Relatório de Condutividade Elétrica

Prévia do material em texto

CONDUTIVIDADE ELÉTRICA
Autoria: Alif N. Durval Cara; Francisco P. Tomé;
Gabrielly T. Devoiaski.
Grupo 2 da Turma II,
Disciplina de Física Geral e Experimental II (2022),
Curso de graduação em Engenharia Química, Unioeste – Campus de Toledo
Data de realização: 05/06/2023
Data de entrega: 26/06/2023
RESUMO:
O presente relatório visa o estudo da Lei de Ohm, a qual permite analisar a
condutividade elétrica, bem como a resistência elétrica, outrossim, observou-se a relação
desses parâmetros em relação à concentração molar dos íons e distância dos eletrodos. Assim,
produziu-se diversas soluções eletrolíticas, com concentrações divergentes e, com o auxílio
de um condutivímetro, verificou-se a condutividade elétrica das soluções. Após isso, as
soluções com concentração de 10, 20, 30 e 40 mol m-3, foram inseridas em um reator, com
eletrodos de aço inox, que se encontravam conectados com uma fonte de corrente contínua
estabilizada, assim um campo elétrico foi gerado, para correntes elétricas de 0,1 a 0,9 A, com
variação de 0,1 A, a cada dado de corrente elétrica, anotou-se a tensão gerada, esse mesmo
processo foi realizado para a distância entre os eletrodos de 1, 2, 3 e 4 cm. A partir dos dados
de tensão obtidos, permitiu-se observar que quanto maior a concentração molar, e menor a
distância entre os eletrodos, menor a tensão e a resistência presentes no meio aquoso, assim,
maior a movimentação das cargas no meio, ou também, condutividade.
Palavras chaves: condutividade elétrica; resistência elétrica; lei de Ohm; eletrodos de aço
inox, campo elétrico.
I. INTRODUÇÃO:
A lei de Ohm foi criada pelo cientista Georg Ohm, a qual estabelece uma relação
entre resistência, tensão e corrente elétrica. Tal lei possui muitas aplicações, dentro das
engenharias e da física, possibilitando estimar parâmetros intrínsecos de um circuito elétrico
(Ferreira, 2015).
Ao longo da prática foram analisadas as resistências e as condutividades elétricas de
meios aquosos, vale ressaltar, que a condutividade de um meio aquoso está diretamente
ligado ao soluto - por exemplo água pura não é um condutor, já água da torneira é condutiva.
Isso ocorre, devido que, na água da torneira há presença de sais (cátions) que viabilizam a
condutividade, desse modo - é de suma importância analisar a condutividade de uma solução.
Desse modo, tendo em vista a Lei de Ohm, é possível determinar que a condutividade
elétrica de um meio aquoso é proporcional entre ao vetor campo elétrico, o qual viabiliza a
transferência de partículas carregadas, e seu correspondente material denominado de vetor
densidade de corrente elétrica (Espinoza, 2023).
II. MATERIAIS & MÉTODOS:
II.1 Materiais:
Para o preparo das soluções de cloreto de sódio foi necessário a utilização de 2
materiais: água destilada e NaCl. Desse modo, preparando soluções de diferentes
concentrações, possibilitando assim a análise de diferentes condutividades .
II.2 Instrumentais:
A fim de medir a condutividade era necessário que a solução de NaCl estivesse em
um contêiner/reator juntamente com eletrodos, os quais possibilitam a passagem de corrente
elétrica da fonte para a solução. Nesse sentido, fora utilizado um reator eletrolítico com um
par de eletrodos metálicos (7cmx20cmx2mm), o qual segue a foto abaixo.
Figura 1 - reator eletrolítico com um par de eletrodos metálicos e solução de NaCl
Para energizar o sistema foi utilizado uma fonte de corrente contínua estabilizada da
marca BK Precision, com voltagem máxima e mínima, respectivamente, 1 a 36 V, já a
corrente máxima é de 10 A. Segue a fotografia da fonte utilizada abaixo.
Figura 2 - Fonte de corrente contínua estabilizada
Para medir a condutividade da água, foi utilizado um condutivímetro digital da marca
Mettler Toledo, sendo o modelo F3-KIT. A faixa de análise do equipamento é de 0, 01µ𝑆/𝑐𝑚
a , resolução de 0,01 a 1,0 e com precisão de . As figuras 3 e 4100 µ𝑆/𝑐𝑚 µ𝑆/𝑐𝑚 ± 0, 5%
demonstram o equipamento.
