ELECTROQUIMICA IQ. ROSENDO ROJAS BARRAGAN IQ. BRENDA TREJO ATECAS Conductividad Unconductoresunmaterialqueofreceunamnima resistencia al paso de una corriente elctrica; por su parte, elinversodelaresistenciaespecficaesconocidocomo conductividad. Si a un conductor de resistencia R se le aplica una fuerza electromotriz(f.e.m.)devalorEsegnlaLeydeOhmla intensidad de la corriente I que pasa es: Comoesdetodossabido,laresistenciadeunconductorvara directamente con su longitud l (cm) e inversamente con su superficie A (cm2); esto es: donde es una constante, llamada resistencia especfica o resistividad delasustanciaconductora.Estaeslaresistenciaenohmiosdeuna muestra de 1 cm de longitud y 1 cm2 de seccin. Conductividadde los electrolitos Paraevaluarlaconductividaddelassoluciones,loprimeroquese debe tener presente es el tipo de corriente que debe ser utilizada: Siseutilizacorrientecontinua,laresistenciavariarconel tiempo,estoesdebidoalefectodepolarizacindecargas,lo cualgeneraraunaresistenciaadicionalenelsistema.Esto afectaraengranescalalafacilidaddelpasodecorrientea travs del mencionado sistema. Este inconveniente puede superarse, si se realizan las medidas utilizandocorrientealterna,conlocualseevitadicha polarizacin al irse invirtiendo alternativamente la corriente. Conductividad Especifica Laconductividadtambinllamadaconductanciaespecificao conductividad especifica de una sustancia se define como =i/E [S/cm] SiendoiladensidaddecorrienteyElamagnituddelcampo elctrico aplicado. Constante de celda Ejemplo: Determinar la constante de celda del KCl 0.001N, p.m. KCl = 74.55 =KR K=Conductancia Especifica (Tablas) R= Resistencia KCl donde: Conductancia Especifica: (2.23x10-3)S/cm 31448.4302.23 10 /Rx S cm= = O De las tablas el valor de K a 25 C y concentracin de 0.01N de KCl K = 0.00140877 Se obtiene la constante de celda 1*(0.00140877)(448.430)0.631K Rcmuuu===Fuerza Inica Sedefinecomolaenergaquehacequelasmolculasse mantenganunidasentresi,esdecirporcargaspositivasy negativas. Factores que influyen: Cargas diferente signo y del mismo signo (Ley Coulomb) Influencia de la agitacin trmica (Ley de Boltzmann) = fuerza inica Ci = concentracin molar Zi=cargainicadecadaunodelosionesexistentesenla disolucin 212i iC Z = Ejemplo 1: Fuerza Inica Calculelafuerzainicadeunadisolucinde0.3Men KNO3 y 0.1 M en CaCl2 322 2 2 20.300.300.100.21[(0.30)(1) (0.3)(1) (0.1)(2) (0.2)(1) ]20.6kNOCaClCCCC++===== + + +=Puente deWheatstone ElpuentedeWheatstonederivasunombredelfsicoinglsSir Charles Wheatstone (1802-1875), quien trabaj con Michael Faraday y adems fue profesor del Kings College en Londres.

