Diagrama 4140

Diagrama 4140 de transformaciones de fases CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA.
Conductividad eléctrica en sólidos.
Cuando se considera un conductor metálico de longitud L(en cm), área de sección transversal A (en cm2), por el que pasa una corriente i perpendicular al área A su resistencia eléctrica, R, puede expresarse a través de la propiedad intrínseca del conductor conocida como resistenciaespecífica o resistividad ( , en ohm-cm):

A
R
L
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Fig. 1 Conductividad en un metal.
Por otra parte, al inverso de la resistencia se le denomina conductancia y en forma similar, al inverso de la resistividad, conductancia específica o conductividad:

LR A 1 1 1
, ó mkkL A 1
(2)
donde:
Km = conductancia medida (ohm-1) k = conductanciaespecífica o conductividad (ohm-1 cm-1)
La conductividad eléctrica en los metales se debe a los electrones de conducción; éstos surgen debido a que los electrones de valencia en el metal son generales y no pertenecen a un átomo en particular. En la teoría clásica (Drude-Lorentz) los electrones de conducción se consideran formando parte de un gas electrónico en donde cada electrón tiene 3 gradosde libertad. Según la estadística de Fermi-Dirac dicho gas se considera un gas cuántico degenerado. La conductividad en los cristales sólidos, por su parte, se debe a defectos en los cristales, por lo general el defecto Schottky y el defecto Frenkel. En el primero, la migración en muy pequeña escala de ambos tipos de iones, debido a la ausencia de éstos en algunos sitios de la red cristalina,genera el movimiento y la aparición de la conductividad (vgr., los iones cloruro y sodio en el NaCl). En el segundo caso, la dislocación de algún ion desde su posición normal en la red cristalina y hacia algún sitio intersticial, genera el movimiento de
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iones. Este movimiento se puede dar o bien por la migración directa del ión (salto intersticial) o por el reemplazo de otro ion por el primero,dando por resultado la migración del segundo ión (mecanismo intersticial). Un ejemplo común de este tipo de defecto, lo constituye la migración de iones plata en el cloruro de plata.
Fig. 2 Defecto Schottky. Espacios vacios en la red (iones de cada tipo ausentes).
Fig. 3 Defecto Frenkel. Ion dislocado de la red, ubicado en una zona intersticial.
La conducción eléctrica en loselectrolitos sólidos fundidos y en solución.
dV V dX L
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Fig. 4 Migración iónica en una solución electrolítica.
Fig. 5 Conductividad eléctrica en una solución electrolítica.
Si se aplica una diferencia de potencial V, pequeña, de C.D., entre dos electrodos inertes de superficie A, colocados a una distancia L e introducidos en una sal fundida o una disolución deun electrolito univalente (por ejemplo), se establece un gradiente de potencial
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y, como resultado, cada ion se desplaza hacia el electrodo con signo1 opuesto a él (por el campo eléctrico existente). Debido a la carga asociada a los iones, este desplazamiento constituye una corriente eléctrica (movimiento de carga), ya que finalmente se traducirá, en el circuito externo, en una intensidad ide corriente, lo cual es evidencia de la propiedad conductora del electrolito. EI paso de la corriente a través de la solución se efectúa, cono ya vimos, por el movimiento de los iones. La capacidad de los iones para moverse en la disolución y la propiedad que tiene una solución de conducir la corriente se llama, en términos generales, conductancia. La conductancia específica o conductividad (k)de una disolucíon, es la conductancia de 1 cm3 de disolución, entre electrodos de 1cm2 de área, que se encuentran separados 1 cm. La conductancia específica tiene unidades de ohm-1 cm-1. Las mediciones de conductividad se realizan con un puente de Kohlrausch y, aún cuando se determina la resistencia durante la medición, en la escala del instrumento se lee en términos de conductancia (km, por...