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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
Laboratorio de Química General I
Practica Nº1
Título: Conductividad Eléctrica.
Estudiante: Sharon Kriss Rivera Apolo.
Grupo: C
Profesor: Diego Muñoz
Paralelo: 1
1º Objetivos
-
Determinar la conductancia de soluciones acuosas de distintas
concentraciones.
Determinar experimentalmente la constante de ionización del ácido acético por
conductimetría.
2º Introducción teórica.
Todos los cuerpos o materias que podemos encontrar en el universo, están
constituidos por átomos; éstos a su vez están compuestos por un núcleo,
alrededor del cual, giran un número de pequeñas partículas denominadas
electrones. El núcleo está formado por dos clases de partículas: los protones y
los neutrones.
Los electrones giran alrededor del núcleo unos en órbitas cercanas a él y otros
en órbitas más alejadas, tienen carga negativa mientras que los protones
tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga eléctrica.
La electricidad es una forma de energía que produce efectos luminosos,
mecánicos, caloríficos, químicos, etc., y que se debe a la separación o
movimiento de los electrones que forman los átomos, estos se pueden
desplazar a través de un conductor y formar corriente eléctrica.
Los mecanismos de conductividad difieren entre los tres estados de la materia,
en los sólidos los átomos como tal no son libres de moverse y la conductividad
se debe a los electrones. En los metales existen electrones cuasi-libres que se
pueden mover muy libremente por todo el volumen, en cambio en los aislantes,
muchos de ellos son sólidos iónicos, apenas existen electrones libres y por esa
razón son muy malos conductores.
Conductividad en medios líquidos
La conductividad en medios líquidos (Disolución) está relacionada con la
presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y
negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a
un campo eléctrico. Estos conductores iónicos se denominan electrolitos
o conductores electrolíticos. Las determinaciones de la conductividad reciben el
nombre de determinaciones conductométricas y tienen muchas aplicaciones
como, por ejemplo:




En la electrólisis, ya que el consumo de energía eléctrica 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 evaporación del agua (por ejemplo en el agua
de calderas o en la producción de leche condensada).
En el estudio de las basicidades de los ácidos, puesto que pueden ser
determinadas por mediciones de la conductividad.
Para determinar las solubilidades de electrólitos escasamente solubles y
para hallar concentraciones de electrólitos en soluciones por titulación.
Conductividad en medios sólidos
Según la teoría de bandas de energía en sólidos cristalinos, son materiales
conductores aquellos en los que las bandas de valencia y conducción se
superponen, formándose una nube de electrones libres causante de la
corriente al someter al material a un campo eléctrico. Estos medios
conductores se denominan conductores eléctricos.
La electroquímica es una parte de la química que se dedica a estudiar las
reacciones asociadas con la corriente eléctrica que circula en un circuito.
Las dos formas de representar las reacciones electroquímicas son:
1) Reacción de reducción
A + ne- → AnCuando la corriente eléctrica suministra electrones a la sustancia A.
2) Reacción de oxidación
B - ne- → Bn+
Cuando la corriente eléctrica sustrae electrones a la sustancia B.
En estas reacciones, A y B representan sustancias químicas, n es un número
entero que se asocia al equivalente de carga que reacciona con las sustancias
A y B; e- representa a los electrones que se insertan en la sustancia A o se
retiran de la sustancia B, y los superíndices n- y n+ representan los números de
carga eléctrica adquiridos por las sustancias A y B (el positivo representa una
deficiencia y el negativo un exceso).
Cuando B tiene una carga positiva, Bn+, se llama catión, y cuando A tiene
una negativa, An-, se llama anión. No hay que olvidar que la escritura de
reacciones químicas, y por lo tanto de las electroquímicas, es una
representación de las sustancias que se ponen en contacto con la carga
eléctrica para reaccionar y producir una nueva sustancia.
Algunos dispositivos que funcionan cuando se llevan a cabo reacciones
electroquímicas son las pilas o baterías utilizadas en el automóvil, relojes,
teléfonos celulares, computadoras, entre otros. O cuando se hace una
electrólisis y se deposita un metal sobre una superficie a partir de su forma
iónica (metales disueltos).
La electroquímica es una disciplina muy versátil que puede ayudar a resolver
innumerables problemas que van desde dispositivos que funcionan como
fuentes alternas de energía (celdas de combustible) hasta unidades de proceso
en las plantas de extracción y refinación de metales (celdas de electrólisis),
pasando por procesos de corrosión. Otra aplicación importante de la
electroquímica se da en el análisis químico, donde se hace uso de sensores
electroquímicos cuyas mediciones se adquieren como diferencias de voltaje
(potenciómetros) o corrientes eléctricas (amperímetros). De los sensores
potenciométricos se puede menciona el electrodo de pH y los de ion selectivo y
en cuanto a los sensores amperométricos se destacan los electrodos inertes de
carbón vítreo, platino y oro, que sólo sirven de soporte para reacciones de
oxidación o de reducción.
