condução eletrolitica

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Instituto Manchester Paulista de Ensino Superior - IMAPES
Bacharelado em Química
Disciplina: Físico-Química Experimental
Determinação da constante de equilíbrio por condução eletrolítica
	Data da realização do experimento: 28/08/2009
	Turma: 6º BQA
	Prof(s). Responsável (is): Nádia Segre / Ricardo Canatto
	
	Uso do Professor
	
	
	
	
	
	
	
Sorocaba, SP
2009
1. INTRODUÇÃO
Condutimetria
A condutometria é o método que monitora a capacidade da análise de conduzir uma corrente elétrica. 
A Lei de Ohm (E = IR) estabelece que a intensidade (I) que passa por um condutor elétrico é inversamente proporcional à resistência (R), onde E representa a diferença de potencial. O inverso da resistência é a condutância (G = 1/R).
Em soluções líquidas a corrente é conduzida entre os eletrodos pelos íons dissolvidos. A condutância da solução depende do número e dos tipos de íons na solução. O tamanho dos íons é importante porque eles determinam a velocidade com que os íons podem propagar-se através da solução. Os íons menores movem-se mais rapidamente do que os maiores. A carga é significante porque ele determina a quantidade da atração eletrostática entre o eletrodo e os íons. 
A condutância específica de uma solução de um eletrólito depende dos íons presentes, variando a sua concentração. Quando se dilui a solução de um eletrólito, a condutância específica diminui, pois há menos íons por ml de solução para conduzir à corrente. Se a solução se coloca entre dois eletrodos separados e o suficientemente grandes como para conter totalmente a solução, a condutância aumenta à medida que a solução se dilui. Isto se deve principalmente a uma diminuição das ações interiônicas dos eletrólitos fortes e a um aumento na grade de dissociação dos eletrólitos fracos. Se existe 1 equivalente grama do soluto, a condutância dessa solução se denomina condutância equivalente. 
Para eletrólitos fortes, a condutância equivalente aumenta à medida que a concentração diminui e se aproxima de um valor limite, denominado condutância equivalente à diluição infinita. A quantidade dessa condutância equivalente pode ser determinada por extrapolação. Já para os eletrólitos fracos, não se pode empregar o método de extrapolação, mas pode-se calcular através da condutância equivalente, a diluição infinita dos respectivos íons de acordo com a Lei de migração independente dos íons. 
Como a medida condutométrica requer a presença de íons, a condutometria não é comumente utilizada para as análises de moléculas que não se dissociam. A medida da condutância é o total de da condutância de todos os íons da solução. Desde que todos os íons contribuam para a condutividade da solução, o método não é particularmente utilizado para a análise qualitativa, pois os métodos não são seletivos. As duas maiores utilizações da condutometria são para monitorar o total da condutância de uma solução e para determinar o ponto final das titulações que envolvem íons. Os medidores condutométricos são utilizados nos sistemas de purificação da água, deionizadores, para indicar a presença ou a ausência de íons livres na água. 
A Condutimetria pode ser dividida em: 
Condutividade eletrolítica: depende da temperatura, sendo que seu valor aumenta em mais ou menos 2% por aumento de grau de temperatura, de modo que em trabalhos de precisão, devem-se imergir as celas em um banho à temperatura constante. Qualquer temperatura é satisfatória desde que se mantenha constante durante a experiência. 
Condutividade iônica equivalente: é uma importante propriedade dos íons que fornece informação quantitativa em relação às contribuições relativas dos íons às medidas de condutância. 
1.2. Aplicações
A maior parte das medidas de condutância se relaciona com soluções aquosas, mas pode-se facilmente utilizá-los com outros solventes ou sais fundidos. (1)
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Aquecemos cerca de 600 mL de água destilada e utilizamos essa água para lavar a cela de condutividade e os balões para a preparação das diluições da solução de ácido acético.
Preparamos 100 mL de soluções de ácido acético nas concentrações de 0,05; 0,02; 0,01; 0,005 e 0,002 mol/L; utilizando respectivamente 50; 20; 10; 5 e 2 mL da solução conforme segue os cálculos abaixo:
			
