UNI VERSI DAD NACI ONALMAYOR DE SAN MARCOS ( UNI NI VERS RSI DAD DE DEL PERÚ,DECANA DE AMÉRI RI CA)
FACULTAD DE QUÍ MI CA E I NGENI ERÍ A QUÍ MI CA E. A. P.I NGENI ERI A AGROI NDUSTRI AL0. 73 DEPARTAME MENTO ACADEMI MI CO DE FI SI COQUÍ MI CA
LABORATOR ORI O DE FI SI COQ OQUÍ MI CA PRÁCTI CA N° 6 CON ONDUCTIVI DAD DE SOL OLUCI ONES ELECTROL OLÍ TI CAS PROFESORA:
ROJAS PEREZNORA 1
FECHADE LA PRÁCTI CA:
LUNES27/ 10/ 14
FECHA DE DE ENTREGA: TURNO:
L UNES1721HORAS
GRUPO:
D
Ci udadUni versi tari a,Novi emb mbre
Í NDI CE
I nt r oducci ón Resumen Pri nci pi osTeór i cos Det al l e sExper i ment al es Tabl adedat osyr esul t ados Ej empl odeCal cul os Anal i si sydi scusi ónder esul t ados Concl usi one s Recomendaci one s Bi bl i ogr afia Apendi c e
. 3 . 4 . 5 . 9 . 11 . 16 . 20 . 21 . 22 . 23 . 24
2
FECHADE LA PRÁCTI CA:
LUNES27/ 10/ 14
FECHA DE DE ENTREGA: TURNO:
L UNES1721HORAS
GRUPO:
D
Ci udadUni versi tari a,Novi emb mbre
Í NDI CE
I nt r oducci ón Resumen Pri nci pi osTeór i cos Det al l e sExper i ment al es Tabl adedat osyr esul t ados Ej empl odeCal cul os Anal i si sydi scusi ónder esul t ados Concl usi one s Recomendaci one s Bi bl i ogr afia Apendi c e
. 3 . 4 . 5 . 9 . 11 . 16 . 20 . 21 . 22 . 23 . 24
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I NTR RO ODUC CC CI ÓN Sel ede t e r mi mi naconduc t i me t r i aal ade t e r mi mi na c i ó ndel aconduc t i v i da d,e s t o s val or e st i ene nv ar i asapl i caci ones. i v i dade sdedi e c t r o l i t o sf Elpri mer oen medi rl asconduct sol uci onesdeel ue Kohl r ausch,ent r el os años 186070, usando para el l o cor r i ent eal t er na. Pues t o que un gal vanóme me t r o conve nci onal no r es pondí aal a cor r i ent e al t er na,usaba como mo r ece pt orun t el éf ono,que l e per mi t í a oí rcuando se equi l i br abaelpuent edeWh Wheat st one.
En pr i mer l ug ar ,l a co nduct i vi dad de l as so l uci ones des emp mpeña un i mpo r t ant epape le nl asapl i c ac i o ne si ndus t r i al e sdel ae l e c t r ó l i s i s ,y aq uee l consumodeener gí ael éct r i caen l a el ect r ól i si sdependeen gr an medi da de el l a. Lasbasi ci dadesdel osáci dospuedenserdet er mi nadasporme medi ci onesdel a conduct i vi dad. Elmét odoconduct i mét r i copuedeusar separ adet er mi narl assol ubi l i dades de el ect r ól i t os esc asame ment e sol ubl es y par a hal l ar concent r aci ones de e l e ct r o l i t ose ns ol uc i one sport i t ul ac i ón. La base de l as det er mi naci ones de l a sol ubi l i dad es que l as sol uci ones sat ur adas de el ect r ól i t os esc asame ment e sol ubl es pueden ser consi der adas como mo i nfini t ame ment e di l ui das. Mi Mi di endo l a conduct i vi dad es pecí fica de s e me me j a nt es o l uc i ó n yc al c ul a ndol ac o nduc t i v i da de q ui v a l e nt es e g ún e l l a ,s e hal l al ac onc ent r a ci ónde le l e ct r o l i t o,e sde ci r ,s us ol ubi l i dad.
3
Un mét odopr áct i coi mport ant eeseldel at i t ul aci ón conduct i mét ri ca,osea l a det er mi naci ón de l a concent r aci ón de un el ect r ol i t o en sol uci ón porl a medi ci ón de su conduct i vi dad dur ant el at i t ul aci ón.Est e mét odo r esul t a especi al ment eval i osoparal assol uci onest ur bi asof uer t ement ecol or eadas queconf r ecuenci anopuedensert i t ul adasconelempl eodei ndi cadore s.
RESUMEN Elobj et i vo de est a exper i enci af ue det er mi nar l a conduct i vi dad de sol uci ones ac uos asdee l e c t r o l i t osf ue r t e sydé bi l e s . Lascondi ci onesdel abor at ori oenl asqueset r abaj óf uer on pr esi ón:756mmHg, t emper at ur a:21. 5° C yhumedadr el at i va:94%.
