Tabla Conductancias Equivalentes a Dilución Infinita

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Documento con experimentos de laboratorio y trabajos prácticos conductimétricos, donde se reportan tablas con conductividades equivalentes de diversos electrolitos en soluciones diluidas y a dilución …

Documento con experimentos de laboratorio y trabajos prácticos conductimétricos, donde se reportan tablas con conductividades equivalentes de diversos electrolitos en soluciones diluidas y a dilución infinita. Universidad Tecnológica Nacional, Neuquen, Argentina.

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  • 1. Ministerio de Cultura y Educación Universidad Tecnológica Nacional Unidad Académica Confluencia Av. Pedro Rotter S/N° Plaza Huincul- Provincia del NeuquenCátedra: Fisicoquímica.Trabajo Práctico: Verificación de la ley de Ostwald.Carrera: Ingeniería Química.1-OBJETIVOS: • Calcular las conductividades molar y equivalente de un electrolito, grado y constante de disociación.2-ALCANCE: No aplicable3-FUNDAMENTO:La conductividad equivalente Λ de una solución, es una medida del número y de lavelocidad de migración de los iones de un equivalente gramo de soluto.Λ aumenta a medida que se diluye la solución (en tanto que la conductancia específicadecrece).El aumento de Λ con la disolución se debe originar, ya sea por un aumento del número deiones presentes (es decir aumento de la disociación) o por una mayor velocidad demovimiento de los iones individuales.Si la concentración de la solución es c equivalentes g/L (normalidad), la conductanciaespecífica (λ) se debe evidentemente a c/1000 equivalentes gramos y la conductanciateórica para un equivalente gramo será: (1)Que es llamada conductividad equivalente: que se puede interpretar como laconductividad que presenta un equivalente-gramo de un determinado electrolito ensolución disuelto en un volumen determinado.Análogamente la conductibilidad molar es λ = 1000/m, donde m es la molaridad de lasolución.En la ecuación (1), λ es la conductibilidad específica es la inversa de la resistenciaespecífica que se define como la resistencia ofrecida por un líquido al pasaje de lacorriente eléctrica entre caras opuestas de un cubo unitario de un conductor.Laboratorio de Química 1Grupo de Trabajo:Jefe Coordinador: Torres Alejandro. Becarios: Berra Matías, Cides Juan José, Faundes Jaime, MardonesWalter, Silva Cristian; Yost Leonardo.
  • 2. Ministerio de Cultura y Educación Universidad Tecnológica Nacional Unidad Académica Confluencia Av. Pedro Rotter S/N° Plaza Huincul- Provincia del NeuquenLa inversa de la resistencia es la conductancia y la inversa de la resistencia específica esla conductancia específica o conductividad.En general, el solvente puro es prácticamente no conductor y en consecuencia laconductancia observada se debe enteramente al electrolito disuelto.En una disolución de cualquier electrolito hay un equilibrio entre iones libres o moléculasdisociadas y no disociadas.Aplicando la ley de equilibrio se tiene el valor de la constante K denominada constante dedisociación.En soluciones diluidas pueden reemplazarse actividades por concentraciones, es decir,suponer coeficientes de actividad unitarios.Esta es la expresión de la ley de dilución de Ostwald.Se sabe asimismo que el grado de disociación α es aproximadamente igual a larelación de las conductividades, equivalentes a las concentraciones que seconsidere y a la dilución infinita, es decir: (a)Laboratorio de Química 2Grupo de Trabajo:Jefe Coordinador: Torres Alejandro. Becarios: Berra Matías, Cides Juan José, Faundes Jaime, MardonesWalter, Silva Cristian; Yost Leonardo.