Figura 3 - Condutivímetro digital
Figura 4 - sensor do condutivímetro
Para pesar a massa de NaCl foi utilizado uma balança analítica da marca BEL,
modelo M124Ai, tendo capacidade de 120 g e resolução de 0,1 mg. Segue a representação da
balança abaixo.
Figura 5 - balança da marca BEL, modelo M124Ai
Fonte:https://www.cheeselab.com.br/balanca-analitica-bel-0-0001g--210g-com-calibracao-automatica-m214aih/
p?idsku=323&gad=1&gclid=CjwKCAjwkLCkBhA9EiwAka9QRim4J5RR2z0_qbdqxAANR6XXql_J_Wg1mI
KAVNxRSneun5Jvk-9xwxoCwFkQAvD_BwE
A fim de realizar a solução foi utilizado um balão volumétrico, com volume de 1 L e
erro de 0,1 ml. Segue a ilustração do balão.
Figura 6 - balão volumétrico de 1 litro
Fonte:https://www.lojaprolab.com.br/balao-volumetrico-com-rolha-de-poli-1-litro-91616?utm_source=goo
gle&utm_medium=feed&utm_campaign=shopping&gad=1&gclid=CjwKCAjwkLCkBhA9EiwAka9QRq
VC0n_CdZlW0wFWCnX1dnDyTtPj-XDkojbGZnJgejsmvEDAwwomihoCmmQQAvD_BwE
II.3 Metodologias:
II.3.1 Método 1: (Prático)
A fim de medir a condutividade, foi necessário a utilização de um reator eletrolítico
ligado a uma fonte de corrente contínua estabilizada. Inicialmente, a placas do reator
eletrolítico estavam a uma distância de 2 cm, e com uma solução de concentração de 1 mol
por , e na corrente elétrica ocorria um incremento de 0,1 A, variando de 0,1 à 0,9 A.𝑚3
Assim, a corrente ia sendo incrementada, e os valores das tensões sendo anotados.
Quando as 9 correntes foram testadas e as tensões anotadas, aumentou-se a distância entre os
eletrodos, e repetiu-se o processo de medição, até chegar a distância de 4 cm. Vale ressaltar
que esse processo deve ser feito rapidamente, devido que o eletrodo começa a oxidar e o os
íons cloretos começam a ser consumidos, assim a solução perde sua “eficiência
condutividade”.
Posteriormente repetiu-se todo o processo com uma nova solução de diferente
concentração.
II.3.2 Método 2:(Teórico)
Além da metodologia prática, fez-se necessário a aplicação de uma metodologia
teórica, que possibilitasse a comparação com a metodologia prática. Assim, o fluxo catiônico
é representado pelo produto entre a condutividade total presente e o campo elétrico.
𝑗
𝑜ℎ𝑚
 = 𝑘
𝑡𝑜𝑡
𝐸
(equação 1)
Sabendo que a velocidade de deriva é diretamente influenciada pelo vetor campo
elétrico:
𝐸 =− ∇. Φ
𝐸
(equação 2)
Assim associando a equação 1 e 2:
𝑗
𝑜ℎ𝑚
 = 𝑘
𝑡𝑜𝑡
− ∇. Φ
𝐸
(equação 3)
Além disso, sintetizando a Lei de Ohm, tem-se a equação 4:
𝑘
𝑡𝑜𝑡
=
𝑖=1
𝑁
∑ 𝑧
𝑖
𝐹𝐶
𝑖
𝑢
𝑖
(equação 4)
Já para se definir a corrente elétrica,
𝑖
𝑜ℎ𝑚
= ∫∫ 𝑗
𝑜ℎ𝑚
. (𝑑𝐴) (equação 5)
Além disso, pode ser dada por
𝑖
𝑜ℎ𝑚
 = 
𝑘
𝑡𝑜𝑡
 𝐴
𝑒𝑓
𝑑( )∆Φ𝐸 (equação 6)
Escrevendo a lei de Ohm na forma de diferença de potencial elétrica entre eletrodos
de um reator e considerando a área efetiva transversal na direção que∆Φ
𝐸
(𝐴
𝐸𝐹
= 𝐻𝑊)
ocorre a transferência ou fluxo de cátions e a separação dos eletrodos (d), obtém-se a equação
6.
