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CONDUCTIMETRA
MTODOS CONDUCTIMRICOS
CONDUCTIMETRIA Generalidades
Los mtodos conductimtricos estn basados en la conduccin elctrica de los iones en una disolucin en presencia de un campo elctrico.
La conduccin de la corriente elctrica a travs de la disolucin de un electrolito supone la migracin de las especies cargadas y depende del el numero , tamao y movilidad de los iones.
La conductividad es una medida de la concentracin inica total que tiene una disolucin.
Mtodos conductimetricos son inespecficos.
Aplicaciones de las medidas conductimetricas:
Medida Directa y Titulaciones Conductimetricas.
CONDUCTANCIA ELECTRICA
FUNDAMENTOS Al aplicar un potencial entre
electrodos sumergidos en un electrolito se conduce corriente.
Para estas disoluciones es vlida la Ley de Ohm:
V = I R
R es la resistencia del conductor (en Ohm, ),
V es la diferencia de potencial aplicada (en voltios, V )
I es la intensidad de corriente que circula a travs de la disolucin (en amperios, A).
Potencial de CC o CA
Potencial de CC : hay circulacin de corriente en presencia de
reaccin procesos fardicos Z far
Potencial de CA: migracin de los iones formacin de Doble
Capa Elctrica en cada electrodo capacitor C dlc
Circuito equivalente en la
medida Conductimetrica
Medida Conductimtrica
Para medir la resistencia del electrolito Re.
Potencial aplicado de CA
Minimiza los procesos de reaccin Zfar
alta.
Zdlc = 1/2f.Cdlc baja f altas ( 1000-
2000 ) y tamao grande de los electrodos.
En estas condiciones el nico impedimento
al paso de corriente ser Resistencia de
la solucin Re
MEDIDA
CONDUCTIMETRICA
Conductor Solido Solucin de Electrolito
La resistencia de la solucin como una medida de
la capacidad de conduccin del electrolito
el rea de la superficie de los electrodos
la forma de los electrodos
la posicin de los electrodos entre s en la
disolucin
el tipo de especies en la disolucin ,su tamao,
carga
la concentracin de las especies
la temperatura ( afecta la movilidad de los iones)
Definiciones y relaciones
importantes R resistencia= l/A
es la resistividad (ohm
cm)
Constante de la celda = = l/A
G conductancia = 1/R (ohm-1)
G = A/l
= conductancia especifica (ohm-1cm-1)
Conductancia de un cubo de
electrolito de 1 cm de arista.
Conductancia Equivalente
se define como la conductancia de un equivalente de soluto contenido entre electrodos separados 1 cm.
Medida experimental de eq
C = eq/ V V = 1 lt = 1000 cm3
Si el V (cm3) que contiene 1eq de soluto = 1000/C
y l = 1 cm A = V
eq = G = A/l = 1000/C
eq ( ohm-1cm2eq-1) = 1000/C
Variacin de la conductancia eq con la
concentracin La movilidad de los iones depende de cuatro fuerzas
Fuerza elctrica y fuerza de friccin a dilucin infinita
Fuerzas de interaccin ion-ion y solvente ion a concentracion finita.
A dilucin infinita las atracciones entre los iones se anulan.
La para cualquier electrolito, ser la suma de las contribuciones de las conductancias inicas de cada una de
las especies constituyentes.
= + +
G = 10-3-1( C+ + + C-
) Kohlrausch demostr que los electrolitos fuertes muestran una
disminucin lineal de la conductancia equivalente con la raz
cuadrada de la concentracin: = A C
Conductancia Equivalente
Medida de Conductancia Equipamiento y condiciones
CONDUCTIMETRO
Instrumento de medida de G de CA para evitar modificaciones en la concentracin por procesos de reaccin y compensacin de efecto de Cdl
CELDA CONDUCTIMETRICA
Geometra fija y =l/A = cte
SONDA DE TEMPERATURA
Control de Temperatura.
La conductancia aumenta con la temperatura con un coeficiente de 2%/Co .
DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE
LA CELDA
CALIBRACION
Para la calibracin se usan disoluciones de patrn KCl en agua ultra pura de concentracin exactamente conocida, cuyos valores de Conductancia especifica se encuentran tabulados.
= / G
Patrn Concentracin
/M
Conductancia
especifica 25oC
KCl 0.001 147 S cm-1
0.01 1414 S cm-1
0.1 12,88 mS cm-1
MEDIDA DIRECTA APLICACIONES
La principal aplicacin de las medidas directas es
determinacin de la concentracin total de electrolitos.
Se requiere de calibracin de la celda .
Pureza de aguas :
agua ultra pura 0,05 S/cm (25 oC)
agua natural de 100-1000 S/cm
Salinidad total (Ej.: control de calderas)
Control de concentracin de disolventes cidos en
procesos industriales.
Deteccin de iones en cromatografa inica.
Contaminacin en arroyos y ros.
MEDIDA DIRECTA CARACTERISTICAS ANALITICAS
Selectividad Baja: cualquier especie cargada contribuye a la conductividad total de la
disolucin.
Sensibilidad Alta: la mejor correlacin lineal concentracin conductancia se observa en soluciones diluidas.
Exactitud y Precision: Con los estndares apropiados y un buen control de la temperatura podemos obtener una alta precisin y exactitud del orden del 0,1 %.
TITULACIONES
CONDUCTIMETRICAS Se basan en la medida del
cambio de la conductancia de
una disolucin a medida que
se agrega el reactivo
valorante.
Durante una valoracin, la
sustitucin de algunas
especies inicas por otras de
diferente conductividad
equivalente, producir un
cambio en la conductancia,
esto permite DETERMINAR
EL PUNTO FINAL de una
valoracin.
H+Cl- + Na+OH- Na+Cl- + H2O 350 49 198
Reemplazo H+ Na+
VALORACION DE HCL CON NaOH
CURVAS DE TITULACION
CONDUCTIMETRICA Presentan regiones de comportamiento lineal en zonas alejadas del
puntos de equivalencia.
Las reacciones incompletas o en soluciones diluidas se observa
gran desviacin de la linealidad en la regin del peq.
El punto final se obtiene midiendo la conductancia en puntos
alejados del peq. La interpolacin de las rectas obtenidas definirn
el pf de la titulacin con una precisin del 0.5%.
Efectos de cambio de volumen durante la titulacin perdida de
linealidad. Correccin Gcorr = Gmed ( Vo +v)/Vo o uso de
titulante de concentracin 10 a 100 veces mayor que la
concentracin de muestra.
Control de temperatura a valor constante. Es importante en
titulaciones acido-base calor de neutralizacin.
Ausencia de altas concentraciones salinas en las muestras.
Punto final Conductimetrico vs
Potenciomtrico
ventajas: se requieren pocos datos alejados
del peq para definir el pf.
mayor precisin en soluciones
diluidas
desventajas: Muestras con alta concentracin
salina
Poca sensibilidad en reacciones con
iones de H+ y OH- .
pF Conductimetrico
Titulaciones Conductimetricas A-B
HCl vs NaOH AcH vs NaOH
HCl AcH vs NaOH