Enest aexper i enci a,pr i mer osepr eparóunasol uci ónde hal l ól ano r ma l i da dc o r r e g i dade l
NaOH ,
KCl
0. 01M.Lueg ose
pr e v i a me nt ev a l o r a dac o nbi f t al a t ode
pot asi o, y se usó es t e par a hal l ar l a nor mal i dad cor r eg i da del
C H 3 COOH
HCl
y
, par adespuéspr epar arsol uci onesdi l ui dasdeest os2compues t os
al0. 01N,0. 002N y0. 00064N. Ter mi nado de pr epar ar l as di s t i nt as sol uci ones, se pr ocedi ó a medi rl a conduct i vi dad el éct r i ca de cada sol uci ón pr epar ada, par a el l o se cal i br ó el
4
i nst r ument ohaci endousodel asol uci ón es t ándardeH17030,l uegosemi di ól a conduct i vi daddecadasol uci ónempez andoporel
KCl
,yl ue g ol osác i do s.
( sepudo notar Co moc onc l us i ó n,s epue dede c i rq uepa r al o se l e c t r o l i t o sdé bi l e s con el
C H 3 COOH
) ,suconduct i vi dadequi val ent eaument aconsi der abl ement e
sepudo notarcon el c o nl adi l uc i ó n.Mi e nt r a sq uepar al o se l e c t r o l i t o sf ue r t e s( HCl
) ,suconduct i vi dadequi val ent eaument aconl adi l uci ón,aunqueenmenor
c ant i dadc o mpar ándo l oc one ldel o sel e c t r o l i t o sdé bi l e s .
Y comor ecomendaci ón,l amedi ci ón del aconduct i vi dadel éct r i ca,sedebehacer conmuc hocui dadoyobser v andodet eni dament esien l ace l da haybur buj asde ai r e,par aquepuedanserel i mi nadasyquenoi nt er fier anenl asmedi ci ones.
PRI NCI PI OSTEÓRI COS CONDUCTI VIDAD La conduct i vi dad esl a capaci dad que t i enen l as sust anci as par a conduci rl a c o r r i e nt ee l é c t r i c a ,e s t ac o nduc c i ó n pue del l e v a r s ea c a bo me di a nt ee l e c t r o ne s , i onesen di sol uci ón oi onesgaseosos.Laconduct i vi dad endi sol uci onessepuede expr es arc omo:
5
CONDUCTANCIA ELÉCTRI CA Lac o nduc t a nc i ae l é c t r i c apue dec l a s i fic a r s es e g únl o ss i g ui e nt e st i po s :
Conductancia Metál i ca, l a cual es elr es ul t ado de l a movi l i dad de l os e l e c t r o ne s .Lo sc onduc t o r e sme t á l i c o ss ede bi l i t a n at e mpe r a t ur a se l e v a da sy a q uee smásdi f í c i lpar al o se l e c t r o ne sat r a v e s arl ae s t r uc t ur ac r i s t al i nac uando l osel ement osquef or man l aest r uct ur aest án enun movi mi ent ot ér mi comás a c t i v o .
Conductanci a El ectr ol í ti ca,l a cuales elpr oduct o de l a movi l i dad de l os i ones. Los conduct or es el ect r ol í t i cos se vuel ve n mej or es conduct or es al el ev ar sel at emper at ur a,ya quel os i onespueden move r sea t r avé s del a sol uci ónmásrápi dament eat emper at ur asmásel ev adascuandol avi sc osi dad esmenoryhaymenossol vat aci óndel osi ones.
Semi conductores, son l os sól i dos que cont i enen i ones j unt o con vací os i óni cos,l os cual esse muev en baj ol ai nfluenci a de un campo.Los vací os i óni cos,en l a est r uct ur a cr i st al i na,sel l aman huecos.Cuando sel l ena un huec o con un i on,secr ea ot r o huec o en ot r a posi ci ón,ydeest emodo,el hueco se muev e y cont r i buy e a l a conduct i vi dad del s ól i do. Los se mi conduct or essevuel ve n mej or esconduct or esa t emper at ur as másal t as, endondemáscant i daddei onest i enenl aener gí adeact i vaci ónnecesari apara move r se a ot r a posi ci ón dent r o de l a es t r uct ur a.La conduct anci a de l os se mi conduct or esaument aexponenci al ment econl at emper at ur aabsol ut a.
Conductancia el éctri ca en l os gases, por medi o de i ones gas eos os y e l e c t r o ne s . La r es i st enci a R de un conduct oruni f or me esdi r ect ament e pr opor ci onala su l o ng i t udlei nv e r s a me nt epr o po r c i o na lal as upe r fic i edes us e c c i ó nA.
CONDUCTIVAD ELÉCTRI CA ( L) :
6
Lac o nduc t i v i da de l é c t r i c as ede finec omol ai nv e r s adel ar e s i s t e nc i ao f r e c i dapo r una s ol uci ón al pas o de l a cor r i ent e el éct r i ca. Su uni dad es el −1
mho , ohm osiemen ( S ) .