  • 3. Ministerio de Cultura y Educación Universidad Tecnológica Nacional Unidad Académica Confluencia Av. Pedro Rotter S/N° Plaza Huincul- Provincia del NeuquenDe donde la constante de disociación K toma la forma:Expresando la concentración en función de la dilución, es decir del volumen molar,tendremos: 1 mol volumen molar (Vm) c moles 1000 ml c = 1000/VmFinalmente:4-EQUIPOS Y MATERIALES: • Pipetas aforadas de 100 ml. • Pipeta volumétrica d e 5ml. • Peras de gomas (o micropipetas) • Matraz de 200 ml. • Vaso de pptado. • Conductímetro con celda de conductividad. • Balanza analítica. • Bureta capacidad 25 o 50 ml. • Soporte universal y agarradera para bureta.5-REACTIVOS: • Cloruro de potasio. • Ácido acético glacial. • Agua desmineralizada. • Hidróxido de sodio. • Ftalato ácido de potasio. • Fenolftaleina. • Alcohol etílico.Laboratorio de Química 3Grupo de Trabajo:Jefe Coordinador: Torres Alejandro. Becarios: Berra Matías, Cides Juan José, Faundes Jaime, MardonesWalter, Silva Cristian; Yost Leonardo.
  • 4. Ministerio de Cultura y Educación Universidad Tecnológica Nacional Unidad Académica Confluencia Av. Pedro Rotter S/N° Plaza Huincul- Provincia del Neuquen6-PREPARACIÓN DE SOLUCIONES:No aplicable.7-PROCEDIMIENTO: • Determinación de la conductividad equivalente: Sabemos que la resistencia de un conductor se puede expresar como R = ρ . L/SDonde ρ es la resistencia específica o resistividad y se define como la resistencia de unconductor de 1 cm de longitud y 1 mm2 de sección. Vimos que la conductividad específicaera la inversa de la resistividad, λ = 1/ ρ, de donde R = L/S . λPor lo que hemos visto, la conductividad específica vendrá dada por: λ = L/S . RPara obtener el valor de λ es suficiente medir la resistencia y las dimensiones delconductor, es decir las dimensiones de los electrodos y la distancia que los separa.Como para cada cuba, tanto L como S son constantes, en lugar de medir lasdimensiones, se acostumbra a calibrarla con una solución de conductibilidad conocida.Para esto se usa generalmente KCl.Llamando K = L/S tendremos que: λ = L/S . R = K/R (2)Donde K es llamada constante de cuba. • Determinación de la constante de la cuba: Ver práctico: Conductividad Eléctrica-Química Analítica.Laboratorio de Química 4Grupo de Trabajo:Jefe Coordinador: Torres Alejandro. Becarios: Berra Matías, Cides Juan José, Faundes Jaime, MardonesWalter, Silva Cristian; Yost Leonardo.
  • 5. Ministerio de Cultura y Educación Universidad Tecnológica Nacional Unidad Académica Confluencia Av. Pedro Rotter S/N° Plaza Huincul- Provincia del Neuquen • Determinación de la conductividad equivalente. Grado de disociación y constante de disociación K: Una vez hallado el valor de la constante de cuba, se lava y seca la misma. Preparar 200 ml de AcH 0,2 N. (tomar 2,3 ml de un AcH glacial densidad: 1,049 g/ml y diluir en matraz de 200 ml con agua desmineralizada). Transvasar su contenido a un vaso de pptado. Determinar la conductibilidad específica (λ). Extraer 100 ml de la solución anterior, agregar 100 ml de agua exenta de CO2;(solución de AcH 0,10 N) y se vuelve a determinar la conductibilidad (λ) o conductividad específica. Repetir así la operación extrayendo otros 100 ml de la mezcla y agregando 100 ml de agua desmineralizada.(solución de AcH 0,05 N) Se realizan por lo menos seis determinaciones mínimo.Observación: No tirar las soluciones preparadas por dilución de AcH, ya que las mismasserán tituladas con solución 0,05 N de NaOH Normalizada para calcular la concentraciónexacta de AcH en cada medición de conductividad.Recordar que primeramente se deberá normalizar la solución de NaOH con Ftalato ácidode potasio (FAP). (0,20-0,25 g BHK para gastar 20 -25 ml NaOH 0,05 N).Indicadorutilizado Fenolftaleina. (Solución al 0,5 %(P/V) en alcohol etílico)8-DATOS PRIMARIOS1-Completar las siguientes tablas.1-a - Cálculo del Factor de la solución de NaOH 0,05 N.Masa de FAP(mg) Vol. de NaOH gastado(ml) Factor obtenido Factor promedioLaboratorio de Química 5Grupo de Trabajo:Jefe Coordinador: Torres Alejandro. Becarios: Berra Matías, Cides Juan José, Faundes Jaime, MardonesWalter, Silva Cristian; Yost Leonardo.
