Conduct an CIA

7/26/2019 Conduct an CIA

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Portada

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y TEXTILDepartamento Aad!m"o de In#en"er$a Q%$m"a

CONDUCTANCIA DE ELECTROLITOS

INTEGRANTES&Huayta Loroa, Nohemi Yetsy

Mamani Fuentes Rivera, Lesly Rubi

DOCENTES& Ing. Emilia Hermosa GuerraIng. ngel ill!n "lloa

LIM# $ %ER&

'()*


2/19

ContenidoPORTADA........................................................................................................1

OBJETIVOS..................................................................................................... 3

MARCO TEORICO...........................................................................................3

DATOS Y RESULTADOS....................................................................................5

DISCUSION DE RESULTADOS...........................................................................6

CONCLUSIONES..............................................................................................6

BIBLIOGRAFIA............................................................................................... 7

CONDUCTANCIA DE ELECTROLITOS

OBJETIVOS Determinar la conductividad equivalente de los electrolitos (HCl, NaCl, CH3COONa) a

diferentes concentraciones. Determinar las conductividades de los electrolitos a dilucin infinita.


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MARCO TEORICO

Electrolito. - un electrlito oelectrolitoes una sustancia que puede someterse al electrolisis (ladescomposicin en disolci!a travs de la corriente de electricidad). os electrolitoscontienen io!es li"resque act!an como co!dctores el#ctricos$Cuando, en una solucin, unalto porcenta"e del soluto se disocia para crear iones li#res, se $a#la de electrolitos %ertes$%ncam#io, si la ma&or parte del soluto no consi'ue disociarse, puede $acerse referencia alos electrolitos d#"iles$

Conductividad. - a conductividad elctrica es la medida de la capacidad (o de la aptitud) de unmaterial para de"ar pasar (o de"ar circular) li#remente la corriente elctrica.

Conductancia. - e denomina conductancia elctrica () a la propiedad de transportar, mover odespla*ar uno o m+s electrones en su cuerpo es decir, que la conductancia es la propiedadinversa de la resistencia elctrica.

Co!dcti&id'd de l' solci! ( co!dcti&id'd del solto ) co!dcti&id'd del *edio

i'racin de iones

Considerar un electrolito completamente disociado.

or la le& fundamental del transporte, la densidad de corriente es

Donde/

01 & 0- son el n!mero de iones positivos & ne'ativos por m3. v1 & v- son las velocidades de los iones positivos & ne'ativos, m2s. *1 e & *- e sus car'as, respectivamente. e es la car'a elemental, .456786 9 5-8 C 2 electrn.

i $a& presentes~c moles de un compuesto 2 m3.

Donde/

N:es la constante de :vo'adro, 4.563 9 563 electrones 2 mol.

Como ;< N: . e, la e9presin para " se convierte en/
http://definicion.de/disolucion/http://definicion.de/disolucion/http://definicion.de/disolucion/


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ustitu&endo las movilidades, v < u %,

Comparando con la le& de O$m ( " < = % ), tenemos para la conductividad,

:s> definimos la conductividad molar del electrlito por/

%sta es la conductividad que tendr>a la solucin si $u#iera una mol de la sustancia 2 m3 de

solucin. Com#inando con la ecuacin anterior,

:s>, las conductividades molares de los iones son definidas por,

odemos escri#ir.

