Electros para medir pH

CONDUCTIVIDADConceptosTipos de sondas y sus aplicacionesMantencin de los electrodos

Campos de aplicacinLa conductividad es una variable que se controla en muchos sectores, desde la industria qumica a la agricultura.La medicin de la conductividad es aplicable en la deteccin de impurezas y en algunos casos en la medicin cuantitativa de los constituyentes inicos disueltos presentes en el agua: Verificacin de la pureza del agua destilada y desionizada.Verificar en forma rpida la variacin del contenido de sales disueltas en aguas superficiales, de uso domstico e industrial.Analizar cuantitativamente los slidos totales disueltos en una muestra de agua. El valor de la salinidad en suelos y substratos de cultivo se obtiene de la lectura de la C.E.Qu es conductividad?En general, el flujo de electricidad a travs de un conductor es debido a un transporte de electrones. Segn la forma de llevarse a cabo este transporte, los conductores elctricos pueden ser de dos tipos: conductores metlicos o electrnicos y conductores inicos o electrolticos. A este segundo tipo pertenecen las disoluciones acuosas. En ellas la conduccin de electricidad al aplicar un campo elctrico se debe al movimiento de los iones en disolucin, los cuales transfieren los electrones a la superficie de los electrodos para completar el paso de corriente.

Qu es conductividad?La conductividad elctrica (CE) de una disolucin puede definirse como la aptitud de sta para transmitir la corriente elctrica, y depender, adems del voltaje aplicado, del tipo, nmero, carga y movilidad de los iones presentes y de la viscosidad del medio en el que stos han de moverse. En nuestro caso, este medio es agua, y puesto que su viscosidad disminuye con la temperatura, la facilidad de transporte inico o conductividad aumentar a medida que se eleva la temperatura.

Qu es conductividad?La conductividad elctrica, se define como la capacidad de una sustancia de permitir el paso de la corriente elctrica a travs de s y es inversamente proporcional a la resistividad.

conductividadresistividad.No confundir con la conductancia (G), que es la facilidad de un objeto o circuito para conducir corriente elctrica entre dos puntos. Se define como la inversa de la resistencia (R):

Qu es conductividad?Segn la ley de Ohm, cuando se mantiene una diferencia de potencial (V), entre dos puntos de un conductor, por ste circula una corriente elctrica (I) directamente proporcional al voltaje aplicado (V) e inversamente proporcional a la resistencia del conductor (R): En disoluciones acuosas, la resistencia es directamente proporcional a la distancia entre electrodos (l) e inversamente proporcional a su rea (A):

Qu es conductividad?Aplicando y obtenemos:

O finalmente:

Denominada conductancia especfica. Cuando medimos la CE de un agua de riego, una disolucin fertilizante, un extracto acuoso de un suelo, etc., determinamos la conductancia especfica ( ) de dicha disolucin.

Qu es conductividad?El agua pura, prcticamente no conduce la corriente, sin embargo el agua con sales disueltas conduce la corriente elctrica. Los iones cargados positiva y negativamente son los que conducen la corriente, y la cantidad conducida depender del nmero de iones presentes y de su movilidad. En la mayora de las soluciones acuosas, entre mayor sea la cantidad de sales disueltas, mayor ser la conductividad, este efecto contina hasta que la solucin est tan llena de iones que se restringe la libertad de movimiento y la conductividad puede disminuir en lugar de aumentar, dndose casos de dos diferentes concentraciones con la misma conductividad.

Qu es conductividad?Valores de conductividad de algunas muestras tpicas

Qu es conductividad? Algunas sustancias se ionizan en forma ms completa que otras y por lo mismo conducen mejor la corriente. Cada cido, base o sal tiene su curva caracterstica de concentracin contra conductividad. Son buenos conductores: los cidos, bases y sales inorgnicas: HCl, NaOH, NaCl, Na2CO3 , etc. Son malos conductores: Las molculas de sustancias orgnicas que por la naturaleza de sus enlaces son no inicas: como la sacarosa, el benceno, los hidrocarburos, los carbohidratos, etc., estas sustancias, no se ionizan en el agua y por lo tanto no conducen la corriente elctrica.

Unidades La unidad de la conductividad elctrica es el S/m, sin embargo las unidades ms habituales de medida son:

Conductividad del aguaAgua pura: 0.055 S/cmAgua destilada: 0.5 S/cmAgua de montaa: 1.0 S/cmAgua para uso domstico: 500 a 800 S/cmMx. para agua potable: 10055 S/cmAgua de mar: 52 S/cm

Influencia de la temperatura Un aumento en la temperatura, disminuye la viscosidad del agua y permite que los iones se muevan ms rpidamente, conduciendo ms electricidad. Este efecto de la temperatura es diferente para cada ion, pero tpicamente para soluciones acuosas diluidas, la conductividad vara de 1 a 4 % por cada C. Como la CE vara segn la temperatura de medida, debe ir siempre acompaada de la temperatura a la que se efecta la medicin, 20C segn la norma AFNOR o 25C segn la norma CEE (CE a 25C 1.112 x CE a 20C).

Influencia de la temperatura Cuando la medida no se realiza a estas temperaturas, para corregir los efectos de la temperatura, se utiliza un factor de compensacin . Se expresa en % / C que vara de acuerdo con la composicin de la solucin que se est midiendo. En la mayor parte de las aplicaciones, el coeficiente se fija en 2% /C. Este mtodo lo emplean los instrumentos que tienen compensacin automtica de temperatura (ATC). Si el instrumento no posee compensacin automtica de temperatura o esta se inhabilita, se usan unos factores de conversin que existen tabulados para cualquier temperatura. Leer la conductividad sin la propiedad ATC activada equivale a leer la conductividad real de una solucin.

