Previo 3 Fico 4

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán “Campo 1”

“Cuestionario previo 3: Conductividad de electrolitos ”

Por: Rodríguez Miranda Omar Alejandro

Profesor: Manuel Paz Carrera: Química Grupo: 1501

Ciclo escolar 2014-I

ACTIVIDADES PREVIAS AL EXPERIMENTO.

1) ¿Qué explica la ley de distribución iónica de Kohlrausch?

Kohlrausch fue el primero en señalar que para electrolitos fuertes, la conductancia equivalente aumenta con la dilución y sus valores se van haciendo análogos al aproximarse la dilución a concentración cero. Al graficar los valores de la conductancia equivalente en función de la concentración, y extrapolar a concentración cero, se obtiene la denominada conductancia equivalente límite. Las conductancias equivalentes limites para electrolitos débiles se obtienen por aplicación de La Ley de Kohlrausch de la migración independiente de los iones, que establece que: "A dilución infinita, donde la disociación de todos los electrolitos es completa y donde desaparecen todos los efectos interiónicos, cada ion emigra independientemente de su coion, y contribuye a la conductancia total equivalente de un electrolito una definida coparticipación que depende sólo de su propia naturaleza y es totalmente independiente del ión con el cual se encuentra asociado" Si este es el caso, entonces el valor de la conductancia equivalente límite de un electrolito deberá ser la suma de las conductancias equivalentes de los iones que lo componen con tal que el solvente y la temperatura sean iguales. Λ0 = I+° + I-° 2) ¿Cómo se define la conductividad para una solución electrolítica?

La conductividad (o conductancia específica) de una solución de electrolito es una medida de su capacidad para conducir la electricidad. La unidad SI de conductividad es el siemens por metro (S/m). La resistencia R, es proporcional a la distancia l entre los electrodos e inversamente  proporcional al área transversal de la muestra  A. Escribiendo ρ (rho) para la resistencia específica (o resistividad),

En la práctica la sonda de conductividad se calibra utilizando disoluciones de resistencia * 8 específica conocida, ρ , por lo que los valores de l y A son datos de diseño de la sonda. Si la resistencia de la solución de calibración es R*, se obtiene una constante de sonda, C:

La conductividad específica, κ (kappa) es la recíproca de la resistencia específica:

La conductividad también es dependiente de la temperatura. 3) ¿Qué diferencia existen entre la conductividad específica y la conductividad molar? ¿Cuál es la relación matemática entre ambas?

Conductividad específica () : es la cantidad de energía que es transportada por una unidad de volumen de la disolución de un electrolito (cm3 o m3) Conductividad Molar (): Es la cantidad de energía eléctrica transportada por 1 mol  de electrolito en solución. La relación entre ambas conductividades es la siguiente: 

4) ¿Cuáles son los puntos más relevantes de la teoría de Arrhenius sobre la conductividad  de las soluciones? ¿Cómo se clasifican las soluciones electrolíticas según dicha teoría?

Teoría de Arrhenius de la disociación electrolítica 1. De los átomos totales que constituyen una sustancia electrolítica, una parte se va cargando de electricidad a medida que se produce la disolución y el resto queda en estado de neutralidad. 2. La formación de iones es un proceso independiente del paso de la corriente eléctrica. 3. Los iones actúan independientemente unos de los otros y de las moléculas sin disociar, y son diferentes en sus propiedades físicas y químicas. 4. La disociación electrolítica es un proceso reversible. 5. Las partículas con carga eléctrica son atraídas por el electrodo de signo contrario. 6. Cuando los iones se dirigen a sus respectivos electrodos, pierden sus cargas eléctricas, se transforman en átomos y adquieren propiedades químicas ordinarias. 7. Los electrólitos se separan o disocian en iones cuando se colocan en agua.

8. Los iones son responsables de la conducción de la corriente eléctrica (flujo de electrones) a través de una disolución electrolítica. 9. La conductividad de una disolución electrolítica depende del grado de concentración de los iones del electrólito que hay en dicha disolución. Arrhenius clasificó a los electrolitos en:  Electrolitos fuertes y débiles 5) ¿Qué observaciones explica la teoría de Debye-Hückel que no explica la teoría de  Arrhenius? ¿Cuáles son las proposiciones más importantes de la teoría de Debye-Hückel?

Al igual que Arrhenius, Debye y Huckel establecen que los electrolitos fuertes existen en solución como iones de los tipos mencionados pero, ellos creen que los electrolitos fuertes se hallan totalmente ionizados, al menos en soluciones diluidas, y que los efectos observados se deben a una distribución desigual de los iones como resultado de una atracción. Debye y Huckel mostraron que a causa de estas atracciones electrostáticas, cada ion  positivo de la solución debe estar rodeado de un número de iones negativos e inversamente debe suceder a cada ion negativo. En otras palabras, cada ion de la solución se rodea por  una atmósfera iónica cuya carga neta es opuesta a la del ion central. Además demostraron que las propiedades de los electrolitos están determinadas por la interacción del ion central y su atmósfera. Como la naturaleza de ésta depende de la valencia de sus iones, su concentración, la temperatura y la constante dieléctrica del medio, se deduce que estos son también los factores que controlan las propiedades termodinámicas de los electrolitos. En la teoría de Debye-Huckel, el efecto de la concentración de los iones, se introduce por  medio de una cantidad conocida como fuerza iónica, que constituye una medida de la intensidad eléctrica en la solución. La fuerza iónica se define como la mitad de la sumatoria de las concentraciones de los diversos iones en gramos por litro multiplicadas por los cuadrados de las valencias iónicas respectivas.

6) Representar gráficamente: a) La variación de la conductividad con la concentración

Grafica 3.1 Variación de la conductividad con la concentración de diferentes electrolitos. b) La conductividad molar con respecto a la raíz cuadrada de la concentración para electrolitos fuertes y débiles.

Gráfica 3.2 Variación de la conductividad molar, “", con la raíz concentración para distintos electrolitos.

7) ¿Cómo se obtiene la conductividad molar límite para un electrolito fuerte y para un electrolito débil?

Los electrolitos fuertes son sustancias que están completamente ionizadas en disolución, y la concentración de iones dispuestos para la conducción es proporcional a la concentración del electrolito. Para los electrolitos fuertes, Kohlrausch demostró que: Para electrolitos débiles se tiene

 



 



  ( ) 

8) Propiedades fisicoquímicas de sustancias utilizadas.

9) Diagrama de flujo del experimento.

Conductividad

de

electrolitos

Preparar

disoluciones

0.1,

0.05, 0.001,0.005M de NaCl y ácido acético

a diferentes

volúmenes.

Armar

el

dispositivo

de

medidor conductimétrico para el

experimento

(pág.

14

1) Introducir la celda del conductímetro Medir la conductividad de las soluciones comenzando con la más diluida.

R1

R2

R1: Las soluciones de NaCl se desechan en la tarja. R2: Las soluciones de ácido acético se neutralizan y después se desechan en la tarja. REFERENCIAS. Atkins , de Paula. (2008). Química Física. España: Reverté. (pp.783)  Apuntes de electroquímica. Tomado de  https://ocw.uca.es/pluginfile.php/2167/mod_resource/content/1/Leccion%202%20Iones%2 0por%20Separado.pdf  Conductividad de soluciones electrolíticas. Tomado de  http://www.uv.es/qflab/2012_13/descargas/cuadernillos/qf1/castellano/Teoria/Conducti vidad-F.pdf