Ley de Kohlrausch de la migracin independiente de iones

a le& de ?o$lrausc$ es correcta si la solucin est+ infinitamente diluida, por tanto, laconductividad molar a dilucin infinita ser+,

%n una me*cla de varios electrlitos, podemos 'enerali*ar/

or e"emplo, en cualquier solucin salina, la conductividad est+ dada por,


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i la concentracin de la sal no es alta como para disociar al a'ua, entonces,

o #ien,

DEPENDENCIA DE LA CONDUCTIVIDAD CON EL TIPO DE COMPUESTOI+NICO.

a conductividad de una solucin de un electrolito no solo depende de la cantidad de ionespresentes sino tam#in de la identidad de los mismos. %n la si'uiente ta#la se reportan valoresde conductividad equivalente (a dilucin infinita) para distintos iones a 6@oC en a'ua/

Aa#la NB.-alores de conductividad equivalente a dilucion infinita de distintos iones .(Aomadade %lectrol&te olutions, .:.o#inson and .H.to=es, EutterFort$s cientific u#lications,ondon, 8@8)

Io! ,S$e-$./c*0 Io! ,S$e-$./c*0

H1 3G8.7 OH- 87.3

i1 37.4 ;- @@.G

Na1 @5. Cl- 4.3@

?1 3.@ NO3- .G4

NHG1

3.@ OG6-

75.5

:'1 4.8 CO36- 48.3

Cu61 @3.4 CO3H- GG.@

#61 48.@ CH3COO- G5.8

DATOS Y RESULTADOS

Se sabe que:

Co!dcti&id'd de l' solci! ( co!dcti&id'd del solto ) co!dcti&id'd del *edio

Datos experimentales:

Tabla N 2.Datos ambientales

Temperaturaambiente

2!.6 C

Conductancia delagua destilada

12.2" #S$%m


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Tabla N 3.Datos de %on%entra%i&n (c ) ' %ondu%tan%ia (S ) para (Cl

N de

medicin

cHCl[ ./L ] Conductanciade

la solucin [mS /cm ]

Co!dct'!ci' del

solto [ mS/cm ]

1 0,0005 0,296).1732

2 0,001 )*3)3).1")2

3 0,01 2,622.!+72

! 0,1 31,431.2772

Tabla N !. Datos de %ondu%ti,idad (S ) para la solu%i&n a%uosa de NaCl.-Datos del rupo N5/

N demedicin

cHCl[ ./L ] Conductanciade

la solucin [S /cm ]

Co!dct'!ci' del

solto [mS/cm ]

1 0,0005 481!6".72

2 0,001 6065+3.72

3 0,01 1334

1321.72! 0,1 1)+")1)+67.72

Tabla N 5.Datos de %ondu%ti,idad (S ) para la solu%i&n a%uosa de NaCl.

-Datos del rupo N6/

N demedicin

cHCl

[ ./L ] Conductanciade

la solucin [ S /cm ]

Co!dct'!ci' del

solto [ mS/cm ]

1 0,0005 60,7 !".!22 0,001 153,7

1!1.!23 0,01 1277

126!.72! 0,1 1)+!)

1)+27.72

Tabla N 6.Datos de %on%entra%i&n (c ) ' %ondu%ti,idad (S ) para

C(3C00Na.

N demedicin

cC2H4 O2 [ ./L ] Conductanciade Co!dct'!ci' del


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la solucin [ S /cm ] solto [ mS/cm ]

1 0,0005 48,836.52

2 0,001 80,46".12

3 0,01 626 613.72! 0,1 4990

!+77.72

Datos biblior%os:

Condu%ti,idad molar lmite (25 [ ]) de (Cl 4 462,2

S cm2

mol

Condu%ti,idad molar i&ni%a lmite +

(25

[

]) de ion idr&eno 4 349,82

S cm2

mol

Condu%ti,idad molar i&ni%a lmite

(25 [ ])

de ion a%etato 4 40,9

S cm2

mol

Constante de ionia%i&n para %ido a%ti%o a 25 [ ](Ka ) 4 1,75105

De la e%ua%i&n : k=L.

Donde:

8 : %onstante de %elda de una solu%i&n.