Para 0,05 mol/L			Para 0,02 mol/L
		
			
Para 0,01 mol/L			Para 0,005 mol/L
Para 0,002 mol/L
Colocamos o botão “Range” na posição “Check”, o botão “Const” na posição 1, o botão de Temperatura para 25° C e ajustamos o botão “Cal” de maneira que o Display indicasse 100 μS/cm.
Medimos a temperatura da solução padrão que estava a 23° C e ajustamos o botão de temperatura para o mesmo valor.
Após secar completamente a cela condutométrica com um papel macio, colocamo-la no frasco de solução padrão de KCl 0,1 mol/L. Ajustamos o botão “Range” até que aparecesse uma leitura no visor (posição IV). Ajustamos o botão “Const” até que aparecesse no visor o valor esperado de condutância, indicado no rótulo do frasco (1412 μS/cm). Este foi o procedimento de calibração do equipamento.
Medimos a condutância de todas as soluções de ácido acético, sempre lavando e secando a cela condutométrica antes de proceder à leitura de uma nova amostra e obtivemos os seguintes resultados indicados na Tabela 1 abaixo. 
	Concentração (mol/L)
	Condutância (cm2 Ω-1 mol-1)
	0,05
	510
	0,02
	330
	0,01
	240
	0,005
	180
	0,002
	110
Tabela 1: Valores de condutância correspondente a cada concentração.
Após todas as medidas, retornamos a cela condutométrica ao béquer com água.
Análise dos Resultados
Cálculo da condutância equivalente (():
Com os dados das concentrações (c) de cada solução e suas condutâncias específicas (L), calculamos a condutância equivalente (() utilizando a equação (1). 
	
	(1)
Os valore de ( seguem na tabela 2 abaixo:
	Concentração (mol/L)
	Leituras (µS/cm)
	Condutância Equivalente (() 
	0,002
	110
	55
	0,005
	180
	36
	0,01
	240
	24
	0,02
	330
	16,5
	0,05
	510
	10,2
Tabela 2: Valores de condutância equivalente.
Cálculo da condutância equivalente à diluição infinita ((0):
Com os dados da Tabela 3, obtivemos (0 para o ácido acético.
	Solução
	(0 a 25° C / cm2 (Ω-1 mol-1)
	HCl
	426,2
	KCl
	149,9
	KAc
	114,4
Tabela 3: Dados de (0 para as soluções utilizadas. 
KAc + HCl ( HAc + KCl
Cálculo do grau de dissociação (α) do ácido acético nas diferentes concentrações:
O grau de dissociação (α) pôde ser calculado através da equação (2):
	(2)
	Concentração (mol/L)
	Leituras (µS/cm)
	Condutância Equivalente (()
	Grau de dissociação do ácido acético (α)
	0,002
	110
	55
	0,140772972
	0,005
	180
	36
	0,092142309
	0,01
	240
	24
	0,061428206
	0,02
	330
	16,5
	0,042231891
	0,05
	510
	10,2
	0,026106987
Cálculo da constante de equilíbrio do ácido acético em termos das concentrações (Kc): 
A constante de equilíbrio (Kc) pôde ser obtida com a equação (3)
 
 (3)
	Concentração (mol/L)
	Leituras (µS/cm)
	Grau de dissociação (α) do ácido acético
	Constante de equilíbrio do ácido acético (Kc)
	0,002
	110
	0,140772972
	4,61276E-05
	0,005
	180
	0,092142309
	4,67596E-05
	0,01
	240
	0,061428206
	4,02039E-05
	0,02
	330
	0,042231891
	3,72435E-05
	0,05
	510
	0,026106987
	3,49923E-05
Cálculo da constante padrão de equilíbrio do ácido acético (Ka):
Sabemos que ln Kc = lnKa – 1 (α x c)1/2, deste modo, a constante de equilíbrio (Ka) pôde ser obtida através do coeficiente linear do gráfico de lnKc contra (α x c)1/2.
Veja gráfico 1 abaixo:
Gráfico 1: ln Kc em função de (α . c)1/2.
Segundo a equação da reta: 
Y= a x + b 					b = ln Ka
Y= -16,331x + (-9,6881)	 		-9,6881 = ln Ka
						Ka = e-9,6881
						Ka = 6,20 x 10-5cm2 (S.mol-1)
CONCLUSÃONós concluimos que, quanto mais diluída for a solução, menor vai ser a condutância , isso porque há menos íons por mL de solução para conduzir corrente elétrica. 
Comparando nosso valor de Ka experimental (6,20 x 10-​5 à 23º C) com o teórico (1,76 x 10-5 à 25° C), é possível ver que houve uma diferença significativa no resultado, provavelmente devido a diferença de temperatura.
BIBLIOGRAFIA
(1) http://www.ufpa.br/ccen/quimica/condutimetria.htm - Acessado em 29/08/2009.
_1313091221.unknown
_1313134382.unknown
_1313136202.unknown
_1313137349.unknown
_1313135884.unknown
_1313091308.unknown
_1313091066.unknown
_1313091148.unknown
_1277561296.unknown
_1313090931.unknown
_1277303454.unknown