Tipos de sondas Se emplean dos mtodos para medir la conductividad: Mtodo amperomtrico (se emplean electrodos amperomtricos). Se conoce tambin como medicin de contacto o de electrodo. Mtodo potenciomtrico (se emplean electrodos potenciomtricos). Se conoce tambin como mtodo toroidal.

Mtodo Amperomtrico El sistema amperomtrico aplica una diferencia de potencial conocida (V) a dos electrodos y mide la corriente (I) que pasa a travs de ellos. Segn la ley de Ohm:I = V / RDonde R es la resistencia, V es el voltaje conocido e I es la corriente que va de un electrodo a otro.

Mtodo Amperomtrico Por lo tanto, cuanto ms elevada sea la corriente obtenida, mayor ser la conductividad. La resistencia, sin embargo, depende de la distancia entre los dos electrodos y sus superficies, las cuales pueden variar debido a posibles depsitos de sales u otros materiales (electrlisis). Por esta razn, se recomienda limitar el uso del sistema amperomtrico para soluciones con baja concentracin de slidos disueltos, 1 g/L (aproximadamente 2000 S/cm).

Mtodo Potenciomtrico El sistema potenciomtrico de 4 anillos est basado en el principio de induccin y elimina los problemas comunes asociados al sistema amperomtrico, como los efectos de la polarizacin. A los dos anillos externos va aplicada una corriente alterna; mientras que , los dos anillos internos miden la diferencia de potencial inducida por el flujo de corriente, que depende de la conductividad de la solucin donde se ha sumergido la sonda.Una pantalla de PVC mantiene el flujo de corriente fijo y constante. Con este mtodo es posible medir la conductividad con rangos de hasta 200000 S/cm y 100 g/L.

Slidos Totales Disueltos En el caso de medidas en soluciones acuosas, el valor de la conductividad es directamente proporcional a la concentracin de slidos totales disueltos (TDS) como por ejemplo las sales, por lo tanto, cuanto mayor sea dicha concentracin, mayor ser la conductividad. La relacin entre conductividad y slidos disueltos se expresa, dependiendo de las aplicaciones, con una buena aproximacin por la siguiente regla:grados ingleses1.4 S/cm = 1ppmgrados americanos2 S/cm = 1 ppm (partes por milln de CaCO3)donde 1 ppm = 1 mg/L es la unidad de medida para slidos disueltos.

Slidos Totales DisueltosAdems de los normales conductivmetros, existen instrumentos que convierten automticamente el valor de conductividad en ppm, ofreciendo directamente las medidas de la concentracin de slidos disueltos.

Dureza del agua Se denomina dureza del agua a la concentracin de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, en particular sales de magnesio y calcio. Son stas las causantes de la dureza del agua, y el grado de dureza es directamente proporcional a la concentracin de sales metlicas. Se distinguen dos tipos de dureza: La dureza temporal que se produce por carbonatos y puede ser eliminada al hervir el agua o por la adicin de Ca(OH)2 (hidrxido de calcio). La dureza permanente que no puede ser eliminada al hervir el agua, es usualmente causada por la presencia del sulfato de calcio y magnesio y/o cloruros en el agua.

Dureza del agua Estos son ms solubles mientras sube la temperatura hasta cierta valor luego la solubilidad disminuye conforme aumenta la temperatura. Puede ser eliminada utilizando el mtodo SODA (Sulfato de Sodio). Tambin es llamada "dureza de no carbonato. Utilizando medidores de conductividad o slidos disueltos, es posible obtener con muy buena aproximacin, el valor de la dureza del agua, incluso en grados franceses. La unidad de medicin de dureza ms comn es el grado francs (f), definido como:1 f = 10 ppm de CaCO3 Dureza del agua Dividiendo por 10 las medidas en ppm obtenidas con un medidor de slidos disueltos, se obtiene el valor de dureza del agua en f. Como se sealaba anteriormente, 1 ppm = 2 S/cm de conductividad, por lo tanto:1 f = 20 S/cm Dividiendo por 20 las medidas en S/cm, se obtiene el valor de dureza del agua en grados franceses. Las mediciones de dureza del agua por medio de conductivmetros o medidores de TDS deben ser realizadas antes de los tratamientos de descalcificacin del agua. De hecho, estos dispositivos sustituyen el calcio (carbonato) con el sodio, diminuyendo el grado de dureza del agua, sin variar las concentraciones de slidos disueltos.

Dureza del agua Las medidas de dureza o grado hidrotimtrico del agua son:mg CaCO3/l o ppm de CaCO3 Miligramos de carbonato clcico (CaCO3) en un litro de agua; esto es equivalente a ppm de CaCO3. Grado alemn(Deutsche Hrte, dH) Equivale a 17,9 mg CaCO3/l de agua. Grado americano Equivale a 17,2 mg CaCO3/l de agua. Grado francs (f) Equivale a 10,0 mg CaCO3/l de agua. Grado ingls (e) o grado Clark Equivale a 14,3 mg CaCO3/l de agua.

Mantencin de los electrodos Los sensores de conductividad necesitan de algunos cuidados al momento de su mantencin como: Despus de cada uso, lavar con abundante agua destilada o desionizada y almacenar en seco. De verificarse la existencia de incrustaciones en los electrodos, se debe realizar el siguiente procedimiento:1. Limpiar la sonda con algn tejido o con un detergente no abrasivo.2. Lavar con agua destilada o desionizada y almacenar en seco.

Temperatura de la muestra 25 CConductividad, S/cm

Agua ultrapura0.05

Agua de alimentacin a calderas1 a 5

Agua potable50 a 100

Agua de mar53,000

5 % NaOH223,000

50 % NaOH150,000

10 % HCl700,000

32 % de HCl700,000

31 % HNO3865,000