formato de prácticas

XX SICAT Simpsio Ibero-Americano de Catlise

Laboratorio de fisicoqumica en sistemas ambientales Conductividad

cElizabeth Almaraz Hernndez

Claudio Bernardo Gonzlez Ramrez

Roberto Carlos Flores Mndez

ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLGICAS, ISAResumen

En ste trabajo se realizaron varias mediciones de pH a diferentes concentraciones con HCl y CH3COOH ,por medio de un conductmetro para determinar el punto de equivalencia de cidos dbiles y fuertes mediante titulacin conductimtrica.

Introduccin

Conductividad elctrica: Capacidad de un cuerpo o medio para conducir la corriente elctrica, es decir, para permitir el paso a travs de l de partculas cargadas, bien sean los electrones, los transportadores de carga en conductores metlicos o semimetlicos, o iones, los que transportan la carga en disoluciones de electrolitos.

La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto:

(1)Su unidad es el S/m (siemens por metro) o -1m-1. Usualmente la magnitud de la conductividad () es la proporcionalidad entre el campo elctrico y la densidad de corriente de conduccin:

(2)La conductancia (G): Es la facilidad de un objeto o circuito para conducir corriente elctrica entre dos puntos. Se define como la inversa de la resistencia: (3)La conductividad en medios lquidos (Disolucin) est relacionada con la presencia de sales en solucin, cuya disociacin genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energa elctrica si se somete el lquido a un campo elctrico. Estos conductores inicos se denominan electrolitos o conductores electrolticos.

Las determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinaciones conductomtricas y tienen muchas aplicaciones como, por ejemplo:

En la electrlisis, ya que el consumo de energa elctrica en este proceso depende en gran medida de ella.

En los estudios de laboratorio para determinar el contenido de sales de varias soluciones durante la evaporacin del agua (por ejemplo en el agua de calderas o en la produccin de leche condensada).

En el estudio de las basicidades de los cidos, puesto que pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad.

Para determinar las solubilidades de electrlitos escasamente solubles y para hallar concentraciones de electrlitos en soluciones por titulacin.

La base de las determinaciones de la solubilidad es que las soluciones saturadas de electrlitos escasamente solubles pueden ser consideradas como infinitamente diluidas. Midiendo la conductividad especfica de semejante solucin y calculando la conductividad equivalente segn ella, se halla la concentracin del electrlito, es decir, su solubilidad.

Un mtodo prctico sumamente importante es el de la titulacin conductomtrica, o sea la determinacin de la concentracin de un electrlito en solucin por la medicin de su conductividad durante la titulacin. Este mtodo resulta especialmente valioso para las soluciones turbias o fuertemente coloreadas que con frecuencia no pueden ser tituladas con el empleo de indicadores.

Las determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinacin conductomtricas. Estas determinaciones tienen una cantidad de aplicaciones.

La conductividad de las soluciones desempea un importante papel en las aplicaciones industriales de la electrlisis, ya que el consumo de energa elctrica en la electrlisis depende en gran medida de ella. Las determinaciones de la conductividad se usan ampliamente en los estudios de laboratorios.Las basicidades de los cidos pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad.

Diagrama de flujo

Datos Dato de la celda K=1/cm

Conductancia G=1/R

Conductividad especifica =G*K

Conductividad equivalente = (*1000) / C

C=concentracin de la solucin

Clculos

Conversin resistencia de K a a 1000 entonces Conductancia de nuestro primer dato G=1/R

Conductividad especifica de nuestro primer dato =G*K (4)Conductividad equivalente de nuestro primer dato = (*1000) / C (5) Resultados

Tabla 1. Valores obtenidos para diferentes concentraciones del cido actico. Mediciones de conductividadcido acticoS/ cmResistencia (K)Resistencia ()

0.015172.95.7805780

0.03281.64.1394139

0.053123.2053205

0.06337.22.9652965

0.08357.32.1872187

0.1458.92.1772177

0.1925655.81.5251525

FALTA EXPLICAR ESTOS RESULTADOSTabla 2. Valores obtenidos para diferentes concentraciones de acido clorhdrico. Mediciones de conductividadAcido ClorhdricomS / cmResistencia (K)Resistencia ()

0.00346.298 x10-41.5881588

0.00691.228-814.4

0.01723.082-334.6

0.042311.91-83.94

0.086029.51-33.98

0.137546.50-21.46

0.171957.31-17.45

Grfica 1 y 2. Grfica vs C. de CH3COOH y HCl respectivamente.