Ecuacin de Wheatstone Es un instrumento que trabaja en CA o CD, y permite la medida tantoderesistenciasascomosusequivalentesenctos.C.A. como son bobinas o condensadores (impedancias). Se proceder a analizar lasramas de las resistencias aplicando la ley de Kirchhoff en los nodos a,b,d. Como hay 4 nodos en el puente, estas 3 ecuaciones de intensidades sernIndependientes, por esta razn no se Utiliza la del nodo C. Una vez aplicando la Ley de Kirchhoff Se obtienen las siguientes ecuaciones La solucin de este sistema se podr resolver por los mtodos clsicos algebraicos o por algebra lineal. 1 21 3 53 4000I I II I II I I = + =+ =1 1 3 32 2 5 5 1 15 5 4 4 3 3000I R I R VI R I R I RI R I R I R + = + = + =Biografa Wheatstone Solvatacin Sedenominanelectrolitosaquellassustanciasquealdisolverseen agua, se disocian en sus iones (positivos y negativos). Elmovimientodelosionesalmomentodeladisociacinocurrepor solvatacin, que es la combinacin de las molculas o iones del soluto con las molculas del solvente. Aldisolverselosionesenun solvente,sedispersanyson rodeadospormolculasde solvente.Amayortamaodel ion,msmolculasde solventesoncapacesde rodearlo,ymssolvatadose encuentra el ion. Solventes polares Agua (ms comn) Acetonitrilo Dimetil sulfxido Metanol Carbonato de propileno, Amonaco Etanol Acetona Atraccin electrosttica Estabilizacin del sistema La conductividad de una solucin depende de la solvatacin de sus iones.

Ley de Debye-Huckel Hiptesis Central:La desviacin respecto de la idealidad obedece a las interacciones electrostticas de los iones Postulados: 1.Loselectrolitosfuertessedisocianporcompletoen iones. 2.Lasdesviacionesobservadasrespectodel comportamientoidealdelassolucionesseatribuyenalas interacciones elctricas entre los iones. 3. Cada ion esta rodeado por una atmosfera inica de iones de carga opuesta. 4.- El trabajo elctrico (potencial x carga .zi.ec) es igual a la diferencia de potencial qumico (RT lni) ln4i c iri cbo rz e RTz eertc cu =u =Calculo de Coeficiente de Actividad Calcule los coeficientes de actividad del ejemplo anterior Intente con Cl, Ca, NO322log 0.5log 0.5(1) 0.60.42ikkf Zff++ = = =Movilidad Inica La movilidad inica de un catin, u+, est dada por:

+=

+

Dondev+ eslavelocidaddelcatinmovindosedentrodeuncampo elctrico,E.Lamovilidadinicatienelasunidades(cms-1)/Vcm-1,o cm2 s-1 V-1; esta se relaciona con la conductancia inica equivalente a dilucin infinita de la siguiente manera:

+=

+

=

DondelaFeslaconstantedeFaraday(asllamadaenhonoral qumico y fsico Michael Faraday, 1791-1867). Conductancia equivalente y movilidad inica de algunos iones comunes a 298 K. Sales FundidasLassalesfundidas,comogrupo,sonlosmejoresconductores inicos conocidos. Lasintensasfuerzasdecohesinqueresultandelaatraccin electrostticaentreionesdecargasopuestasconfierenalas sales fundidas la propiedad de permanecer en estado lquido en un intervalo muy amplio de temperaturas (ej. aprox. 600C para el cloruro de sodio frente a 100C para el agua). Estasintensasfuerzasdecohesinproducenestructuras ordenadas basadas en pares de iones y en iones complejos. Corrosin por sales fundidasEl fenmeno de la corrosin por sales fundidas, tambinconocidocomoHotCorrosino Corrosincatastrfica,esunprocesode degradacinqueseproducecuandounasalo mezcladesalessedepositaocondensaen forma de cenizas sobre un material metlico. Tecnologa BlueTec Sistema desarrollado por Mercedes Benz Sistema SCR (Reduccin Cataltica Selectiva) InyectaAdBlueenelcolectordeescapedondelas molculassedescomponenformandoamoniaco, convirtindolos en nitrgeno y agua Reduccin de emisin de polvo entre un 80 y 90% Bibliografia QuimicaFisica,Atkins,6taed.EditorialOmega, Barcelona 1999. Cap. 10: Electroqumica de Equilibrio Fisicoqumica Bsica, W. Moore, Ed. Prentice Hall, 1986, cap. 16. Electroqumica de iones en soluciones. Fisicoquimica,EngelandReid,1era.Ed.,Addison Wesley-PearsonEducacionS.A.,Madrid,Espaa2006, cap. 10. Disolucin de electrolitos.