En la figura 2 se representa la variedad de aplicaciones que tiene la
electroquímica en el mundo tecnológico y científico. La electroquímica está
considerada una disciplina versátil y es flexible a las necesidades de cualquier
persona que requiera conocer cómo y bajo qué condiciones se transfiere la
carga eléctrica a una sustancia para formar nuevos compuestos o tan sólo
medir su concentración.
3º Materiales y Reactivos
Equipos
Voltímetro (10v,CA)
Transformador reductor (de 110v
a 7.5 v; CA)
Aparatos
Interruptor de tres posiciones
Resistencia ( 220 ohmios)
Materiales
Probeta de 100 ml.
Vaso de precipitación de 250 ml.
2 electrodos de carbón, ubicados a
distancia fija.
Cables de conexión eléctrica.
Reactivos
NaCl (ac) 0.1 M
HCl (ac) 0.1 M
HCH3COO (ac) 0.1 M
Agua destilada
Agua de grifo
4º Esquema del procedimiento
-
Haga un esquema del circuito a utilizarse con los recursos arriba señalados.
Arme el circuito esquematizado y compárelo con la figura siguiente:
-
Encere el voltímetro en la escala de 10v de CA. Con el interruptor abierto
conecte el transformador al tomacorriente del mesón. Cierre el interruptor de
modo que no pase corriente por la celda. En esta posición registre el voltaje E
inicial. en el voltímetro.
Coloque 200ml de agua destilada en la celda y cambie la posición del
interruptor para que pase corriente por la celda. Anote el voltaje E en el
voltímetro. Repita esta operación para el agua destilada y el agua de grifo.
Prepare sucesivamente 200ml de soluciones 0.02 M, 0.008 M, 0.004 M,
0.002M de los ácidos clorhídrico y acético. Luego coloque cada solución en la
celda –limpiándola entre cada uso-. Registre el voltaje E para cada solución.
-
-
5º Tabla de datos y resultados.
SOLUCIÓN
Agua destilada
Agua de la llave
HCl (ac)
HCl (ac)
HCl (ac)
HCl (ac)
CH₃-COOH (ac).
CH₃-COOH (ac).
CH₃-COOH (ac).
CH₃-COOH (ac).
E
0
1.5
6.0
5.5
4.7
4.0
2.5
1.8
1.4
1.0
Eº - E
6.7
5.2
0.7
1.2
2.0
2.7
4.2
4.9
5.3
5.7
(c)
0
1.18x10-3
4.2x10-3
2.0x10-3
1.2x10-3
7.41x10-3
2.97x10-3
1.83x10-3
1.32x10-3
8.77x10-4
6º Cálculos
HCl (ac)
-
X(0.1M)=200ml (0.02M)
x=40 ml
X(0.02M)=200ml(0.008M)
x=80 ml
x(0.008M)=200ml(0.004M)
x=100ml
x(0004M)=200ml (0.002M)
x=100ml
CH₃-COOH (ac).
-
X(0.1M)=200ml (0.02M)
x=40 ml
X(0.02M)=200ml(0.008M)
x=80 ml
x(0.008M)=200ml(0.004M)
x=100ml
x(0004M)=200ml (0.002M)
x=100ml
7º Conclusiones
-
El ácido clorhídrico es un electrolito fuerte y conduce mejor la
electricidad que el ácido acético.
Por medio del conductímetro se obtiene la conductividad de una solución
electrolítica y también la constante de disociación.
La conductividad es una propiedad que mide la facilidad con que los
portadores de carga migran bajo la acción de un campo eléctrico.
La conductividad de los electrolitos es directamente proporcional a su
concentración, es decir, a mayor concentración mejor será esta.
8ºBibliografía
Http: //arturobola.tripod.com/conducti.htmlhttp://www.slideshare.net/renatolachira/conductividad-electrica
http://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090828100815AAUOpaE
http://www.mitecnologico.com/Main/PropiedadesElectricasYMagneticas
http://akademos.ramiskuey.com/Experimentoshttp://ricardi.webcindario.com/quimica/eltrolis.html
http://www.slideshare.net/renatolachira/conductividad-electrica
http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080902101601AA6HZxt
http://www.unquimico.com/2012/01/diluido-en-agua-cual-es-un-buen-conductor-de-la-electricidad/
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Electricidad1.html