∆Φ
𝐸
= 𝑑𝑘
𝑡𝑜𝑡
𝑖
𝑜ℎ𝑚
𝐻𝑊 (equação 7)
No caso de se obter uma condutividade elétrica estacionária.
𝑅
𝑜ℎ𝑚
=
∆Φ
𝐸
𝑖
𝑜ℎ𝑚
= 1𝑘
𝑡𝑜𝑡
𝑑
𝐻𝑊 (equação 8)
Ao realizar o gráfico de resistência contra a distância, o coeficiente angular permite
encontrar a condutividade dos íons de sódio, o que pode ser observado com a equação 7.
Coef angular = 1𝐾
𝑁𝑎
 𝐴
𝑒𝑓
(equação 9)
Além disso, com as condutividades do sódio obtidas com o coeficiente angular
disposto na equação 8, deve-se realizar outro gráfico da condutividade dos íons de sódio
contra a concentração de sódio presentes na solução, obteve-se a mobilidade iônica do sódio,
com o coeficiente angular.
Coef angular = 𝑍
𝑁𝑎
𝐹µ
𝑁𝑎
(equação 10)
Assim, realizou-se a condutividade elétrica teórica com o auxílio da equação 4 e
comparou-se com os dados de condutividade elétrica experimental. Por fim, para mensurar as
incertezas foram utilizadas as equações 11,12, 13, 14, 15 e 16, as quais estão demonstradas
abaixo e são necessárias para realizar a propagação de erro dos dadossegundo (Tabacniks.M,
2009).
Adição: (equação 11)𝑧 ± ∆𝑧 = (𝑥 ± ∆𝑥) + (𝑦 ± ∆𝑦) = (𝑥 + 𝑦) ± (∆𝑥 ± ∆𝑦)
Subtração: (equação 12)𝑧 ± ∆𝑧 = (𝑥 ± ∆𝑥) − (𝑦 ± ∆𝑦) = (𝑥 − 𝑦) ± (∆𝑥 ± ∆𝑦)
Divisão: (equação 13)𝑧 ± ∆𝑧 = (𝑥±∆𝑥)(𝑦±∆𝑦) = (
𝑥
𝑦 ) ± (
𝑥.∆𝑦+𝑦.∆𝑥
𝑦2
)
Multiplicação: (equação 14)𝑧 ± ∆𝑧 = (𝑥 ± ∆𝑥). (𝑦 ± ∆𝑦) = (𝑥. 𝑦) ± (𝑥. ∆𝑦 ± 𝑦. ∆𝑥)
Potência: (equação 15) 𝑧 ± ∆𝑧 = 𝑥𝑛 ± 𝑛𝑥𝑛−1∆𝑥
Produto por uma constante: (equação 16) 𝑧 ± ∆𝑧 = 𝑎𝑥 ± 𝑎∆𝑥
II.4 Repetibilidade & Reprodutibilidade:
Para a realização da prática experimental, visou-se a confiabilidade e credibilidade do
experimento. A fim de acrescentar confiabilidade, o sistema foi devidamente ajustado e o
condutivímetro utilizado ter sido devidamente calibrado, além das medidas terem sido
realizadas com agilidade pelo docente presente, evitando a oxidação do eletrodo e alteração
na solução
II.5 Precisão & Exatidão:
Com intuito de obter maior precisão e exatidão dos dados utilizou-se 2 fontes de erro,
sendo essas a incerteza da balança, e a incerteza da fonte de corrente.
III. RESULTADOS E DISCUSSÕES:
Foram preparadas 7 soluções de 1 litro contendo água e sal (cloreto de sódio) com
concentrações molares de sódio diferentes, após o preparo das soluções, mediu-se a
condutividade elétrica das soluções com auxílio de um condutivímetro digital, os dados
coletados estão presentes na Tabela 1.
Tabela 1: Condutividade elétrica medida (μS/cm) para diferentes concentrações molares de sódio (mol/m3).