L=
1
R
=
1 A
δ l
δ
Donde
…(1 )
1
esl ar e s i s t i v i dady δ esl aconduct i vi dad especí fica
k
,l ac ual
depende de l a nat ur al ez a delel ect r ol i t o y su concent r aci ón,y se expre sa en −1
S.cm
;y
A / l
dependedeaspect osgeomét r i cosr el aci onadosconl acel dade
conduct i vi dad. Or denandoadecuadament el aecuaci ón( 2)set i ene:
k = L
( )
l … (2 ) A
Lar e l ac i ó n
( ) l A
l osel e c t r o do sy
sedenomi naconst ant edecel da,donde:
A
l
e sdi s t anc i aent r e
ár eadel osmi smos.
CONDUCTI VIDAD EQUIVALENTE( Λ ) : Esl aconduct i vi dadgener adaporc ada 2
eq − g / L
del o si o ne se n di s o l uc i ó n.Se
−1
expres aen S . c m . eq 1000
Λ =k
N
… (3 )
DondeNesl anormal i daddel asol uci ón. Elsi gni ficado de l a conduct anci a equi val ent e puede capt ar se ,i magi nando una ce l da de1cm cuadr adoydeunaal t ur ai ndefini da.Dosdel aspar edesopues t as sondemet alyact úan comoel ect r odos.Cuandosel l ena l acel daaunaal t ur ade 1c m,e lv a l o rr e c í pr o c odel ar e s i s t e nc i ae sl ac o nduc t i v i da de s pe c í fic a .Cua ndos e 7
l l ena l a ce l da co n un v ol umen V det er mi nado, de so l uci ón que co nt enga 1 e q ui v a l e nt e g r a modeun e l e c t r o l i t odi s ue l t o ,l as o l uc i ó na l c a nz a r áunaa l t ur ade V cent í me t r osen l a cel da,yelv al orr eci pr oco del ar esi s t enc i a medi da ser ál a conduct anci aequi val ent e.
CONDUCTIVIDAD EQUI VALENTE A DI LUCI ÓN I NFI NI TA (
Λ∞ ¿
:
Ese lv a l o ralc ua lt i e ndel ac o nduc t i v i da de q ui v a l e nt edet o da sl a ss o l uc i o ne s e l e c t r ol í t i c asalaume nt arl adi l uc i ó n. Deac ue r d oalv al o rdel aco nduc t i v i dad,l o se l e c t r o l i t o ssepue de nc l as i fic are n:
A)Fuertes: Losqueposeenunaconduct i vi dadel éct ri cael evadayl i ger oaument o HCl deés t ac onl adi l uc i ón.Ej . :
B)Débi l es:Los que se caract er i zan porposeerconduct i vi dad el éct ri ca baj ay g r a na ume nt oc onl adi l uc i ó n.Ej . :
CH 3 COOH
Sis er e l ac i o na l ac onduc t i v i dad e qui v al e nt edeun e l e c t r o l i t of ue r t eco nl ar a í z cuadr ada de l a concent r aci ón,
eq − g / L
, se obt i ene una l í nea r ec t a que
ext r apol adaaconcent r aci ón i gualacer o,daun val orexact odel aconduct i vi dad e q ui v a l e nt el í mi t e ,c umpl i é ndo s ec o nl aLe ydeKo hl r a us c h: Λ = Λ∞ −k ( N )
/
1 2
I ONI ZACIÓN DE LOSELECTROLI TOSDÉBI LES Los el ec t r ol i t os débi l es no cumpl en con l a Ley de Kohl r ausc h.Elproc es o de
di soci aci ón de un el ect r ol i t o débi lpuede serre pr ese nt ado por
−¿ +¿+ A ¿
¿
HA ⇆ H
y
e l i g i e ndol o se s t ado sder e f e r e nc i aade c uado s,s et i e nel as i g ui e nt ee xpr e s i ó n par a l ac o ns t ant edee qui l i br i ode lpr o ce s odedi s oc i ac i ó n:
8
+¿ a A−¿
H
… (4 ) a HA a¿ K i =¿
Ar r heni us sugi r i ó que elgr ado de di soci aci ón de un el ect r ol i t o débi l ,como el áci do acé t i co,podrí a cal cul ar se basándose en l a conduct anci a ya medi da del e l e c t r o l i t oye nl ac onduc t anc i ae q ui v a l e nt eadi l uc i ó ni nfini t a.Sie lc ambi oe nl a conduct anci adel osi onesacausadel aconcent r aci ón,seconsi der adespr eci abl e y se supone que l a úni ca i nfluenci a de l a di l uci ón sobr el a conduct anci a e qui v a l e nt edeune l e c t r o l i t odé bi lc o ns i s t ee ne laume nt odel adi s oc i ac i ó n del o s i o ne s .Ele l e c t r o l i t onodi s o c i a do ,not i e nec onduc t a nc i apo r q uenoe s t ác a r g a do . Sie nl as o l uc i ó ns et i e ne1 e q ui v a l e nt edee l e c t r o l i t o ,ha br áαe q ui v a l e nt e sde c a dai o n.