9: %ondu%tan%ia de la solu%i&n -S/

9a %onstante de %elda 'a no es ne%esaria utiliarla en los %l%ulos* 'a que el

%ondu%timetro 'a ,iene %orreido %on este ,alor. or lo tanto se %onsiderara

la siuiente iualdad.

k=L

a) ;ra%as de %ondu%tan%ia espe%i%a


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).5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 ! !.5)

5

1)

15

2)

25

3)

35

).17 ).1"2.5

31.2"

< ,s %on%entra%i&n

%on%entra%i&n

%ondu%tan%ia espe%i%a

Tabla N 7. Datos de %on%entra%i&n -%/* %ondu%ti,idad -=/*

%ondu%ti,idad molar se>n la ?&rmula eneral*


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).5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 ! !.5)

2)))

!)))

6)))

")))

1))))

12)))

!6".72 5+3.721321.72

1)+67.72

%on%entra%ion

%ondu%tan%ia

Tabla N+. Condu%tan%ia espe%%a respeto a la %on%entra%i&n para la

solu%i&n a%uosa NaCl -6 rupo/

).5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 ! !.5)

2)))

!)))

6)))

")))

1))))

12)))

alores

Tabla N 1). Datos de %on%entra%i&n -%/* %ondu%ti,idad -=/*

%ondu%ti,idad molar se>n la ?&rmula eneral*


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para el CH3COONa.

).5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 ! !.5

)

1)))

2)))

3)))

!)))

5)))

6)))

36.52 6".12

613.72

!+77.72

C0NCENTFGCH0N

C0NDICTHHDGD

b) Condu%ti,idad equi,alente

9a %ondu%ti,idad molar es la %ondu%ti,idad de un ,olumen de solu%i&n que

%ontiene un equi,alente de soluto* es de%ir:

=1000

c


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Solu%i&n a%uosa de (Cl

ara un 4 )*1732 JmS$%mK ' una % 4 ).)))5 Jequi,.$lK

=0,173210

3

0,0005 @1))) 4346,4

S.cm2

.

ara un 4 )*1")2 JmS$%mK ' una % 4 ).))1 Jequi,.$lK

=0,180210

3

0,001@1))) 4 180,2

S.cm2

.

ara un 4 2*!+72 JmS$%mK ' una % 4 ).)1 Jequi,.$lK

=2,497210

3

0,011000 4 249,72

S.cm2

.

ara un 4 31*2772 JmS$%mK ' una % 4 ).1 Jequi,.$lK

=31.277210

3

0,1@1))) 4 312,772

S.cm2

.

Solu%i&n a%uosa de NaCl -6 rupo/

ara un 4 !"*!2 J#S$%mK ' una % 4 ).)))5 Jequi,.$lK

=48,4210

6

0,0005 @1))) 4 12*1!S.cm

2

.

ara un 4 1!1.!2 J#S$%mK ' una % 4 ).))1 Jequi,.$lK


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=141.4210

6

0,001 @1))) 4 1!1.!2S.cm

2

.

ara un 4 126!.72 J#S$%mK ' una % 4 ).)1 Jequi,.$lK

=1264.7210

6

0,01 @1))) 4 126*!72S.cm

2

.

ara un 4 1)+27*72 J#S$%mK ' una % 4 ).1 Jequi,.$lK

=10927,7210

6

0,1@1))) 4 1)+*2772

S.cm2

.

Solu%i&n a%uosa de NaCl -5 rupo/

ara un 4 !6".72 JmS$%mK ' una % 4 ).)))5 Jequi,.$lK

=468.7210

3

0,00051000 4 937440

S.cm2

.

ara un 4 5+3.72 JmS$%mK ' una % 4 ).))1 Jequi,.$lK

=593.7210

3

0,001@1))) 4 593720

S.cm2

.

ara un 4 1321*72 JmS$%mK ' una % 4 ).)1 Jequi,.$lK

=1321.7210

3

0,01 @1))) 4 132172

S.cm2

.

ara un 4 1)+67.72 JmS$%mK ' una % 4 ).1 Jequi,.$lK

=10967.7210

3

0,1 @1))) 4109677,2

S . c m2

.