Massa de cloreto de
sódio (g)
Concentração molar de sódio
(mol/m3)
Condutividade elétrica
medida (μS/cm)
0,0588 ± 0,0001 1 125,2
0,1756 ± 0,0001 3 361,0
0,4112; ± 0,0001 7 832,7
0,5881 ± 0,0001 10 984,2
1,1706 ± 0,0001 20 2283,0
1,7559 ± 0,0001 30 3376,0
2,3410 ± 0,0001 40 4390,0
A partir dos dados de condutividade elétrica coletados presentes na Tabela 1,
verifica-se uma relação linear entre a condutividade elétrica média e a concentração molar de
sódio, demonstrado no Gráfico 1.
Gráfico 1: Condutividade elétrica medida contra a concentração molar de sódio.
Foi realizado o teste da resposta linear da resistência elétrica (R) e a distância entre as
placas (d) para as soluções de 10, 20, 30 e 40 mol/m3 , para distâncias entre os eletrodos
metálicos de d= 1, 2, 3 e 4 cm com auxílio de um reator eletroquímico enchido com a solução
de sódio até a área efetiva máxima.
Para a solução de 10 mol/m3 de concentração molar de sódio obteve-se os seguintes
dados.
Tabela 2: Dados experimentais de tensão elétrica (T) para diferentes valores de corrente elétrica (i) e distâncias
entre os eletrodos metálicos para a solução de 10 mol/m3 de concentração molar de sódio.
d= 1 cm d= 2 cm d= 3 cm d= 4 cm
i (A) T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
0,1 3,7 4,9 6,3 8,0
0,2 4,3 6,9 9,5 12,1
0,3 5,0 8,9 12,6 16,0
0,4 5,6 10,9 15,6 20,1
0,5 6,5 12,7 18,6 24,0
0,6 6,9 14,1 21,5 27,6
0,7 7,6 15,1 24,2 31,0
0,8 8,4 17,0 26,9 34,7
0,9 9,2 18,1 29,4 36,3
A partir dos dados da Tabela 2, nota-se que conforme ocorre o aumento da corrente
elétrica, o valor medido da tensão elétrica também aumenta, e conforme há maior
distanciamento entre os eletrodos, ocorre o aumento da tensão elétrica. Ao se plotar o gráfico
da tensão elétrica ΦE contra a corrente elétrica (i), pode-se encontrar a resistência elétrica (R)
para cada distância entre os eletrodos.
Gráfico 2: Tensão elétrica medida contra a corrente elétrica para a solução de 10 mol/m3.
A tabela 3 apresenta as equações das retas encontradas no gráfico 2 e também os
valores da resistência encontrados para cada distância sendo que a resistência é o coeficiente
angular das retas, vale ressaltar que todas as retas apresentaram r2=0,99 .
Tabela 3: Valores de resistência para diferentes distâncias entre os eletrodos na solução de 10 mol/m3.
Distância entre os
eletrodos (cm)
Equação da reta Resistência (Ω)
d=1 y(x)= (2,96 +/- 0,07) + (6,80 +/- 0,14)x 6,80 +/- 0,14
d=2 y(x)= (3,85 +/- 0,34) + (16,45 +/- 0,60)x 16,45 +/- 0,60
d=3 y(x)= (3,81 +/- 0,22) + (28,95 +/- 0,40)x 28,95 +/- 0,40
d=4 y(x)= (5,10 +/- 0,59) + (36,41 +/- 1,04)x 36,41 +/- 1,04
Para a solução de 20 mol/m3 de concentração molar de sódio obteve-se os seguintes
dados.
Tabela 4: Dados experimentais de tensão elétrica (T) para diferentes valores de corrente elétrica (i) e distâncias
entre os eletrodos metálicos para a solução de 20 mol/m3 de concentração molar de sódio.
d= 1 cm d= 2 cm d= 3 cm d= 4 cm
i (A) T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
0,1 2,9 3,7 4,5 5,2
0,2 3,3 4,6 5,9 7,0
0,3 3,8 5,5 7,2 8,8
0,4 4,3 6,4 8,5 10,6
0,5 4,7 7,2 9,9 12,4
0,6 5,1 8,1 11,2 14,1
0,7 5,4 8,9 12,5 15,8
0,8 5,8 9,7 13,8 17,5
0,9 6,2 10,5 15,0 19,2
A partir dos dados da Tabela 4, nota-se que conforme ocorre o aumento da corrente
elétrica, o valor medido da tensão elétrica também aumenta, e conforme há maior
distanciamento entre os eletrodos, ocorre o aumento da tensão elétrica. Ao se plotar o gráfico
da tensão elétrica ΦE contra a corrente elétrica (i), pode-se encontrar a resistência elétrica (R)
para cada distância entre os eletrodos.
