PRACTICA Nº 3
MÉTODOS ELECTROQUIMICOS: CONDUCTIMETRIA Fecha de realización de la práctica: 30 de agosto de 2011
OBJETIVOS
Conocer los fundamentos del método conductimétrico de análisis Diferenciar(visualmente) una celda conductimétrica de una potenciométrica Medición directa de la conductividad de una sustancia (agua del grifo) Realizar la titulación conductimétrica del Acido Clorhídrico con Hidróxido de Sodio Utilizar correctamente el conductimetro
INTRODUCCION La conductimetría es una técnica instrumental que tiene como objeto determinar la conductividad de las disoluciones de las sustancias llamadas electrolitos, las cuales se caracterizan por ser conductoras de la electricidad y por presentarse en las mismas el fenómeno de la ionización Cuando se conoce el potencial aplicado y se aplica, los electrolitos se mueven generando una corriente, la única variable que no se conoce es la resistencia. A partir de la ley de ohm se puede despejar ese valor de resistencia R=E/iE: potencial aplicado, i: corriente que ejercen los electrolitos. El valor de la resistencia R depende de la distancia con que estén ubicados los dos electrodos y va a depender también del área de los electrodos. (se estandariza 1 cm de distancia y 1 cm2 de superficie de electrodo) La conductividad de una solución depende de varios factores: Geometría del electrodo (área y distancia entre ellos) Tipos de iones presentes Concentración (la conductividad aumenta con la concentración) Temperatura Solvente utilizado Potencia (en caso de que se aplique). Un parámetro muy informativo es la llamada conductividad equivalente de una disolución, que es proporcional al número de equivalentes por litro de la(s) especie(s) conductora(s) (un equivalente de un ion es su peso atómico dividido por su valencia iónica) e inversamente proporcional a la conductividad. Cuando este parámetro se extrapola a dilución infinita (es decir, a concentración nula) se obtiene la conductividad equivalente a dilución infinita , un parámetro que es específico de cada especie conductora y además es aditivo; es decir, la conductividad equivalente a dilución infinita de una disolución es la suma de las conductividades equivalentes a dilución infinita de cada uno de sus iones. Una de las aplicaciones más útiles de la medida de la conductividad es la valoración conductimétrica. Consiste en detectar el punto de equivalencia en una valoración por un cambio brusco de la conductividad una vez que dicho punto se ha superado. La conductimetría tiene importantes aplicaciones en medio ambiente. La conductividad del agua es una medida objetiva de su pureza. También ofrece un método rápido aunque aproximado de evaluar la cantidad de sólidos disueltos totales. Mediante sensores conductimétricos se pueden determinar gases. Por otro lado, la medida de la conductividad de terrenos es un método utilísimo para detectar materiales metálicos y ciertos vertidos enterrados. El método es exacto en soluciones diluidas y se puede emplear en soluciones coloreadas o incoloras. En general se realiza una valoración conductimétrica de un ácido fuerte con base fuerte. Por ejemplo, disolución de ácido clorhídrico con hidróxido de sodio. Inicialmente la conductividad de la disolución ácida es grande porque los iones H+ tienen una movilidad muy alta. Conforme se va produciendo la neutralización, los iones H+ que por cada OH– añadido desaparecen, se cambian por Na+ con una movilidad menor, con lo que la conductividad disminuye lentamente.
Alcanzado el punto de equivalencia, la concentración de OH– empieza a aumentar conforme se va añadiendo sosa y con ella la conductividad. En consecuencia, representando la conductividad frente al volumen de hidróxido añadido, deben obtenerse dos rectas cuyo punto de intersección es el punto de equivalencia. Puesto que la movilidad de los iones OH- es menor que la de los H+, la pendiente de la segunda recta será menor en valor absoluto. El aparato para medir la conductividad utiliza una celda de conductividad conectada a un juego de 4 resistencias (una de ellas la resistencia de la disolución), una fuente de corriente alterna y un galvanómetro (G). Este se realiza a través de puente de Wheatstone. La resistencia variable R2 se modifica su valor hasta que la lectura en el galvanómetro sea nula. Posteriormente aplicando las leyes de Kirchhoff, con el valor de R2 y conociendo R1 y R4 se puede calcular R3 (resistencia de la disolución).
Tablas y Cálculos Volumen de HCl(mL)
Conductividad(µs)
Temperatura ºC
0.00
798
22.0
0.10
701
22.2
0.20
651
22.3
0.30
603
22.3
0.40
532
22.3
0.50
518
22.4
0.60
529
22.4
0.70
745
22.4
0.80
926
22.5
Conductividad k(µs)
Titulacion Conductimetrica del HCl 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0
0.2
0.4
0.6
Volumen de HCl(mL)
0.8
1
Cálculos de concentración: Concentración de NaOH: 0,0825N
Concentración del HCl utilizado antes de titular: 1M
Volumen final de HCl: 0,5mL C1V1:C2V2 0,0825N x 5mL= C2 x 0,5mL C2=Concentración de HCl HCl=0,825N
RESULTADOS OBTENIDOS: Previamente calibrado el conductimetro se procedió a la medición directa de la conductividad del agua tomada directamente del grifo que dio una lectura de 49.3µs a una temperatura de 22.1ºC. Se realizo posteriormente la titulación conductimétrica del Acido Clorhídrico con NaOH y en la grafica de conductividad (k) versus volumen (mL) de HCl se pudo determinar en el punto de intersección de ambas rectas, que el volumen de HCl consumido fue de 0,5mL con una conductividad de 518µs, mediante este dato fue determinado la concentración real del Acido Clorhídrico que es de 0,825N.
CONCLUSION: Aplicando los fundamentos de los métodos conductimétricos de análisis se pudo determinar por medición directa la conductividad de una sustancia específica, en este caso el agua del grifo También se observo que el electrodo del conductimetro no nesesita dejarse sumergido en una solución de KCl, que solo se utiliza para calibrar sin necesidad de ponerlo en un capuchón con la solución, que en el método potenciometrico si se realizaba(diferencia). Mediante la Titulación conductimétrica atravez de la interpretación del grafico manual de conductividad k versus volumen (mL) de HCl consumido, se determino la concentración del Acido Clorhídrico : 0.825N. También fue elaborado el grafico en programa Excel. Se tuvo presente en todo momento el cuidado en el manejo del aparato y el trabajo en equipo.
BIBLIOGRAFIA
SKOOG. Fundamentos de Química Analítica, Octava Edición. Douglas A.Skoog, Donald M. West, F. James Holley, Stanley R. Crouch. Editorial Thomsom. Madrid-España2005 CHRISTIAN. Química Analítica, Gary D. Christian. Universidad de Washington. Segunda Edición. Editorial Limusa. México, 1981. Denhisse Guillén, Carlos E. Zarate Ibarra. GUIA DE TRABAJOS PRÁCTICOS DE QUIMICA ANALITICA II. Edición 2011 Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Asunción. San Lorenzo Paraguay, 2011. 55 Paginas.