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Solu%i&n a%uosa de C(3C00(

ara un 4 36.52 J#S$%mK ' una % 4 ).)))5 Jequi,.$lK

=

36.52106

0,0005 @1))) 4 97,6

S.cm2

.

ara un 4 6".12 J#S$%mK ' una % 4 ).))1 Jequi,.$lK

=68.1210

6

0,001 @1))) 480,4

S.cm2

.

ara un 4 613.72J#S$%mK ' una % 4 ).)1 Jequi,.$lK

=613,7210

6

0,01@1))) 4 62,6

S.cm2

.

ara un 4 !+77.72 J#S$%mK ' una % 4 ).1 Jequi,.$lK

=4977.7210

6

0,1@1))) 4 49,9

S.cm2

.

Tabla N 5: Datos de %on%entra%i&n (c ) * %ondu%ti,idad () *

%ondu%ti,idad molar se>n la ?&rmula eneral* =1000/c ' c para

el (Cl.

N dedeterminaci

n

cHCl[ ./L ] (HCl)[mS /cm ] ( )[ S m2/ . ] c

1 0,0005 0,296 346,4 ).)2236)6

"2 0,001 )*3)3 180,2 ).)316227"

3 0,01 2,62 249,72).1

! 0,1 31,4 109.2772 ).31622777


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) ).)5 ).1 ).15 ).2 ).25 ).3 ).35)

5)

1))

15)

2))

25)

3))

35)

!))

?-x/ 4 165.36x L 252."3

< ,ersus B%

;r%o N 1: Fela%i&n de Molraus%* %ompara versus c

Se>n lo que indi%a el r%o la

* que se en%uentra en la interse%%i&n

de la re%ta de interpola%i&n %on el ee %artesiano* tendra un ,alor

aproximado de 0,0417 [S m2/euiva!l ] .

Es de suma importan%ia desta%ar que se es%oe una re%ta para la

interpola%i&n* 'a que la ?&rmula de Molraus% oblia a utiliar una

pendiente %onstante* =" c


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%ondu%ti,idad molar se>n la ?&rmula eneral* =/c ' c para el

NaCl -rupo N 6/

N dedeterminaci

n

cC2H4O2 [mol/L ] (C2H4 O2)[ S /cm ] ( )[S m2/mol ] c

1 0,0005 60,7 12*1! ).)2236)6"

2 0,001 153,7 1!1.!2 ).)316227"

3 0,01 1277 126.!72).1

! 0,1 1)+!) 1)+*! ).31622777


) ).)5 ).1 ).15 ).2 ).25 ).3 ).35

)

5)

1))

15)

2))

25)

3))

35)

!))

?-x/ 4 553.7x L 2"6.!+

ara el siuiente pro%edimiento es importante seOalar el %l%ulo de la

%ondu%ti,idad molar a disolu%i&n innita para ele%trolitos dbiles* se>n la

le' de Molraus% sobre mira%i&n de iones:


16/19

++#

+

=#

=10,035+14,0910

3 =0,0391 [S m2/mol ]


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%ondu%ti,idad molar se>n la ?&rmula eneral* =/c ' c para el

C(3C00Na

N dedeterminaci

n

cC2H4O2 [mol/L ] (C2H4 O2)[ S /cm ] ( )[S m2/mol ] c

1 0,0005 48,8 +7*6 ).)2236)6"

2 0,001 80,4 ")*! ).)316227"

3 0,01 626 62*6).1

! 0,1 4990 !+*+ ).31622777


) ).)5 ).1 ).15 ).2 ).25 ).3 ).35)

2)

!)

6)

")

1))

12)

?-x/ 4 131.3!x L "".)6

ara ele%trolitos ?uertes -(Cl/* si se %onsidera la rela%i&n lineal de la

%ondu%ti,idad a disolu%i&n innita ' la %ondu%ti,idad a distintas

%on%entra%iones* se puede %al%ular el ,alor de

extrapolando a % 4 ) la

re%ta de interpola%i&n en el r%o < ,ersus c . Gs* el punto en el %ual

to%a la re%ta al ee %oordenado %orresponde al ,alor bus%ado.