Gráfico 3: Tensão elétrica medida contra a corrente elétrica para a solução de 20 mol/m3.
A tabela 5 apresenta as equações das retas encontradas no gráfico 3 e também os
valores da resistência encontrados para cada distância sendo que a resistência é o coeficiente
angular das retas, vale ressaltar que todas as retas apresentaram r2=0,99 .
Tabela 5: Valores de resistência para diferentes distâncias entre os eletrodos na solução de 20 mol/m3.
Distância entre os
eletrodos (cm)
Equação da reta Resistência (Ω)
d=1 y(x)= (2,55 +/- 0,05) + (4,11 +/- 0,09)x 4,11 +/- 0,09
d=2 y(x)= (2,92 +/- 0,04) + (8,50 +/- 0,07)x 8,50 +/- 0,07
d=3 y(x)= (3,25 +/- 0,04) + (13,17 +/- 0,07)x 13,17 +/- 0,07
d=4 y(x)= (3,53 +/- 0,05) + (17,50 +/- 0,09)x 17,50 +/- 0,09
Para a solução de 30 mol/m3 de concentração molar de sódio obteve-se os seguintes
dados.
Tabela 6: Dados experimentais de tensão elétrica (T) para diferentes valores de corrente elétrica (i) e distâncias
entre os eletrodos metálicos para a solução de 30 mol/m3 de concentração molar de sódio.
d= 1 cm d= 2 cm d= 3 cm d= 4 cm
i (A) T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
0,1 2,9 3,3 3,8 4,3
0,2 3,2 4,0 4,8 5,6
0,3 3,5 4,7 5,7 6,8
0,4 3,9 5,3 6,7 8,0
0,5 4,2 5,9 7,6 9,3
0,6 4,5 6,5 8,5 10,5
0,7 4,8 7,1 9,4 11,7
0,8 5,1 7,7 10,4 12,9
0,9 5,3 8,2 11,2 14,1
A partir dos dados da Tabela 6, nota-se que conforme ocorre o aumento da corrente
elétrica, o valor medido da tensão elétrica também aumenta, e conforme há maior
distanciamento entre os eletrodos, ocorre o aumento da tensão elétrica. Ao se plotar o gráfico
da tensão elétrica ΦE contra a corrente elétrica (i), pode-se encontrar a resistência elétrica (R)
para cada distância entre os eletrodos.
Gráfico 4: Tensão elétrica medida contra a corrente elétrica para a solução de 30 mol/m3.
A tabela 7 apresenta as equações das retas encontradas no gráfico 4 e também os
valores da resistência encontrados para cada distância sendo que a resistência é o coeficiente
angular das retas, vale ressaltar que todas as retas apresentaram r2=0,99 .
Tabela 7: Valores de resistência para diferentes distâncias entre os eletrodos na solução de 30 mol/m3.
Distância entre os
eletrodos (cm)
Equação da reta Resistência
(Ω)
d=1 y(x)= (2,61 +/- 0,03) + (3,08 +/-0,06)x 3,08 +/-0,06
d=2 y(x)= (2,80 +/-0,05) + (6,11 +/-0,09)x 6,11 +/-0,09
d=3 y(x)= (2,93 +/- 0,03) + (9,26 +/-0,06)x 9,26 +/-0,06
d=4 y(x)= (3,12 +/-0,02) + (12,23+/-0,04)x 12,23+/-0,04
Para a solução de 40 mol/m3 de concentração molar de sódio obteve-se os seguintes
dados.
Tabela 8: Dados experimentais de tensão elétrica (T) para diferentes valores de corrente elétrica (i) e distâncias
entre os eletrodos metálicos para a solução de 40 mol/m3 de concentração molar de sódio.
d= 1 cm d= 2 cm d= 3 cm d= 4 cm
i (A) T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
T(V)
± 0, 1
0,1 2,7 3,1 3,53,9
0,2 3,0 3,6 4,3 4,8
0,3 3,3 4,1 5,0 5,8
0,4 3,5 4,6 5,8 6,8
0,5 3,8 5,1 6,5 7,7
0,6 4,0 5,6 7,2 8,7
0,7 4,3 6,0 7,9 9,6
0,8 4,5 6,5 8,6 10,6
0,9 4,7 6,9 9,3 11,5
A partir dos dados da Tabela 8, nota-se que conforme ocorre o aumento da corrente
elétrica, o valor medido da tensão elétrica também aumenta, e conforme há maior
distanciamento entre os eletrodos, ocorre o aumento da tensão elétrica. Ao se plotar o gráfico
da tensão elétrica ΦE contra a corrente elétrica (i), pode-se encontrar a resistência elétrica (R)
para cada distância entre os eletrodos.