  • 6. Ministerio de Cultura y Educación Universidad Tecnológica Nacional Unidad Académica Confluencia Av. Pedro Rotter S/N° Plaza Huincul- Provincia del Neuquen1-b - Cálculo de las concentraciones corregidas de las soluciones de AcH. (Normalidad)Solución Nº Vol.AcH tomado(ml) Vol. solución 0,05 N. NaOH Conc. corregida de la gastado(ml) en la titulación solución de AcH1-c – Cálculo de la Constante de Disociación del Acido Acético.Datos: Conductividad equivalente del ión H+ : 350 ohm-1.cm2. equiv-1 Conductividad equivalente del ión Acetato (C2H3O2-1) :41 ohm-1.cm2. equiv-1 Valores obtenidos a 25 ºC y para soluciones diluidas (1.10-3 a 1.10-5N).Recordar que para el cálculo de la Conductividad Equivalente a dilución infinita seobtiene como:Λ o = Sumatoria λo i de donde λo i : es la Conductividad Equivalente a dilución infinita delos iones que la componen.(valores que están tabulados) Λ o (cond. α K Concentración λ Λ equiv. a corregida AcH(N) (grado de (cte de Conductividad (cond.equiv.) dilución disociación) disociación) infinita)Laboratorio de Química 6Grupo de Trabajo:Jefe Coordinador: Torres Alejandro. Becarios: Berra Matías, Cides Juan José, Faundes Jaime, MardonesWalter, Silva Cristian; Yost Leonardo.
  • 7. Ministerio de Cultura y Educación Universidad Tecnológica Nacional Unidad Académica Confluencia Av. Pedro Rotter S/N° Plaza Huincul- Provincia del Neuquen9-CUESTIONARIO: Construir las siguientes gráficas en papel milimetrado: • Λ = f (conc. o dilución). • λ = f (conc. o dilución). • Kd = f (conc. o dilución).Por extrapolación hallar la cte de disociación. Por que se utiliza Fenolftaleina como indicador para la titulación del AcH? ¿Que otra manera tendríamos de determinar el pto final de la titulación? Qué necesitaríamos ¿.Que verificaríamos? ¿Que ocurre con la conductividad equivalente de los iones a medida que se incrementa su concentración en una solución? ¿Por qué? ¿De que otra manera potenciométricamente se puede calcular a Constante de Disociación de un Acido Débil? ¿Por qué la cte de disociación se halla por extrapolación?11-BIBLIOGRAFIA: • Apuntes U.T.N. Sub-Regional Confluencia. Departamento de química e ingeniería química. • Apuntes UNL. Departamento Fisicoquímica. Facultad de Ingeniería Química. • Urreaga y otros. Experimentación en Química General –Editorial Thomson-2006.Laboratorio de Química 7Grupo de Trabajo:Jefe Coordinador: Torres Alejandro. Becarios: Berra Matías, Cides Juan José, Faundes Jaime, MardonesWalter, Silva Cristian; Yost Leonardo.
  • 8. Ministerio de Cultura y Educación Universidad Tecnológica Nacional Unidad Académica Confluencia Av. Pedro Rotter S/N° Plaza Huincul- Provincia del Neuquen TablasLaboratorio de Química 8Grupo de Trabajo:Jefe Coordinador: Torres Alejandro. Becarios: Berra Matías, Cides Juan José, Faundes Jaime, MardonesWalter, Silva Cristian; Yost Leonardo.