ la podemos definir como la inversa de la...