Gráfico 5: Tensão elétrica medida contra a corrente elétrica para a solução de 40 mol/m3.
Tabela 9: Valores de resistência para diferentes distâncias entre os eletrodos na solução de 40 mol/m3.
Distância entre os
eletrodos (cm)
Equação da reta Resistência (Ω)
d=1 y(x)= (2,50 +/- 0,03) + (2,50 +/- 0,05)x 2,50 +/- 0,05
d=2 y(x)= (2,66 +/- 0,03) + (4,78 +/- 0,05)x 4,78 +/- 0,05
d=3 y(x)= (2,84 +/- 0,03) + (7,21 +/- 0,05)x 7,21 +/- 0,05
d=4 y(x)= (2,93 +/- 0,02) + (9,55 +/- 0,04)x 9,55 +/- 0,04
A partir dos dados de resistência das Tabelas 3, 5, 7 e 9, é possível montar a Tabela
10, que apresenta os dados de resistência das soluções de concentração de 10, 20, 30 e 40
mol/m3 e com a distância dos eletrodos.
Tabela 10: Valores de resistência para soluções de diferentes concentrações molares e distâncias entre os
eletrodos.
C=10 mol/m3 C=20 mol/m3 C=30 mol/m3 C=40 mol/m3
Distância (cm) Resistência (Ω) Resistência (Ω) Resistência (Ω) Resistência (Ω)
d=1 6,80 +/- 0,14 4,11 +/- 0,09 3,08 +/-0,06 2,50 +/- 0,05
d=2 16,45 +/- 0,60 8,50 +/- 0,07 6,11 +/-0,09 4,78 +/- 0,05
d=3 28,95 +/- 0,40 13,17 +/- 0,07 9,26 +/-0,06 7,21 +/- 0,05
d=4 36,41 +/- 1,04 17,50 +/- 0,09 12,23+/-0,04 9,55 +/- 0,04
A partir dos dados da Tabela 10, o Gráfico 6 demonstra que quanto maior a
concentração da solução menor a resistência, ou seja, há uma maior a movimentação das
cargas no meio, logo a maior facilidade da passagem da corrente elétrica e também há o
aumento da tensão.
Gráfico 6: Resistência contra distância de eletrodos para soluções de diferentes concentrações molares.
A tabela 11 apresenta os dados da equação das retas encontradas no Gráfico 6.
Tabela 11: Equações das retas do Gráfico 6 e os valores de coeficiente angular.
Concentração
molar (mol/m3)
Equação da reta Coeficiente angular Área efetiva
(cm2)
c=10 y(x)= (-3,90+/-0,65) +
(10,69+/-0,44)x
10,69+/-0,44 110,4
c=20 y(x)= (-0,40+/-0,14) +
(4,49+/-0,05)x
4,49+/-0,05 111,6
c=30 y(x)= (0,04 +/-0,06) + (3,05
+/-0,02)x
3,05 +/-0,02 111,0
c=40 y(x)= (0,11+/-0,04) +
(2,35+/-0,01)x
2,35+/-0,01 111,0
Encontrando as condutividades elétricas de cada concentração a partir dos
coeficientes angulares da tabela acima, utilizando a equação 9.
Tabela 12: Valores de condutividade elétrica em μS/cm para soluções de diferentes concentrações
molares.
Concentração molar (mol/m3) Condutividade elétrica (μS/cm)
c=10 846,85+/- 48,97
c=20 1994,56 +/- 44,44
c=30 2950,77 +/- 52,40
c=40 3821,58 +/- 67,54
Convertendo os valores da Tabela 12 acima para Siemens por metro para se estimar a
mobilidade elétrica, obtemos a Tabela 13.