Grfica 1. Relacin X vs. C, del CH3COOH.

Cuando la lnea es negativa indica que se disocia el CH3COOH completamente. (*)

Grfica 2. Relacin X vs C, del HCL.

SE TIENE QUE EXPLICAR ESTAS GFICASCuando la lnea es recta horizontal, representa que no se disocia completamente. (*)

En la grfica se observa que los primero datos no se obtienen como esperaban a comparacin de los ltimos datos, ya que, revisando que los calculo estn bien concluimos que se debe al mal manejo del conductmetro.

(*)---- Manual de prcticas, fisicoqumica de sistemas ambientales

Grfica 3. Grfica vs C de CH3COOHEl CH3COOH representa un electrolito dbil.

Grfica 4. Relacin vs C.

El cido representa el electrolito fuerte, en la grfica la pendiente esta inversa. Ya que los clculos estn bien elaborados, se concluye que probablemente las concentraciones indicadas del cido estaban mal al tener resultados del conductmetro se tom nota inversamente.

Para un cido dbil

=++-

Para el In Acetato CH3COO- - =40.1 cm2/eq

Para el Protn H+ + =350 cm2/eq

Para el cido Actico =++- = 40.1+350 = 390.1 cm2/eq

Grfica 4. Grfica vs C de HClEl cido representa el electrolito fuerte, en la grfica la pendiente esta inversa. Ya que los clculos estn bien elaborados, se concluye que probablemente las concentraciones indicadas del cido estaban mal al tener resultados del conductmetro se tom nota inversamente.

Ley de Kolrausch (Ecuacin lineal) = - BC

= 167.75 - 48.367C

Cuando C tiende a 0

= = 167.75 cm2/eq

Discusin de ResultadosPara el cido actico.

En nuestra tabla 1., se muestra como obtenemos una conductividad especfica que va aumentando conforme aumenta la concentracin del cido, esto se debe a que como es un cido dbil se disocia parcialmente esto hace que su capacidad para trasportar corriente elctrica sea menor pues no hay muchos iones que la trasporten. Tambin se puede notar que las soluciones de menor concentracin tienen una mayor resistencia a las de mayor concentracin lo cual tambin explica el porqu se obtuvo una mayor conductividad especfica mayor en altas concentraciones.

Para la conductividad equivalente muestra como a una menor concentracin hay una mayor conductividad del volumen de solucin que contiene un peso equivalente de la sustancia disuelta.

En nuestra grfica 3, el cido actico sigue una tendencia no lineal, aunque en el valor de concentracin de 0.01N podemos notar una pequea decadencia en la curva, esto pudo deberse a errores a la hora de manejar el equipo como por ejemple no limpiar bien los electrodos e inclusive que la solucin estuviese contaminada o no est bien preparada.

Para el cido clorhdrico.

Como se puede notar en la grfica 4, no obtuvimos un buen desempeo al momento de hacer la prctica, ya que nuestros datos estn un tanto disparejos, sin embargo siguen teniendo una tendencia lineal por lo que explicaremos ms adelante.La pendiente en nuestra grafica result ser positiva cuando por datos tericos es negativa esto pudo ser causa de un error en el orden de las concentraciones colocndolas inversamente a como iban empezando por la ms alta hasta la ms baja consecuencia de que los matraces no estaban etiquetados. Sin embargo al realizar clculos se obtiene la pendiente esto indica que los clculos estn bien hechos y el error es tcnico y humano.Segn Arrhenius el decremento de la conductividad equivalente se atribua al aumento de la concentracin de una solucin. Esta afirmacin se muestra en nuestros resultados obtenidos en la tabla 2, donde las de menor concentracin tienen una conductividad equivalente mayor a las de una concentracin mayor.