(HCl )=0,0417

[

S m2

mol

]


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ara ele%trolitos dbiles -%ido a%ti%o/ se utilia la siuiente

rela%i&n:

++vv

=

Donde+

v '

v son los moles de iones positi,os ' de iones neati,os

enerados por mol de ele%trolito diso%iado. Como el %ido a%ti%o se diso%ia

1:1 en iones* se obtiene que:

=1 0,035+1 4,09 10

3 =0,0391 [S m2/mol ]

DISCUSION DE RESULTADOS

al $acer la 'r+fica de la conductancia especifica vs la concentracin podemos o#servar

que la 'r+fica que para el compuesto del ?OH, NaOH tiene la forma de una campana ,lo normal & l'ico ser>a que a ma&or concentracin ma&or conductancia , pero entoncesporque la 'r+fica tiene un punto m+9imo & desde dic$o punto empie*a a descender puesesto se e9plica &a que los iones tienen masa & al $a#er muc$os iones(saturarlo) estosinterfieren al paso li#re de#ido a que la densidad que los iones interrumpen also#repasar el l>mite de saturacin.

os datos o#tenidos a diversas concentraciones muestran que la conductividad molar de

un electrolito cam#ia con la concentracin del electrolito esto se puede e9plicar con dosra*ones/ as concentraciones inicas pueden no ser proporcionales a la concentracin

estequiometria del electrolito, & as conductividades molares inicas i cam#ian con la

concentracin.

e puede o#servar el aumento #rusco de la conductividad molar de un electrolito d#ilcomo es el +cido actico, esto ocurre cuando la concentracin tiende a cero, esto se de#eprincipalmente al aumento r+pido del 'rado de disociacin cuando la concentracintiende a cero.

In valor necesario es la conductividad molar l>mite o a dilucin infinita ( J ). ara

electrolitos fuertes resulta sencillo determinarla, mediante el intercepto de un 'r+fico decontra ra>* de concentracin por tener una dependencia lineal, no as> para los d#iles

donde el comportamiento es asinttico, lo cual se comprue#a con la construccin del'r+fico indicada en las orientaciones de la pr+ctica. in em#ar'o, se'!n la e& demi'racin independiente de los iones (..K.K.), se puede calcular este valor para un

electrolito d#il empleando los electrolitos fuertes adecuados mediante la sumaal'e#raica de sus J respectivas.


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:l comparar la conductividad molar $allado e9perimentalmente en el la#oratorio con

los datos tericos utili*ando la ecuacin de se'!n la e& de mi'racin independiente delos iones (..K.K.) o#tenemos un mar'en de error esto pudo suceder por en nuestrocaso por que la concentracin es apro9imada se pierde la e9actitud &a que al diluir lasdiversas concentraciones se pierde la solucin al estar trasvasando.

CONCLUSIONES

a conductancia especifica tiene un l>mite es el punto m+9imo el cual depende de la

concentracin de los iones. a conductividad molar de un electrolito cam#ia con la concentracin del electrolito. a conductividad molar de un electrolito d#il depende del 'rado de disociacin. %n este caso el valor de la conductividad molar l>mite para el +cido actico fue de

374,36 .cm6.mol-

a medida de la conductividad = nos permitir+/ se'uir los cam#ios de concentracin

durante una reaccin qu>mica entre iones en disolucin, lo cual permite se'uir lavelocidad de reaccin. Determinar ciertas constantes de equili#rio inico, por e"emplo/constantes de disociacin de +cidos d#iles, constantes del producto de solu#ilidad, laconstante de ioni*acin del a'ua & las constantes de asociacin para la formacin depares inicos.

BIBLIOGRAFIA

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