Tabela 13: Valores de condutividade elétrica em S/m para soluções de diferentes concentrações molares
Concentração molar (mol/m3) Condutividade elétrica (S/m)
c=10 0,0846 +/- 4,89 10-4×
c=20 0,1994 +/- 4,44 10-4×
c=30 0,2950 +/- 5,24 10-4×
c=40 0,3821 +/- 6,75 10-4×
Utilizando os dados da Tabela 13 para plotar o Gráfico 7 que relaciona a
condutividade elétrica estimada com as soluções de diferentes concentrações molares.
Gráfico 7: Condutividade elétrica contra soluções de diferentes concentrações molares.
A partir do coeficiente angular da equação da reta presente no Gráfico 7, pode-se
estimar a mobilidade elétrica a partir da equação 10, onde a carga do sódio ( ) é igual a 1,𝑍
𝑁𝑎
e a constante de Faraday (F=96485 C/mol), sendo assim a mobilidade dos cátions de sódio
estimada é = (0,101 0,007) .µ
𝑁𝑎
± µ𝑚
2
𝑉∗𝑠
Para se realizar o teste de recuperação utiliza-se os valores de condutividade elétrica
medida presentes na Tabela 1 e os valores de condutividade elétrica estimadas presentes na
Tabela 12, como demonstrado no Gráfico 8.
Gráfico 8: Recuperação da condutividade elétrica da solução quando obtida pelos valores de condutividade
estimada e os valores de condutividade medida.
A partir do coeficiente angular do Gráfico 8 encontra-se uma recuperação de 0,8750
+/- 0,0040 ou 87,50%, ou seja, os valores de condutividade estimada estão 87,50% próximos
do ideal, onde o ideal seria os valores de condutividade estimada serem iguais aos da
condutividade medida, logo a análise dos valores estimados apresentam elevado grau de
confiabilidade.
IV. CONCLUSÃO:
Portanto, diante do exposto, é notório que, por meio dos valores de tensões obtidos,
foi possível estimar as resistências dos meios, com a linearização do gráfico entre tensão e
corrente elétrica. Através dos valores de resistência obtidos juntamente com a distância dos
eletrodos, foi possível estimar a condutividade elétrica. Com os parâmetros de condutividade
elétrica e concentração molar presente em cada solução de NaCl, foi viável encontrar a
mobilidade iônica. E por fim, para estimar a porcentagem de recuperação relacionou-se a
condutividade medida com a estimada, desse modo obtendo um excelente valor de
recuperação. Vale salientar que todos os gráficos linearizados apresentaram o termo acima𝑅2
de 0,99, demonstrando assim a grande correlação entre os dados analisados. Além disso, o
comportamento escalar da tensão e da corrente estão dentro do esperado.
V. REFERÊNCIAS:
1. Tabacnicks, M.H. Conceitos Básicos da Teoria de Erros. USP: Instituto de Física.
Disponível em:http://macbeth.if.usp.br/~gusev/ApostilaErros.pdf. Acesso em 14/06/2023
2. Balança analítica. Cheese Lab, 2018. Disponível
em:<https://www.cheeselab.com.br/balanca-analitica-bel-0-0001g--210g-com-calibracao-aut
omatica-m214aih/p?idsku=323&gad=1&gclid=CjwKCAjwkLCkBhA9EiwAka9QRim4J5RR
2z0_qbdqxAANR6XXql_J_Wg1mIKAVNxRSneun5Jvk-9xwxoCwFkQAvD_BwE>. Acesso
em 16 do 06 de 2023.
3. Balão volumétrico. Loja por Lab, 2019. Disponível
em:<https://www.lojaprolab.com.br/balao-volumetrico-com-rolha-de-poli-1-litro-91616?utm
_source=google&utm_medium=feed&utm_campaign=shopping&gad=1&gclid=CjwKCAjw
kLCkBhA9EiwAka9QRqVC0n_CdZlW0wFWCnX1dnDyTtPj-XDkojbGZnJgejsmvEDAww
omihoCmmQQAvD_BwE>. Acesso em 17 do 06 de 2023.
4. ESPINOZA-QUIÑONES, F. R. LEI DE OHM: Condutividade elétrica. pg. 202-206.
5. Ferreira, Miguel. Lei de Ohm. Ciência Elementar, v.3, n. 2, p. 1-2. Disponível em:
https://rce.casadasciencias.org/rceapp/pdf/2015/029/.