martes, 29 de octubre de 2013
conductibilidad electrica
En este informe se aprenderá a determinar la conductibilidad eléctrica de dos sustancias muy conocida como:
Ácido acético: Es un electrolito débil
Ácido clorhídrico Es un electrolítico fuerte
Pero lo más importante es comprender como se realiza este proceso de obtener energía, de lo cual se lo aplicara mediante el conocimiento previo de la materia, de lo cual se destaca el procedimiento que realizamos a continuación, donde fue muy importante aplicar concepto previo de química general como Disoluciones, como fue el caso que teníamos diferente concentración molar de las soluciones para poder saber que volumen sería necesario para tener la nueva concentración se lo realizo mediante V1C1=V2C2 , luego de obtener las respectivas concentración se comenzó a preparar el equipo de laboratorio era necesario identificar el voltímetro y el transformador de reductor, para su respectiva encerada, como sabemos el concepto de electroquímica se basa en obtener energía a partir de las reacción de redox donde hay una transferencia de electrones. Era necesario identificar los respectivos compartimiento donde se localizaba el ánodo y el cátodo, y se conoce que para que se produzca un tipo de energía se necesita que haiga un flujo de electrones, lo que conllevaba que al momento de conectar los cables tenía que ser de polos opuesto ejemplo (positivo-negativo o negativo-positivo), y preparado el equipo junto a la disolución electrolítica se comenzó a tomar respectivo valores de carga eléctrica.
Palabras claves: Electroquímica, análisis conductimetricos, electrodos, electrolisis, cátodo, ánodo, flujo de electrones, puente salino, constante de ionización
Abstract
In this report you will learn to identify the electrical conductivity of two substances well known as :
Acetic acid is a weak electrolyte
Hydrochloric acid is a strong electrolyte
But most important is to understand how this process is performed to obtain energy, which it applied by prior knowledge of the matter, which highlights the procedure we do then where it was very important to apply previous concept of chemical solutions general , as was the case we had different molar concentration of the solutions in order to know which volume was needed for the new concentration would realize by V1C1 = V2C2 , after obtaining the respective concentration began preparing laboratory equipment was necessary to identify the voltmeter and reducing transformer , for their respective waxed , as we know the concept is based on electrochemical energy obtained starting from the redox reaction where there is a transfer of electrons. It was necessary to identify the respective compartment where was located the anode and the cathode , and it is known that to produce a type of energy is needed to haiga a flow of electrons , which entailed that when connecting the cables had to be example opposite poles ( positive-negative or negative -positive) , and prepared the team with the electrolytic solution began to take respective values of electric charge.
Keywords: Electrochemical, Conductimetric analysis, Electrodes, Electrolysis, Cathode, Anode, Electron flow, Salt bridge, Ionization Constants
Introduccion
En este trabajo laboratorio tiene como objetivo que el estudiante interprete y visualice fenómenos básico de la electroquímica como la conductancia eléctrica de soluciones electrolítica de distintas concentraciones, lo cual fue necesario que el estudiante verificaras que teníamos que encontrar para poder continuando con la práctica se identificó que teníamos que tomar diferente concentraciones y había realizar cálculos, y luego se distinguió que a medida que la concentración disminuía del electrolito el potencial de voltaje disminuía considerablemente ya que había menos iones en las sustancia.
Marco teórico
Los fundamentos de la electroquímica es muy importante su estudio ya que a nivel industrial, el análisis de la conducción de una corriente eléctrica de una solución de un electrolito involucra la migración de especies cargada positivamente al cátodo y especie negativa al ánodo. Lo cual la conductancia de una solución, es una medida del flujo de corriente que resulta de la interacción de fuerza eléctrica y depende del número de carga presente en la disolución
La aplicación de las mediciones de conductancia directa al análisis es limitada porque es una
Propiedad de naturaleza no selectiva. Los usos principales de las mediciones directas han
Estado confinados al análisis de mezclas binarias de agua-electrolito y a la determinación de la
Concentración total del electrolito. Esta última medición es particularmente útil como criterio
De pureza del agua destilada
Otra parte importante es que la conductividad eléctrica se utiliza para determinar la salinidad (contenido de sales) de suelos y substratos de cultivo, ya que se disuelven éstos en agua y se mide la conductividad del medio líquido resultante. Suele estar referenciada a 25 °C y el valor obtenido debe corregirse en función de la temperatura.
