Práctica de Conductimetria – Determinación de la constante de celda (θ)

Curso: Análisis Químico Instrumental – Informe n° 2

2. Resistencia, conductancia y conductividad
3. Conductancia molar y equivalente
4. Ley de la migración independiente de los iones
5. Determinación de la constante de celda
6. Objetivos
7. Determinación experimental
8. Procedimiento de determinación de constante de celda (kcl)
9. Conclusiones
10. Bibliografía

1. INTRODUCCION

Fundamento Teórico

El transporte de la corriente eléctrica a través de conductores metálicos es realizado por el movimiento de los electrones del metal, bajo la acción de una diferencia de potencial aplicada. En este caso, por tratarse de un solo tipo de transportador (electrones), puede considerarse al conductor electrónico como homogéneo, y para él es válida la Ley de Ohm

  (1)

donde R es la resistencia del conductor (en Ohm, W ), V es la diferencia de potencial aplicada (en voltios, V) e I es la intensidad de corriente que circula a través del conductor (en amperios, A).

En el caso de las disoluciones electrolíticas, la corriente es transportada por los iones de la disolución, los cuales se mueven en distintos sentidos (de acuerdo con el signo de su carga) bajo la acción del campo eléctrico producido por la diferencia de potencial aplicada. En este caso, el conductor iónico también puede considerarse como homogéneo (siempre y cuando no existan fuerzas mecánicas o viscosas aplicadas), y al igual que el conductor electrónico, seguirá la Ley de Ohm (Ec. 1).

Esta propiedad de conducir la corriente que poseen las disoluciones electrolíticas es la base de la Iónica, una de las áreas del conocimiento dentro de la Electroquímica, y una de las primeras en desarrollarse.

Resistencia, conductancia y conductividad

En ausencia de un campo eléctrico, los iones que constituyen un conductor iónico se encuentran en un constante movimiento al azar, de manera que la distancia efectiva recorrida por los iones en su conjunto es nula. Este movimiento se origina por acción de fuerzas térmicas y de convección. Ahora bien, cuando se somete a dichos iones a la acción de un campo eléctrico, los mismos se moverán, en un sentido u otro, de acuerdo con su carga, fenómeno que se conoce como migración iónica.

En estas condiciones, se puede considerar a la disolución como un conductor, que obedece a la Ley de Ohm. Consideremos la representación de una porción disolución (Fig. 1) en la que la resistencia R correspondiente vendrá dada por:

 (2)

Donde r es la resistividad (en ohm.cm) de la disolución, l es la longitud (-distancia entre los planos considerados – en cm) del conductor y A es el área de sección transversal (en cm2) del conductor.

Figura 1. Porción de disolución

La magnitud recíproca de la resistencia es la conductancia electrolítica (G)

 (3)

Cuya unidad es el Siemens (S)

Combinando las Ecs. 2 y 3 se obtienen:

(4)

Donde c es la conductividad de la disolución (en S.cm-1), definida como la inversa de la resistividad.

De acuerdo con la Ec. 4, la conductividad de una disolución es la conductancia de la misma encerrada en un cubo de 1 cm3 (l=1cm, A=1cm2).

Conductancia molar y equivalente

La conductividad es una propiedad que mide la facilidad con que los portadores de carga migran bajo la acción de un campo eléctrico. Para el caso de un conductor iónico, son los cationes y aniones de la solución los que intervienen en el transporte de la corriente y por lo tanto, el valor de la conductividad dependerá del número de iones presentes. Para normalizar la medida de la conductancia, se introduce la magnitud conductancia molar (L ), definida como:

(5)

Donde C es la concentración molar (mol.L-1) del electrolito totalmente ionizado.