Sin embargo, es la inversa a la conductividad especfica donde a una menor concentracin la conductividad especfica era menor y a una concentracin alta su conductividad seria mayor; esto se debe a que como el cido clorhdrico es fuerte y se disocia completamente los iones pueden permitir mayor interaccin con la corriente elctrica dejndola pasar con mayor facilidad.

Nuestra aproximacin fue de 0.77.

Tericamente sabemos que el grado de disociacin de un electrolito fuerte est entre los valores de = 250 a 400 cm2/eq mientras que el que obtuvimos experimentalmente fue de = 167.75 cm2/eq; como anteriormente mencionamos nuestros errores pudieron ser tcnicos.

ConclusionesSe logro el objetivo omitiendo que la pendiente de HCl resulto positiva, posiblemente por causa de un error en el orden de las concentraciones, al parecer estaban invertidos ya que los clculos fueron correctos y el procedimiento experimental se llevo al margen. Estos errores experimentales, los conocemos y podremos sacarlos a adelante.

La conductividad de una solucin depender del grado de disociacin que presente, como lo notamos con el cido actico y el cido clorhdrico.

En el caso de un disociacin completa = y podr presentar una tendencia lineal al graficar su conductividad equivalente contra la raz de su concentracin, de igual manera a una mayor concentracin obtendremos una conductividad mayor.

Mientras que con soluciones que presentaban disociaciones parciales su conductividad equivalente era mayor a una concentracin menor y que estas eran muy difcil que pudieran presentar una tendencia lineal, ya que no se comportan como = , puesto que tenemos que conocer cunto de nuestra solucin se disocia.

Esta prctica nos sirve no tanto en nuestra carrera laboral, ms bien en los procesos de creacin de electrodos y as poder conocer cuanta corriente elctrica dejara pasar una solucin problema.

BIBLIOGRAFIA

*Manual de fisicoqumica de sistemas ambientalesPag.23-29

* Maron Prutton, "Fisicoqumica", 2da edicin, Ed. Limusa, Mxico 1984. Pg.405 416; 438 441.*Castelan W., "Fisicoqumica", 2da edicin, Fondo Interamericano S.A., Mxico 1978. Pg. 462 465.*Farrington Daniels, "Tratado de Fisicoqumica", 2da edicin, Ed. Continental, Mxico 1984, Pg 165 169.

APENDICES (PUEDEN IR LOS CUESTIONARIOS)Se harn de forme ascendente de concentracin una temperatura constante

Efectuar las lecturas de conductancia de cada una de las soluciones

Utilizando un conductimetro

84

_1409552951.xlsGrfico1

6.29

1.22

2.98

0.0119

0.0294

0.0465

0.0573

HCL

C eq./ l

X -/ cm * x10 -4

Hoja1

HCLHCL2

0.00346.292.4

0.00691.224.4

0.01722.981.8

0.04230.01192.8

0.0860.0294

0.13750.0465

0.17190.0573

Para cambiar el tamao del rango de datos del grfico, arrastre la esquina inferior derecha del rango.


1.73

2.41

3.12

3.37

4.57

4.59

6.55

CH3COOH

C eq./ l

X -/ cm * x10 -4

Hoja1

CH3COOHColumna1

0.0151.73

0.032.41

0.053.12

0.063.37

0.084.57

0.14.59

0.19256.55



11.53

8.03

6.24

5.61

5.71

4.59

3.4

CH3COOH

C eq./ l

eq. cm2

Hoja1

CH3COOHSerie 2Serie 3

0.122411.532.42

0.17328.034.42

0.22366.241.83

0.24495.612.85

0.28285.71

0.31624.59

0.43873.4



185

176.81

173.25

281.32

341.86

338.18

333.33

HCL

C eq./ l

eq. cm2

Hoja1

HCLSerie 2Serie 3

0.05831852.42

0.083176.814.42

0.1311173.251.83

0.2056281.322.85

0.2932341.86

0.3708338.18

0.4146333.33


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