α =
Λ … (5 ) Λ∞
Lac o ns t a nt ededi s o c i a c i ó n pa r ae l e c t r o l i t o sdé bi l e s ,t a mbi é ns epue dee xpr e s ar e nf unc i ó nalg r a dodedi s o c i a c i ó n: 2
α N K i= … ( 6 ) 1−α Combi nandol asecuaci ones( 5)y( 6)yr eor denandol ost ér mi nosadec uadament e s eo bt i e nel aLe yded i l uc i ó ndeOs t wa l d: 1
=
Λ
1
+
NΛ
Λ ∞ Λ ∞2 . k i
…( 7 )
Est aecuaci ón esl i neal ,donde 1
elgráficode Λ
vsN Λ
1 Λ ∞
2
y Λ∞ . k i son magni t udesconst ant es,y
,pe r mi t ecal c ul ar l as .
9
10
DETALLESEXPERI MENTALES MATERI ALES YREACTI VOS: Materi al es: • • • • • • • • •
Conduct í met r o Er l enme y er sde250ml Pi pe t as Fi ol as Bur et a P r o b e t a Vasos Baguet a Pape lfil t r o
Reacti vos: NaOH ≅ 0.01 N
HCl ≅ 0.05 N
HAc ≅ 0.05 N
KCl 0.01 M
Fenol f t al e í na Sol uci ónes t ándarH17030 Bi f t al at odepo t a si o
11
PROCEDI MI ENTO: Prepare100mlde sol uci ón de KCl 0.01 M
Pr epar e250mlde s o l uc i o ne s0. 01,0. 002 y0. 00064N,de
HAc HCl
apar t i r
0.05 N
Mi dal a conducti vi daddel as sol uci onesde KCl yl asdemás soluciones
Paramedi restas conducti vi dadeses necesari osegui rel si gui ente procedi mi ento
Cal i breelaparato empl eandol a sol uci ón estándar H17030
Col oqueen l a probeta
≅
30 ml
de
l asol uciónl acual se deseamedi rsu conductividad.
Val orel assol uci ones de NaOH , HCl HAc
proporci onadasy también l asdi l ui das
Enl asval oraci ones paral asodause BHK comopatrón pri mari o
Mi dal atemperat ura ei ntroduzcael el ectrodol i mpi oy secoen l asol uci ón
12
El i mi nel asburbuj as. El i j aunrango adecuadode conductividad.
Despuésde compl etarl a l ectura,apagueel i nstrumento.
Laveysequeel el ectrodoencada medi ci ón real i zada.
TABLAS DE DATOS Y RESULTADOS Tabla N°1:Condiciones de laboratorio P(mmHg)
T(°C)
H.R.(%)
756
21,5
94
Tabla N°2: Datos experimentales Tabla N°2.1.:Estandarización de soluciones Tabla 2.1.1.: Valoración del
NaOH ≅ 0.01 N
con i!talato
de "otasio #$%& ! "HK
'('24)*
# NaOH gas$a%o
12(4ml
&' ( "HK ) N co((egi%a NaOH
Tabla 2.1.2: Valoración del
2'4(22*+mol 9(59x1')
HCl ≅ 0.05 N ) 0.01 N ) 0.002 N 0.00064 N
con
NaOH ≅ 0.01 N
13
0.05 N
0.01 N
0.002 N
0.000! N
# HCl
2ml
1'ml
5'ml
7-(1ml
# NaOH gas$a%o
9(6ml
9ml
9ml
)(9ml
N co((egi%a HCl
'('4-.
'(''9.
'(''1-.
'('''5.
Tabla 2.1.": Valoración del
HAc ≅ 0.05 N ) 0.01 N ) 0.002 N 0.00064 N
con
NaOH ≅ 0.01 N
0.05 N
0.01 N
0.002 N
0.000! N
# HAc
2ml
1'ml
25ml
4'ml
# NaOH gas$a%o
9ml
12ml
6(-ml
2(1ml
N co((egi%a HAc
'('45.
'('1.
2(72x1') .
'(52x1') .
Tabla N°2.2:/edidas de las conducti0idades de las soluciones
SOLUC#ON ES HCl
0.05N
23.6 mS
0.01N
0.002N
0.000! N
4.45 *S
916 *S
264 *S
HAc
571 *S
212 *S
084 *S
029 *S
KCl
1)95
14
Tabla N°":Datos teóricos Tabla N°".1.:Datos de las constantes de ionización 3 de conducti0idad espec!ica k ( A 25 + C ) KCl −3
1.413 10
S / cm Λ∞
$
HAc
2
1(-x 1'5
390.6 S.cm . eq
−1
Λ∞
HCl
2
−1
426 S.cm . eq
Tabla N°!:5esultados 3 porcenta6es de error
Tabla N°!.1: Conducti0idades espec4!icas
Tabla !.1.1: Conducti0idades espec!icas obtenidas para el HCl N HCl
Cons$an$e %ecel%a ( cm
−1
)
k ( S / cm) −6
'('1.
1('1)
4507.85 10
'(''2.