Hay un caso muy particular y se da en los metales, el tipo de enlace entre los átomos deja electrones deslocalizados, con una cierta libertad de movimiento, y es por esta razón que pueden conducir la electricidad. En cambio, en los materiales aislantes, casi no hay electrones libres, y es justamente por esta razón que no son buenos conductores.
Normalmente existe una gran variación de la conductividad con la concentración, y se da a conocer a medida que aumenta la concentración hasta un valor máximo, lo que se explica por existir un mayor número de iones dispuestos para la conducción. A partir de un determinado valor de concentración, la conductividad comienza a disminuir, debido a que las interacciones asociativas entre los iones dificultan la conducción de la corriente.
Figura 1. Variación de la conductividad con la concentración para distintos electrolitos
Es importante reconocer que hay variación de la conductividad molar con la concentración: (Ley de Kohlrausch)
La conductividad molar depende de la concentración del electrolito.
Las medidas realizadas por Kohlrausch de conductividad molar para diferentes electrolitos mostraron la existencia de dos tipos de comportamientos tal
Figura 2: Variación de la conductividad molar, con la raíz de la concentración
como se muestra en la Figura 2. para el KCl y el ácido acético (HAc).
Para los electrolitos fuertes como el KCl, el H2SO4, etc., se observa una disminución lineal de la
conductividad molar con la raíz cuadrada de la concentración. Por otro lado, los electrolitos débiles, como el ácido acético, el agua, etc., muestran valores máximos de conductividad molar cuando c 0 (dilución
infinita), pero disminuyen rápidamente a valores bajos cuando aumenta la concentración.
Hay que tener en cuenta que existe cierta relatividad en la denominación fuerte y débil ya que el grado de ionización depende fuertemente de la naturaleza del disolvente.
Metodología
se utilizó un voltímetro y un aparato reductor debíamos verificar que funcionara correctamente lo que se realizo es medir la concentración respectiva indicada por la práctica de la cual partíamos con 200ml de agua destilada y le agregábamos en la celda y respectivamente conectábamos los cables eléctrico respectivamente anodo-anodo y catodo-catodo respectivamente del voltímetro y aparato reductor luego encendíamos el reductor de energía y mi compañero verificaba cuanto marcaba el voltímetro y usualmente se tomaba la primera línea de marca, luego del agua destilada comenzó la parte de preparar disoluciones una vez realizado los calculo y bajando las concentraciones de 0,02 M, 0,008M, 0,004M, 0,002M se retiraba la cantidad exacta de agua y completábamos con la solución madre hasta completar 200ml de solución
Materiales
Para esta práctica se utilizó lo siguientes:
Voltímetro (10V)
Transformador de reductor de (220 ohmios)
Probeta de 100ml
Vaso de precipitación 250ml
2 electrodos de carbón
Cable de conexión eléctrica
Datos Obtenidos
Tanto para el ensayo de la práctica de conductividad eléctrica los datos fueron obtenido mediante las siguientes formula:
Tanto para los ensayos del flujo laminar como para el flujo turbulento se emplearon y se obtuvieron los siguientes datos para los cálculos respectivos:
Formula de concentracion
v_1 c_1=v_2 c_2
Formula para hallar el circuito de carga
C=1/R [E/((E_O-E) )]
Calculo de obtención de concentraciones
HCl y CH_3-COO-H a 0.02M
v_1 c_1=v_2 c_2
C_1=(200ML×0,02M)/0,1M=40ml
HCl y CH_3-COO-H a 0.008M
C_2=(200ML×0,008M)/0,02M=80ml
HCl y CH_3-COO-H a 0.004M
C_3=(200ML×0,004M)/0,008M=100ml
HCl y CH_3-COO-H a 0.002M
C_4=(200ML×0,008M)/0,002M=100ml
Solución E E_0-E Carga
