condutometria

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Condutometria e Titulações condutométricas
Profa. Aline Soriano Lopes
Aline S. Lopes
QUÍMICA ANALÍTICA GERAL 1
Assunto:
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO – Unifesp 
Campus Diadema
Departamento de Química
Aline S. Lopes
A condutometria baseia-se nas medidas de condutância de soluções 
iônicas. 
INTRODUÇÃO
Transporte de carga 
em materiais:
- Sólidos 
(condutores: elétrons; 
semicondutores: 
elétrons e lacunas; 
isolantes: não há 
transporte significativo)
- Soluções 
condutoras (íons 
carregados + e -)
Aline S. Lopes
INTRODUÇÃO
1a. Lei de Ohm:
V = R.i (ou E = R.i)
em que V(E): voltagem, R: resistência e i: corrente.
Sob a influência de um potencial elétrico aplicado, os íons em uma 
solução são quase instantaneamente acelerados em direção ao 
eletrodo polarizado com carga oposta a do íon.
A velocidade de migração dos íons se relaciona linearmente com a 
f.e.m. aplicada, mas é limitada pela resistência imposta pelo fluído 
ao movimento das partículas.
Aline S. Lopes
INTRODUÇÃO
2a. Lei de Ohm:
R = ρ . d
A
em que R: resistência (ohms, Ω), ρ: resistividade ou resistência 
específica (Ω.cm), d: distância/comprimento (cm) e A: área (cm2).
Sendo L = 1 / R, em que L: condutância (Ω-1= S,Siemens)
L = A
ρ d
Sendo k = 1/ ρ, em que k (S cm-1) é a condutância específica ou 
condutividade.
L = k A
d
Aline S. Lopes
INTRODUÇÃO
2a. Lei de Ohm:
Sólido Solução iônica Célula: formada por duas
lâminas de platina planas e
paralelas com superfície A
(cm2), recobertas com negro
de platina, afastadas uma
da outra pela distância d
(cm).
A condutância específica 
representa a condutância do 
centímetro cúbico de 
solução eletrolítica contida 
entre os dois eletrodos com 
área conhecida afastados 
entre si a uma distância d. 
L = k A
d
Aline S. LopesCondutância em soluções aquosas
A condutância da solução iônica depende do número de íons
presentes, bem como das cargas e das mobilidades dos íons.
A condutância específica (k) da solução de um eletrólito é função da
concentração deste.
k aumenta muito com o 
aumento da concentração.
k aumenta gradualmente com o 
aumento da concentração.
Aline S. Lopes
A condutância específica de uma solução é a soma das condutâncias 
individuais da totalidade das espécies iônicas presentes.
Condutância em soluções aquosas
Aline S. Lopes
Representa a propriedade de condução devida a um mol da
substância.
 (Ω-1.cm2.mol-1) = k (Ω-1.cm-1)
C (mol.cm-3)
Condutividade molar
0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 C
0,001 0,005 0,01 0,02 0,05 C
500
400
300
200
100
0
HCl
H2SO4
KCl
LaCl3
NaAcHAc
co
nd
ut
iv
id
ad
e 
m
ol
ar
, 
a 
25
 
C
Aline S. Lopes
 = 0 - B (c)1/2
Condutividade molar
C
o
n
du
tiv
id
a
de
 m
o
la
r
O valor limite da condutividade molar, quando a concentração tende a zero, 
chama-se condutividade molar a diluição infinita (ou concentração zero), 0
No caso de eletrólitos fortes, 0 é obtido fazendo-se um gráfico de valores 
de  em função da raiz quadrada da concentração e, extrapolando-se a 
condutância para concentração igual a zero.
Lei de Kohlrausch
Aline S. LopesCondutividade molar – eletrólitos fracos
Definindo o grau de dissociação por α =  / 0, onde  é a condutividade para
uma concentração, e 0 é o valor da condutividade molar a diluição infinita,
obtém-se:
 