1('1)
927.908 10
'('''64.
1('1)
267.32 10
−6
−6
15
Tabla !.1.2: Conducti0idades espec!icas obtenidas para el HAc Cons$an$e %ecel%a ( cm
N HAc
−1
k ( S / cm)
)
−4
'('1.
1('1)
2.1459 10
'(''2.
1('1)
8.5025 10
'('''64.
1('1)
2.9354 10
−5
−5
Tabla N°!.2: Conducti0idades e7ui0alentes obtenidas Tabla !.2.1.: Conducti0idades eui0alentes obtenidas para el HCl
'('1. '(''2.
Λ HCl ( S.cm . eq
k HCl ( S / cm)
N HCl
2
−6
4507.85 10
−1
)
N (¿¿ HCl )1 /2
¿
500. 87
0. 0948
515. 5
0. 0424
−6
927.908 10
16
'('''64.
−6
267.32 10
534. 64
0. 0224
Tabla !.2.2: Conducti0idades eui0alentes obtenidas para el HAc Λ HAc ( S . c m . eq
k HAc ( S / cm)
N HAc
−4
2.1459 10
'('1.
−5
8.5025 10
'(''2. '('''64.
2
−5
2.9354 10
−1
N (¿¿ HAc)1 /2
)
¿
21(459
'(1')4
)1(259
'('479
56(449
'('26-
Tabla N°!.".:Conducti0idades E7ui0alentes al 84mite para el HAc 3 los *rados de disociación N HAc
Λ HAc ( S . c m . eq
'('1.
21(459
2-'
'('776
'(''2.
)1(259
2-'
'(1116
'('''64.
56(449
2-'
'(2'16
2
−1
)
Λ∞ ( S.cm . eq
−1
2
)
α HAc
Tabla N°!.!.:9rados de disociación 3 las Constantes De :onización N HAc
α HAc
K i
17
−5
'('1.
'('776
6.9853 10
'(''2.
'(1116
5.1817 10
−5
'('''64.
'(2'16
4.9971 10
−5
Tabla N°!.5:Conducti0idad E7ui0alente al 84mite para el HCl 3 el HAc Λ∞ ( e-e(imen$al )
HCl
HAc
546 ( S . c m . eq
−1
2
2-'
( S.cm
2
)
Λ ∞ ( $e/ (ico)
e((o(
426
( S.cm
2
−1
)
2-;
−1
)
2-;
. eq
)9'(6 −1
. eq
)
( S.cm
2
. eq
18
EJEMPLO DE CÁLCULOS 1)Obtenga l a constante de cel da a parti r de l as medi das para el KCl .
Sabemosque:
k = L
( ) l A
−3
Dónde : k KCl a 25 + C =1,413 10 S / cm
L=1395 *S
Re e mpl a z andol o sv al o r e ss eo bt i e nee lv a l o rdel ac o ns t a nt edec e l da : −6
( ) l A
k = = 1413 10−6 =1.0129 cm−1 ≅ 1.013 cm−1 L 1395 10
2)Det ermi ne l as concentraci ones exactas de l as sol uci ones y di l uci ones. Preparaci óndel asol uci ónde100mlde KCl ≅ 0.01 N ! KCl =0.0750 g &' KCl =74.5 g / mol
0.0750 g
M =
74.5 g / mol 0.1 L
=0.01 M
0 M KCl=0.01 N
Est andari zaci ón del NaOH
≅
0.01 N
conbif t al at odepot asi o 19
! "HK =0.0243 g
&1 ( "HK ) =204.22 g /mol
# gas$a%o NaOH =12.4 ml
! "HK N NaOH = Sabemosq ue: &1 ( "HK ) # gas$a%o NaOH
N NaOH =
0.0243 g −3
204.22 g / mol 12.4 10
−3
0 N NaOH = 9.6 - 10 N
Est andari zaci ón del HCl ≅ 0.05 N uti l i zando NaOH # HCl N HCl =# NaOH N NaOH
( 2 ml ) ( N HCl )=(10 ml )( 9.6 - 10−3 N ) 0 N HCl =0.048 N
Est andari zaci ón del HCl ≅ 0.01 N ut i l i zando NaOH # HCl N HCl =# NaOH N NaOH
( 10 ml ) ( N HCl )=( 9.4 ml )( 9.6 - 10−3 N ) 0 N HCl =0.009 N
Est andari zaci ón del HCl
≅
0.002 N
ut i l i zando NaOH
20
# HCl N HCl =# NaOH N NaOH
( 50 ml ) ( N HCl )=( 9.4 ml )( 9.6 - 10−3 N ) 0 N HCl =0.0018 N
Est andari zaci ón del HCl ≅ 0.05 N uti l i zando NaOH # HCl N HCl =# NaOH N NaOH
( 78.1 ml ) ( N HCl )=( 4.1 ml )( 9.6 - 10−3 N ) 0 N HCl =0.0005 N
E&'a()a*%+a,%-( )l
HAc ≅ 0 . 05 N
/'%l%+a()0
NaOH
# HAc N HAc =# NaOH N NaOH
( 2 ml ) ( N HAc )=( 9 ml )( 9.59 - 10−3 N ) 0 N HAc =0.0431 N
") Cal,/l a*a ,aa /a la& &l/,& &/ ,/,'a &,34,a ( ,/,'a 6/al' (
Λ
k ¿
&/
): 21
•
P ar al as o l uc i ó nde
k = L
( ) l A
HCl 0.01 N
( Conduct i vi dadespecí fica)
k =4507 - 10 S ( 1.013 cm −6
−1
)= 4507.85 - 10−6 S.cm−1
(
)
1000 1000 Λ =k = 4507.85 - 10−6 S =500.87 S.cm2 . eq−1 0.009 N
Λ vs √ N
4 )Grafique 1
para el
HAc
y para el
HCl
, y
/ Λvs Λ .N a(aelHAc :
VerGr áficasN° 1,N° 2
5)Cal cul el a conducti vi dad l í mi te y l a const ante de i oni zaci ón del HAc
yl a conducti vi dad l í mi te para el
HCl
,de l os gráficos
obtenidos: A par t i r de l a gr áfica N° 1 se obt i ene l a conduct i vi dad l í mi t e del
HCl
pr o l o ng a ndol ar e c t aha s t aquel ac o nc e nt r a c i ó ns e ai g ualac e r o . −1
Λ∞ ( HCl )= S.cm . eq 2
−1
Λ∞ ( HAc )=280 S.cm . eq 2
Paracal cul arelgr adodei oni zaci ón yl aconst ant edei oni zaci ón seusaparael