Agua destilada 7,2 7,2-7,2=0 0
Agua de la llave 6,9 7,2-6,9=0,3 0,10
HCl 0.02M 5 7,2-5= 2,2 1,1×〖10〗^(-2)
HCl 0.008M 4,2 7,2-4,2= 3 6,36×〖10〗^(-3)
HCl 0.004M 3,7 7,2-3,7= 3,5 4,80×〖10〗^(-3)
HCl 0.002M 3 7,2-3= 4,2 3,25×〖10〗^(-3)
CH_3COOH 0.02M 2,2 7,2-2,2= 5 1,82×〖10〗^(-3)
CH_3COOH 0.008M 2 7,2-2= 5,2 1,3×〖10〗^(-3)
CH_3COOH 0.004M 1,2 7,2- 1,2= 6 9,84×〖10〗^(-4)
CH_3COOH 0.002M 0,8 7,2-0,8= 6,4 5,38×〖10〗^(-4)
Tabla 1. del potencial de celda tomado por el voltímetro
Calculo de la capacidad de conductancia eléctrica
C=1/R [E/((E_O-E) )]
Agua destilada
C=1/220 [(7,2)/((7,2-7,2) )]= 0 C
Agua de la llave
C=1/220 [(7,2)/((7,2-6,9) )]=0,10 C
HCl 0.02M
C=1/220 [(7,2)/((7,2-5) )]=1,1×〖10〗^(-2)C
HCl 0.008M
C=1/220 [(7,2)/((7,2-4,2) )]=6,36×〖10〗^(-3)
HCl 0.004M
C=1/220 [(7,2)/((7,2-3,7) )]=4,80×〖10〗^(-3)
HCl 0.002M
C=1/220 [(7,2)/((7,2-3) )]=3,25×〖10〗^(-3)
CH_3COOH 0.02M
C=1/220 [(7,2)/((7,2-2,2) )]=1,82×〖10〗^(-3)
CH_3COOH 0.008M
C=1/220 [(7,2)/((7,2-2) )]=1,3×〖10〗^(-3)
CH_3COOH 0.004M
C=1/220 [(7,2)/((7,2-1,2) )]=9,84×〖10〗^(-4)
CH_3COOH 0.002M
C=1/220 [(7,2)/((7,2-1,2) )]=5,38×〖10〗^(-4)
Análisis del resultado
La siguiente práctica fue realizada en el laboratorio de química 2 en presencia del maestro donde se obtuvieron los valores de conductividad eléctrica de diferente electrolitos, agua.
Los datos obtenido fueron de acorde a los parámetro establecido conceptualmente lo cual observamos que el agua destilada poseía una gran fuente de iones de lo cual se consideraba muy buena para conducir la electricidad, también se realizó las mediciones de diferente concentración de un eléctrico fuerte como el ácido clorhídrico de lo cual arrojaba valores muy acorde a los resultado previsto donde la conductibilidad del ácido disminuía a medida que su concentración bajaba lo cual es algo muy cierto ya que en su parte inicial como solución madre posee una gran cantidad de iones Na+ Cl- disociada en la disolución pero a medida que su concentración disminuía era considerable que la cantidad de iones se fueran a reducir de lo cual haría que la solución conduzca menos la electricidad.
También se realizó ensayo con el ácido acético que es un ácido muy débil ya que posee menos iones ionizado en la solución acuosa lo cual se notó que su conducción era muy pequeña a medida que se disminuía su concentración y se agregó que no es buen conductor de la electricidad el ácido acético ya que algo muy importante en los ácido orgánico mientras más cantidad de Carbono se establezca en la cadena principal menos conductibilidad poseerá a la electricidad.
Recomendaciones
Tener cuidado al mezclar las soluciones ya que el HCL un electrolito fuerte puede producirse picazón si se cae en la piel
Se debe encerar los voltímetro de acuerdo a lo previsto por el profesor ya que eso permitirá que la práctica arroje los valores neto.
Tiene que haber un mayor control en los aparato de laboratorio por las autoridades ya que eso no permite que la práctica no se desarrolle con normalidad.
Trabajar en equipo para facilitar el desarrollo de la actividad química.
Conclusiones
Se verifico que el agua es muy buen conductor de la electricidad pero cuando se encuentra destilada ya que sus iones se encuentra disociado completamente sin ningún obstáculo.
El agua destilada tiene mucho mas conductibilidad eléctrica que el agua de grifo ya que esta posee cierta impureza en la composición química como cierto metales pesado que eso impide la conductibilidad eléctrica
Bibliografía
Manual de práctica de Química General II
Libro de Brown 9na edición www.ciens.ucv.ve:8080/.../sites/.../Titulaciones%20Conductimetricas.pdf
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