Quimica analitica conductimetria

CONDUCTIMETRÍA

Fundamento de la técnica
La conducción de una corriente eléctrica a través de una solución de un electrolito involucra la migración de especies cargadas positivamente hacia el cátodo y especies cargadas negativamente hacia el ánodo. La conductancia de una solución, que es una medida del flujo de corriente que resulta de la aplicación de una fuerza eléctrica dada, dependedirectamente del número de partículas cargadas que contiene. Todos los iones contribuyen al proceso de conducción, pero la fracción de corriente transportada por cada especie está determinada por su concentración relativa y su movilidad inherente en el medio. La conductancia iónica equivalente es una medida de la movilidad de un ion bajo la influencia de un campo de fuerzas eléctricas, y es por lotanto, una medida de su capacidad de transporte de corriente.
Instrumentos de medición de conductancia
Para medir la conductancia de una solución se utiliza un puente de Wheatstone, como se muestra en la Figura 1. El pasaje de corriente a través de una solución de un electrolito puede producir cambios en la composición de la solución en la zona adyacente a los electrodos; además puedendesarrollarse potenciales con la consecuente introducción de errores serios en las mediciones conductimétricas, siempre que no se reduzcan los efectos de polarización a proporciones desestimables. Estas dificultades se eliminan generalmente empleando corrientes alternas para las mediciones de manera que se reducen considerablemente los efectos de polarización y el grado de electrólisis.

Figura 1. Puentede Wheatstone para mediciones de resistencias.

Puesto que se emplea corriente alterna, la celda tendrá una capacitancia que no se balanceará en la resistencia Rs, y por eso es necesario incluir un condensador variable en paralelo con la resistencia de manera que la capacitancia en A-D puede contrarrestarse en D-B. En cuanto a las celdas, el requisito fundamental para una celda conductimétricaes un par de electrodos que están firmemente ubicados en una geometría constante uno con respecto al otro. Estos electrodos están comúnmente patinados para aumentar su superficie efectiva y minimizar los efectos de capacitancia.
Aplicación: Titulaciones conductimétricas
Las titulaciones de neutralización se adaptan particularmente bien al punto final conductimétrico, debido a la conductanciamuy alta de los iones H3O+ y OH- comparada con la conductancia de los productos de reacción.
En la Figura 2 se muestra la curva de titulación conductimétrica de una solución 10-3 M de ácido clorhídrico y 10-3 M de ácido acético con hidróxido de sodio empleando hidróxido de sodio como reactivo titulante. La curva, en la que se representa k·10-6 en ordenadas y f en abscisas, fue construida empleandola ecuación (1) y (2).

[pic] (1)

donde:
k: coeficiente de conductividad (Ω-1·cm-1)
Ni: normalidad de los iones (eq/L)
: conductividad iónica equivalente (Ω-1)
1000: factor de conversión (cm3/L)

[pic] (2)
donde:
f: factor de relación entre volúmenes
VT: Volumen total dela solución (L)
Veq: Volumen total agregado del titulante (L)

Figura 2. Curva de titulación conductimétrica de HCl 10-3 M y HAc 10-3 M con NaOH

Las mediciones conductimétricas ofrecen un medio adecuado para la determinación de puntos finales en titulaciones. Para establecer un punto final conductimétrico, se necesitan suficientes mediciones experimentales para definir la curva detitulación. Luego de corregir el cambio de volumen (f), se grafican los datos de conductancia (k) en función del volumen de reactivo titulante. Posteriormente se extrapolan las dos porciones lineales y se obtiene el punto de equivalencia en la intersección de ambas. El punto final conductimétrico es completamente inespecífico. Aunque el método es potencialmente adaptable a todos los tipos de reacciones...