HAc
:
22
α =
Λ 21.459 HAc 0.01 Nα = =0.0776 Λ∞ , para el 280
2
−5
2
α N 0.0776 0.0107 K = = =6.9853 - 10 i 8ue*o 1−α 1 −0.0776
abla .?4(
5) Cma* l& *&/l'a& 7*m'al& , l& a'& '-*,&8 a*a la ,&'a' +a,- l HAc 8 la Pa*a la ,0(&'a(' ) %0(%+a,%-(:
Λ∞ ( HAc ) Λ ∞ ( HCl )
:
$allamos un 0alor promedio de constantes de ionización@ −5
K i (exp ) (ome%io= 4.9971 10
|
e((o( =
−5
1.8 10
−5
1.8 10
Pa*a la
|
e((o( =
−6.9853 - 10−5
Λ∞ ( HAc )
|
100 =¿ 2-';
:
|
390.6− 280 100 =28 390.6
Pa*a la
Λ∞ ( HCl )
:
23
426
− ¿
426
¿ ¿
e((o( =¿
AN9L#S#S Y D#SCUS#N DE RESULTADOS
DespuAs de Ballar las conducti0idades elActricas de las soluciones preparadas, se procedió a realizar los c=lculos pedidos( "ero con las conducti0idades Balladas se pudo demostrar, ue los electrolitos !uertes son ma3ores ue los electrolitos dAbiles(
e realizó una *r=!ica con la ue se determinó la conducti0idad elActrica a dilución in!inita de los dos =cidos usados, lue*ocompar=ndolas con los teóricos 3 obtener los porcentaes de error(
no de los errores m=s importantes !ue el de usar las normalidades ue no !ueron corre*idas, altera el *r=!ico 3 por ende los resultados( Como por eemplo al momento de 0alorar el Bidróxido de sodio con bi!talato de potasio, tal 0ez en la medición del 0olumen *astado de la base 3 desde aB se arrastra ese error dando lu*ar a errores en las titulaciones si*uientes de las otras soluciones(
24
8as posibles causas de este error pueden ser@ una medición inexacta de los 0olmenes *astados al realizar las titulaciones(
En la medición de la conducti0idad elActrica del KCl , pudo Baber presencia de aire, #burbuas& en la celda, esto produce una medición simultanea de la conducti0idad del aire entonces, el 0alor ue se lea en la pantalla del instrumento, no ser= el correcto 3 3a ue los dem=s c=lculos dependen de este 0alor, se arrastra Basta el !inal este error(
CONCLUS#ONES •
8a conducti0idad eui0alente lmite de un electrolito !uerte puede ser Ballada en
una *r=!ica F 0s
, dan cur0as bruscas con re*resión lineal se puede
obser0ar una lnea ue resulta aproximadamente una recta, la cual extrapolando a concentración cero da un 0alor exacto de la conducti0idad eui0alente lmite del electrolito(
•
8os electrolitos dAbiles en su *r=!ica F 0s
, dan cur0as bruscas, por lo cual
no pueden ser extrapoladas para una dilución in!inita, Bemos *ra!icado con re*resión lineal(
•
En el estado de dilución in!inita, cada ion se mue0e libremente sin importar la presencia de los otros 3 todos los iones conducen la corriente elActrica(
25
•
8a conducti0idad eui0alente 3 la conducti0idad eui0alente lmite de un electrolito son directamente proporcional a la temperatura 3 a la concentración de la solución(
RECO;ENDAC#ONES •
e recomienda una exacta 0aloración del NaOH con el i!talato de "otasio, 3a ue con este se Ballaran las normalidades corre*idas de las soluciones de HCl 3 HAc
•
(
8a temperatura in!lu3e mucBo en la conducti0idad elActrica, 3a ue si se produce un sobrecalentamiento, el 0alor puede cambiar mucBo en las disoluciones, esto suele pro0ocarse al a*itar la disolución con el !in de eliminar las burbuas de aire en la celda(
•
8a medición de la conducti0idad elActrica, se debe Bacer con mucBo cuidado 3 obser0ando detenidamente si en la celda Ba3 burbuas de aire 3a ue la conducti0idad del aire a!ecta la medición ue se desea Bacer(
26
•
Es recomendable Bacer una buena medición de la conducti0idad elActrica del KCl
para no tener problemas posteriores en los c=lculos ue in0olucran al 0alor
mencionado antes(
•
.o solo se debe tener cuidado al medir la conducti0idad elActrica del
KCl
, sino
la de todas las soluciones(
•
e debe e0itar la presencia de aire #burbuas& en la celda al momento de medir la conducti0idad(
