Condutividade de eletrólitos

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Universidade Estadual de Feira de Santana
Departamento de Ciências Exatas – DEXA
Disciplina: EXA415/EXA459 – Físico-Química II
Prática: Condutividade de Eletrólitos
 
Objetivo: medir a condutividade molar de eletrólitos fracos e determinar a sua constante de dissociação.
Introdução: A resistência R de um condutor uniforme com uma seção transversal é proporcional ao comprimento l e inversamente proporcional a seção transversal da área A do condutor, Equação 1:
Equação 1: 
A constante da substância ρ é conhecida como resistência específica. ( é a condutância específica ou condutividade e L a condutância. Em geral usa-se ρ para condutores metálicos e ( para eletrólitos. Desta forma a condutividade para uma solução de eletrólitos é dada pela Equação 2, onde ( tem dimensões: (-1 cm-1. No sistema SI o símbolo para condutância é S (siemens) e a unidade de condutividade é siemens por metro (S m-1). Em que 1S = 1(-1.
Equação 2: 
A condutividade não é apropriada para comparar eletrólitos devido a forte dependência em relação a concentração dos mesmos. Para este propósito é melhor determinar a condutividade molar (m. Esta é determinada a partir da condutividade específica ( e da concentração e da substância na solução eletrolítica conforme Equação 3:
Equação 3: 
O valor de 103 multiplicando ( transforma mol L-1 para mol cm-3.
Quando examinamos a dependência da concentração na condutividade de eletrólitos observamos que a condutividade basicamente aumenta com a concentração devido ao aumento do número de cargas (íons) em solução. 
A dependência da concentração com a condutividade molar em eletrólitos fortes foi definida por Friedrich Kohlrasusch em 1876 através da Equação 4:
Equação 4: 
A condutividade molar aproxima-se do limite (o aumentando a diluição. Esta é conhecida como a condutividade a diluição infinita ou condutividade molar limite. É a condutividade molar no limite de soluções com baixas concentrações em que não há interação entre os íons. A constante k considera os efeitos das interações entre os íons quando a concentração é diferente de zero.
De acordo com a lei de diluição de Ostwald, eletrólitos fracos não se dissociam completamente e possuem condutividade menor do que eletrólitos fortes. Como o aumento da concentração o equilíbrio de dissociação é deslocado na direção das moléculas não dissociadas. O grau de dissociação ( de eletrólitos fracos é o quociente da condutividade molar dividido pela condutividade molar a diluição infinita, Equação 5:
Equação 5: 
A lei de diluição Ostwald é valida para eletrólitos fracos, permitindo desta forma calcular a constante de dissociação (K). O valor limite da condutividade molar de eletrólitos fracos a diluição infinita é alcançada a concentrações extremamente baixas não sendo possível, portanto, fazer-se medidas exatas nestas concentrações. A Equação 6 é derivada para resolver a lei de diluição de Ostwald para estes casos:
Equação 6: 
Da Equação 6 pode ser observado que existe uma relação linear entre o inverso da condutividade, o produto da condutividade molar e a concentração de eletrólitos fracos.
Procedimento experimental:
Preparar cinco soluções nas concentrações 0,1; 0,05, 0,01; 0,025 e 0,001 mol L-1 a partir de uma solução de ácido acético 1,0 mol L-1.
Medidas:
A célula do condutivímetro, o magneto e o eletrodo devem ser lavados e enxaguados com água destilada várias vezes antes de iniciar o experimento.
Antes de iniciar as medidas é necessário calibrar o condutivímetro com a solução padrão (KCl). Verifique se o aparelho está medindo em mS ou (S.
Medir também a condutividade da água antes de começar as medidas.
Importante: medir a condutividade das soluções preparadas iniciando sempre com a solução mais diluída e enxaguando a célula e o eletrodo com a solução antes das medidas.
Tratamento dos dados experimentais:
Calcular a condutividade molar (m
Determinar a condutividade molar à diluição infinita (o graficamente
Determinar a constante de dissociação do ácido acético pelo gráfico
Determinar o grau de dissociação do ácido acético para as várias concentrações
Dados da literatura para comparação (25o C)
(o (HAC) = 390,5 S cm2 mol-1; Ka = 1,9 X 10-5
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