)(
.
1
.
22 cc
K


2).(
.11
 




 K
c

1

1
c
Aline S. Lopes
 As condutividades molares de um eletrólito tendem para um
valor limite em solução muito diluídas, º.
 Na condição de diluição infinita, qualquer eletrólito se encontra
completamente dissociado e as forças de interação entre os íons
deixam de existir, de modo que os íons atuam
independentemente uns dos outros e cada um contribui com a
sua parte para a condutância total.
 Quanto maior a condutividade molar iônica em diluição infinita
da espécie iônica, maior será a sua contribuição para a
condutância iônica total da solução.
 A condutividade molar em diluição infinita de um eletrólito é a
soma das contribuições de suas espécies iônicas
Condutividade molar
Aline S. LopesEletrólitos fortes e fracos
Lei de Kohlrausch (“Lei da migração independente”): em diluição infinita os
íons tem comportamento independente, logo:
0 = 0 cátion + 0 ânion
Em que 0 cátion e 0 ânion são as condutividades molares à diluição
infinita dos íons, calculadas a partir de suas mobilidades iônicas a diluição
infinita.
0 = z. µ . F
mobilidade
carga
Constante de Faraday (96485 C/mol
Aline S. Lopes
Condutividade molar iônica em diluição infinita de 
algumas espécies iônicas a 25C
Condutividade molar
Ω-1.cm2.mol-1 Ω-1.cm2.mol-1
Aline S. LopesO uso da condutância como método analítico
 A condutância não fornece informações sobre a identidade
dos íons presentes e não pode ser utilizada para fins
qualitativos.
 Pode ser utilizada para fins quantitativos quando existe a
necessidade da determinação da concentração de espécies
conhecidas em solução.
 Para a determinação quantitativa do analito podem ser
empregados os métodos:
- Condutometria direta
-Titulação condutométrica
Aline S. LopesO uso da condutância como método analítico
- Condutometria direta
Correlaciona a condutância específica com a concentração de um 
eletrólito. Tem aplicação muito limitada devido à falta de 
especificidade da medida de condutância.
-Titulação condutométrica
Registra as variações das condutância devido às variações das 
concentrações das espécies iônicas que participam da reação. Uma 
série de medidas antes e após do P.E. assinala o ponto final da 
titulação como uma descontinuidade na variação da condutância.
Aline S. Lopes
Instrumentação nos métodos condutométricos
Aline S. Lopes
Instrumentação nos métodos condutométricos
Constituição da célula: é formada por duas
lâminas de Pt, de igual tamanho e forma,
mantidas a uma distância fixa entre si e
revestidas na face interior por uma fina camada
de negro de platina (platina platinizada).
 = k/L
L = condutância
K = condutividade específica
Aline S. LopesCalibração das células de condutância: 
 Na realidade não se trata da calibração da célula, mas sim do
sistema de medição como um todo.
 Em geral, a relação d/A (constante de célula), para medidas de
condutância específica, não é determinada diretamente a partir
dos parâmetros de d e A.
 Na prática, a constante de célula é avaliada com base na
medida da condutância L de uma solução com condutância
específica conhecida.
d/A = k/L
 As soluções de condutâncias específicas conhecidas são as
soluções padrão de calibração de KCl. Os valores de condutância
destas soluções foram estabelecidos em células com geometria
perfeitamente definidas.
L = k A
d
θ
Aline S. Lopes
Aplicações da condutimetria direta: 
- Controle da pureza (em água destilada e desionizada,
condensados, substâncias orgânicas, etc.)
Exemplo: Água pura (0,055 µS.cm-1)
Água destilada (0,5 µS.cm-1)
Água mineral (30 a 700 µS.cm-1)
Água potável (500 µS.cm-1)
Água doméstica (500 - 800 µS.cm-1)
Água do mar (56.000 µS.cm-1)
- Determinação de eletrólitos residuais (em água potável, água