B#BL#OA
"ons /uzzo( Gisicoumica -H Edición( Editorial ni0erso (<( "=*inas )56)-' amuel lasstone IGundamentos de GisicoumicaJ "=*inas 5)4 5)9(
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AP?ND#CE CUEST#ONAR#O 1. @U? RELAC#N EB#STE ENTRE LA CONDUCT##DAD Y LA CONCENTRAC#N DEL SOLUTO La conductancia molar se comporta de distinta manera en función de la concentración del electrolito. Sería colineal a la misma si la conductividad fuese directamente proporcional a la concentración, pero esto no es así debido a que la interacción entre los iones es disociativa a concentraciones bajas y asociativa a concentraciones altas. El comportamiento general de la variación de la conductividad con la concentración para distintos electrolitos es el mismo. Existe un aumento inicial de la conductividad a medida que aumenta la concentración hasta un valor mximo, lo que se explica por existir un mayor n!mero de iones dispuestos para la
28
conducción. " partir de un determinado valor de concentración, la conductividad comien#a a disminuir, debido a que las interacciones asociativas entre los iones dificultan la conducción de la corriente. $anto la conductividad especifica como la equivalente de una solución concentración. %ara electrolitos fuertes con concentraciones de hasta varios equivalentes por litro, & aumenta al incrementarse la concentración.
2. EBPL#UE EL =UNDA;ENTO TER#CO DE LA LEY DE $OHLRAUSCH. Kohlrausch fue el primero en señalar que para electrolitos fuertes, la conductancia equivalente aumenta con la dilución y sus valores se van haciendo análogos al aproximarse la dilución a concentración cero. Al graficar los valores de la conductancia equivalente en función de la concentración, y extrapolar a concentración cero, se obtiene la denominada conductancia equivalente límite. as conductancias equivalentes limites para electrolitos d!biles se obtienen por aplicación de a ey de Kohlrausch de la migración independiente de los iones, que establece que" #A dilución infinita, donde la disociación de todos los electrolitos es completa y donde desaparecen todos los efectos interiónicos, cada ion emigra independientemente de su co$ion, y contribuye a la conductancia total equivalente de un electrolito una definida coparticipación que depende sólo de su propia naturale%a y es totalmente independiente del ión con el cual se encuentra asociado# &i 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
siendo '()y '($, las conductancias iónicas equivalentes límites del catión y del anión respectivamente. *onsiderando los n+meros de transporte, podemos escribir que" '() t()'($ t($ 29
siendo t()y t( $, los n+meros de transporte a dilución infinita obtenidos por extrapolación. as conductancias iónicas equivalentes límites se determinan frecuentemente a -(*.
". ;ENC#ONE AL
Congelación y ultracongelación
Estas t'cnicas someten los alimentos a un enfriamiento muy rpido, a temperaturas del orden de 34()* con el fin de que no se lleguen a formar macrocristales de hielo que romperían la estructura y apariencia del alimento. Se detiene la vida orgnica, cuando enfrían el alimento hasta los () bajo cero +en congeladores industriales llega hasta 5() bajo cero0. Es una buena metódica, aunque la rapide# en el proceso influye en la calidad de la congelación. *on estos m'todos se reducen de forma importante las reacciones física, químicas y bacterianas de los alimentos. Se producen alteraciones de los alimentos al destruirse las fibras y las c'lulas, que en la descongelación expulsan al exterior el agua junto con los nutrientes esenciales de cada uno de ellos. El alimento almacenado se mantiene durante largos períodos de tiempo, durante semanas o meses, mediante la transformación del agua del alimento en hielo.
