Conductimetría

La conductimetría ye un métodu analíticu sofitáu na conducción lléctrica de los iones en solución, úsase pa midir la molaridá d'una disolución, determinada pola so carga ionica, o salina, de gran movilidá ente dos puntos de distintu potencial. La conductividá llétrica ye un fenómenu de tresporte nel que la carga lléctrica (en forma d'electrones o iones) muévese al traviés d'un sistema.

 Fundamentu 
La llei d'Ohm:
“La unidá de potencial ye'l voltiu, que ye la fuercia electromotriz necesaria por que pase un amperiu al traviés d'una resistencia d'un ohmiu”.

I = V / R, 

onde R (resistencia), V (potencial) ya I (intensidá)

Esto ye, cuanto mayor seya la carga llétrica / iónica de la nuesa amuesa, más intensidá vamos detectar ente los dos puntos de distintu potencial, o lletrodos, a una resistencia constante.

La conductividá llétrica ye un fenómenu de tresporte nel cual la carga llétrica (en forma d'electrones o iones) muévese al traviés d'un sistema.

La carga flúi porque esperimenta una fuercia lletromotriz; lo qu'indica la presencia d'un campu llétricu E nun conductor que tresporta corriente. La conductividá (conductividá específica) K d'una sustancia ta definida por:

K = J / E

Onde J ye la densidá de corriente y Y ye'l campu llétricu. L'inversu de la conductividá ye la resistividá r:

r = 1 / K

La conductividá ye una midida de la respuesta de la sustancia a un campu llétricu aplicáu.

 Carauterístiques 
Pa munches sustancies K ye independiente de la magnitú del campu llétricu Y aplicáu (polo tanto ye tamién, de la magnitú de la intensidá de corriente). Tales sustancies dizse qu'obedecen a la llei d'Ohm, les disoluciones de lletrolitos obedecen a la llei d'Ohm, cola única condición de que Y nun seya desaxeradamente alto y calténgase en condiciones d'estáu estacionariu. Nestes condiciones, puede considerase a la disolución como un conductor electrónicu, que sigui la Llei d'Ohm. Considerando un ciertu volume d'una solución, la resistencia midida R correspondiente va venir dada por:

R = r × L / A

onde r ye la resistividá (en ohm × cm) de la solución, A ye l'área al traviés de la cual produzse'l fluxo lléctrico (en cm²) y L ye la distancia ente los dos planos consideraos (en cm).

dicimos que la conductancia lletrolítica (G) como la magnitú recíproca de la resistencia: 

G = 1/ R

que la so unidá nel SI ye'l Siemens (S). Amestando les ecuaciones (1) y (2) llógrase:

G = 1/r × L/A = c × L/A

onde c ye la conductividá de la disolución (en S × cm-1), definida como la inversa de la resistividá, siempres que'l campu llétricu seya constante.

Acordies cola ecuación, la conductividá d'una disolución ye la conductancia de la mesma zarrada nun cubu de 1 cm³ (l=1 cm, A=1 cm²).

 Conductancia especifica, molar y equivalente 
La conductividá ye una propiedá que mide la facilidá con que los portadores de carga migren so l'aición d'un campu llétricu. Pal casu d'un conductor iónicu, son los cationes y los aniones de la mesma los qu'intervienen nel tresporte de la corriente y poro, el valor de conductividá va depender del númberu d'iones presentes.

La conductancia especifica ye la conductancia de 1cm³ de solución. Dizse de la conductancia d'una solución na qu'introdúcense dos electrodos de 1cm² de superficie, dixebraos a una distancia de 1cm (ye la conductancia de 1cm³ de solución que queda ente los 2 electrodos).

A la conductancia específica amuésase cola lletra kappa, κ.

Pa normalizar la conductancia, respeutu les cantidaes iones presentes introduzse una nueva magnitú, la conductancia molar (Lm), que se define como:

Lm = K / C

onde C ye la concentración del lletrolitu.

Xeneralmente la conductancia molar esprésase'n S×cm²×mol-1, polo que va haber qu'introducir un factor de correición pa faer compatibles les unidaes, una y bones la conductividá esprésase'n S.cm-1 y la concentración en mol. L-1. Considerando que 1 L= 1000 cm³, la ecuación pa Lm que se va deber usar ye:

Lm = 1000×K / C 

onde'l factor 1000 da cuenta del cambéu d'unidaes de L (dm³) a cm³.

Por cuenta de que dellos iones tienen carga múltiple, la cantidá de corriente que pueden tresportar (pa un tamañu iónicu dadu) ye mayor.

Col fin de normalizar la midida, introduzse la magnitú conductancia equivalente (Leq), que considera a tolos iones como monocargaos, lo que dexa la comparanza de los sos valores. Tenemos qu'alcordanos que nel área de la Iónica, el conceutu d'equivalente refierse puramente a la carga de la especie considerada, y nun toma en cuenta la reacción na que toma parte'l ión.

La rellación ente Leq y Lm ye:

Leq = Lm / z

onde z representa la carga de la especie considerada.

 Variación de la conductividá cola concentración 
La conductancia molar desendólcase de distinta manera en función de la concentración del lletrolitu. Sería collinial a la mesma si la conductividá fuera direutamente proporcional a la concentración, pero esto nun ye asina por cuenta de que la interacción ente los iones ye disociativa a concentraciones baxes y asociativa a concentraciones altes.

El comportamientu xeneral de la variación de la conductividá cola concentración pa distintos lletrolitos ye'l mesmu. Esiste un aumentu inicial de la conductividá a midida que aumenta la concentración hasta un valor máximu, lo que s'esplica por esistir un mayor númberu d'iones dispuestos pa la conducción. A partir d'un determináu valor de concentración, la conductividá empieza a menguar, por cuenta de que les interacciones asociatives ente los iones enzanquen la conducción de la corriente.

 Midida de la Conductancia 
La midida de la resistencia llétrica d'una solución ye la base pa la midida de la conductancia de la mesma. Y una alta conductancia va indicanos una fuerte carga iónica na muestra analizada. Depués, la nuesa midida va tar sofitada nel pasu de los iones de la solución per un campu llétricu pasando al traviés d'una o delles resistencies, que la so respuesta sirvirános d'indicador.

 Aparatos y Partes 
Pa ello, úsase una celda de conductividá coneutada a un xuegu de 4 resistencies (una d'elles la resistencia de la disolución), una fonte de corriente alterna y un galvanómetru (G). Esti realízase al traviés d'una ponte de Wheatstone. La resistencia variable R2 modifícase'l so valor hasta que la llectura nel galvanómetru seya nula. Darréu aplicando les lleis de Kirchhoff, col valor de R2 y conociendo R1 y R4 puede calculase R3 (resistencia de la disolución). Al traviés de la mesma vamos conocer la so conductancia.

 Referencies 

 Enllaces esternos 

Categoría:Téuniques analítiques
Categoría:Electroquímica