desmineralizada, água para alimentação de caldeiras, água para a
indústria farmacêutica, efluentes, etc.)
Exemplo: 1,4 µS.cm-1 = 1 mg/L de sais dissolvidos
Limite de potabilidade da OMS: máximo de 1500 mg/L de sais 
dissolvidos (máximo recomendável 500 mg/L ~ 700 µS.cm-1)
Aline S. Lopes
Aplicações da condutometria direta: 
- Concentração de sais (em banhos de salmoura, salinas, águas de
irrigação, água de irrigação, soluções fisiológicas/diálise, sucos de
frutas, etc.)
- Processamento químico: detecção do fim de lavagem de
precipitados, determinação da solubilidade de sais pouco solúveis,
etc.)
Aline S. LopesExercício:
Foram preparados vários balões de 50,00 mL com concentrações crescentes a
partir de uma solução padrão de NaCl 10% (m/v), conforme a tabela abaixo.
Determine a concentração de NaCl para uma amostra que forneceu uma leitura
de 215mS.cm-1.
Aline S. LopesTitulações condutométricas
Numa titulação condutométrica segue-se a variação da condutância
da solução em análise à medida que o reagente titulante é
adicionado de uma bureta.
Aplicações:
 Titulações ácido-base;
 Titulações de precipitação;
 Titulações de complexação;
 Titulações de oxirredução. Não aplicado devido ao alto teor 
iônico invariante, seja dos reagentes ou do meio fortemente 
ácido ou básico onde se processa a reação.
Obs.: 1) nas titulações condutométricas, a falta de especificidade não apresenta
problema, pois não é necessário o conhecimento exato da condutância a cada ponto,
mas que a variação da mesma dependa apenas da reação principal.
2) não requer o conhecimento da constante de célula, tampouco da calibração do
sistema. Os eletrodos precisam manter sua distância e área constantes durante a
titulação.
Aline S. Lopes
Titulações condutométricas
Titulação de ácido forte com base forte: HX versus MOH
Espécies envolvidas: H3O+, OH-, M+ e X-
(S.cm-1)
mL
Exemplo: HCl versus NaOH
H3O+ + OH- + Na+ + Cl- Na+ + Cl- + H2O + (OH-)excesso
Aline S. Lopes
Titulações condutométricas
Titulação de ácido forte com base forte: HX versus MOH
(S.cm-1)
mL
Aline S. Lopes
Titulações condutométricas
Titulação de ácido fraco com base forte: HA versus MOH
Espécies envolvidas: H3O+, OH-, M+ e A-
mL
(S.cm-1)
Aline S. Lopes
Titulações condutométricas
Titulação de ácido fraco com base fraca: HA versus B
Espécies envolvidas: H3O+, OH-, BH+ e A-
(S.cm-1)
mL
Aline S. Lopes
Titulações condutométricas
Titulação de misturas de ácidos ou bases
0 2 4 6 8 10 12 14 16
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800

/ 
S
 c
m
-1
V NaOH / mL
Determinação de ácido acético em amostras de vinagre 
adulterado com ácido clorídrico
Aline S. Lopes
Titulações condutométricas
Correção da condutância:
A condutância específica é diretamente proporcional à 
concentração de eletrólitos.
A condutância específica sofre, então, alteração pelo aumento do 
volume da solução? SIM
Kc = K Vadicionado + Vinicial
Vinicial
Kc = condutância específica corrigida
K = condutância específica medida
Vadicionado = volume da base
Vinicial = volume do ácido + volume da H2O
Aline S. Lopes
Titulações condutométricas
Correção da condutância:
Aline S. Lopes
Vantagens das titulações instrumentais em relação às 
titulações clássicas
 Não necessitam de indicadores.
 Aproveita certas reações para as quais a técnica convencional 
é impraticável por falta de indicadores.
 Permitem a localização do ponto final mesmo em soluções 
coloridas, turvas ou opacas.
 Ponto final muito próximo ao ponto de equivalência (maior 
exatidão na determinação do P.E.).
 Podem obter-se pontos de equivalência sucessivos de 
diferentes componentes numa mistura.
 Podem realizar-se titulações em meio não aquoso.
 Aplicável para soluções diluídas.