Conservación de alimentos a altas temperaturas Se conocen fundamentalmente dos m'todos Pasterización %roceso que se reali#a a temperaturas inferiores a los /(()*. %uede ser a0 pasteri#ación en frío, a una temperatura entre 64 y 6-)* durante 4( minutos, y b0 en caliente, a una temperatura de 7 3 7-)* durante /- minutos. *uanto ms corto es el proceso, ms garantías existen de mantener las características organol'pticas de los alimentos. $ras el tratamiento t'rmico, el producto se enfría con rapide# hasta alcan#ar 5 3 6)* y, a continuación, se procede a su envasado. Los productos que habitualmente se someten a pasteri#ación son la leche, la nata, la cerve#a y los #umos de frutas. *onserva los alimentos a corto pla#o, durante a 5 días. Esterilización. Se reali#a con temperaturas adecuadas, aplicadas de una sola ve# o por tindali#ación. +//- 3/4()* durante /- 3 4( minutos0. La conservación de los alimentos es a largo pla#o, de semanas, meses o incluso a8os. *arnes, aves, pescados y algunas hortali#as necesitan altas temperaturas para inactivar la casi totalidad de la flora banal. 9e no hacerse así, en algunos casos se pudiera producir botulismo. Enlatado La t'cnica del enlatado se ha usado durante casi doscientos a8os. 2icolas "ppert +/7-(3 31
/5(0 fu' el primer elaborador de latas de conserva, tal como se reali#an hoy en día. Este m'todo proporciona productos seguros y de vida prolongada. "l producto a enlatar se le somete previamente a una preparación, en frío ó en caliente. Se utili#an envases metlicos, de acero recubierto con una capa de esta8o. "dems, todo ello se recubre con un barni# adecuado al tipo de alimento. :na ve# llena la lata con el producto, se procede a cerrarla herm'ticamente. %ara ello se le somete a un proceso de calentamiento apropiado, dependiente del alimento y de las variables de acide# propias del cada alimento. $ras el calentamiento se reali#a un proceso de enfriamiento. *on esta t'cnica se garanti#a la destrucción de posibles organismos patógenos y no es necesario agregar conservadores químicos al alimento.
Irradiación La irradiación es un proceso por el que los alimentos son expuestos a energía procedente de fuentes como rayos gamma, rayos ; o haces de electrones. 9urante este proceso, los alimentos ni se calientan, ni retienen radiación, ni son radioactivos. La ventaja principal de esta t'cnica es que destruye microorganismos nocivos y otros capaces de producir intoxicaciones alimentarias +p.e.1 Salmonella, *ampylobacter, E. coli (/-71<7 y otras bacterias0. $iene adems otra, cual es la de retrasar la maduración y la germinación de los alimentos con lo que se prolonga su período de buena utili#ación. Se ha demostrado que con este tratamiento tan solo se pierden peque8as cantidad de algunas vitaminas, hecho que tambien sucede con otros m'todos de procesado de alimentos . " pesar de haber sido aprobada por las organi#aciones internacionales de expertos en la materia como =>S y la ?"=, la irradiación de alimentos no cuenta con gran aceptación en Europa. El problema puede residir en la falta de información sobre lo que implica exactamente esta tecnología. :n etiquetado claro de los alimentos irradiados ofrece la posibilidad de decidir acerca de su adquisición.
Liofilización $ratamiento que utili#a el congelamiento y el desecado para conservar los productos sin producirles alteraciones biológicas. En el proceso, inicialmente se congela el material, y despu's el hielo se elimina por sublimación. 9e esta manera no sólo se evita la cadena de frío, sino que es importante la reducción de volumen y peso del material libre de agua. La liofili#ación de los alimentos detiene el crecimiento de microorganismos +hongos, mohos, etc.0, inhibe su deterioro por reacción química y facilita su distribución y almacenamiento. $iene, adems, otras dos virtudes1 el producto tratado no modifica su estructura bsica y es fcilmente re3hidratable, como es el caso de @alimentos instantneosA1 sopas y caf's 32
Desecación 9esde tiempos muy remotos se ha utili#ado la desecación o deshidratación, por medio de la exposición al aire y al sol, como un m'todo que ha servido para conservar los alimentos.
Utilización de sustancias químicas Los aditivos son sustancias químicas, naturales o sint'ticas, que se a8aden a los alimentos para facilitar su conservación, mejorar su apariencia, sabor y color. 9esde hace muchos a8os se conoce la t'cnica de sala#ones, utili#ando sal com!n, la de encurtidos con vinagres, y los adobos en aceite, vino especias, ajo, etc., pero en la actualidad ha aumentado su n!mero, de manera que se conocen unas 4((( mol'culas autori#adas como aditivos. Los aditivos han aportado ventajas . %or ejemplo1 a0 el propionato de sodio y el sorbato de sodio retrasan el crecimiento de bacterias y hongos b0 colorantes diversos se usan para proporcionar un buen aspecto a los alimentos c0 antioxidantes, como el butil hidroxianisol +D<"0 o el butil hidroxi tolueno +D<$0 impiden la oxidación de las grasas de los alimentos d0 nutrientes esenciales se pueden a8adir a8aden a los alimentos para evitar enfermedades carenciales. e0 se puede alimentar de forma eficiente a poblaciones urbanas. f0 ha sido posible que los costos sean menores. Bnconvenientes1 a0 algunos se han retirado por su posible potencial cancerígeno 33
