pré - relatório Medidas de Condutância

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Universidade Estadual de Maringá - UEM	
 Centro de Ciências Exatas - CCE
 Departamento de Físico-Química - DQI
Pré - Relatório 
Medidas de Condutância 
Acadêmicos: 
Andressa M. Takahashi RA: 80106
Geovana Alda RA: 95204
 
Docente: Prof. Dr. Wilker Caetano 
Curso: Química - Licenciatura 
Disciplina: Físico-Química Experimental II - Turma 32 
 Maringá - PR
Ano Letivo - 2020
1. Introdução
Soluções de solutos iônicos, conhecido como eletrólitos, são substância que quando dissolvidas em água, ou outro solvente adequado, podem conduzir corrente elétrica, esta propriedade se deve ao movimento dos íons liberados. Eletrólitos fortes possuem alta condutividade elétrica, enquanto que os eletrólitos fracos possuem baixa condutividade elétrica.
 O movimento dos cátions e íons é uma resposta à força eletromotriz, que pode ser uma pilha com pólos diferentes, que atua na solução gerando uma corrente devida aos íons negativos (I-) e uma corrente devida aos íons positivos (I+).
A quantidade de corrente depende da voltagem (U) e da resistência da solução (R). Quanto maior a voltagem, maior será a corrente, quanto maior a resistência, menor será a corrente. Equação 01.
I = (equação 01)
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. (Equação 02).
R = = . = (equação 02)
A constante da substância é conhecida como resistividade (ou resistência específica) e tem unidade de Ohm (Wm). A grandeza K é a condutividade (ou condutância específica) e é o inverso da resistividade. A condutância da solução pode ser medido por um método chamado condutometria.
1.2. Condutometria 
Baseiam-se nos fenômenos que ocorrem no seio da solução. A condutimetria (ou condutometria) mede a condutância de soluções iônicas. A condução da eletricidade através das soluções iônicas é devida à migração de íons positivos e negativos com aplicação de um campo eletrostático, solução iônica depende do número de íons presentes, bem como das cargas e das mobilidades dos íons, solução também é a soma das condutâncias individuais da totalidade das espécies iônicas presentes.
1.3 Condutância
A condutância é função do comprimento do corpo condutor (distância entre os eletrodos) e da área da seção reta do corpo (área dos eletrodos). Equação 03
C = K (equação 03)
A condutividade depende de número de íons em solução, então introduz-se a condutividade molar (equação 04)
 Λm = (S m-1 /mol m-3 = S m2 mol-1 ) (eq. 04)
onde c é a concentração molar da solução. Unidade mais conveniente de m: mS m2 mol-1 .
Para a condutância molar na lei de Kohlrausch foi verificado que as diferenças de condutividades molares entre pares de sais (com os mesmos cátions) são aproximadamente iguais.
 Para eletrólitos fortes Λ∞ pode ser determinado extrapolando o gráfico da condutividade para níveis de baixa concentração (até concentração zero), para eletrólitos fracos Λ∞ este método não pode ser empregado porque não ocorre dissociação completa e para valores de Λ∞ para eletrólitos fracos podem ser calculado através da lei de migração independente
Λ∞+e Λ∞- São as condutividades molares iônicas limites dos cátions e ânions, respectivamente a diluição infinita, é calculada a partir de suas mobilidades em diluição infinita.
Λm = Λ∞ - k √C
1.4 Tipo de corrente;
· Corrente elétrica contínua
Corrente elétrica contínua é aquela na qual os elétrons são forçados a deslocar-se em sentido único. Isso não significa, entretanto, que todos os elétrons estejam movendo-se ordenadamente, pois na realidade o movimento das cargas elétricas é bastante caótico e lento. Isso é resultado das diversas colisões sofridas dos elétrons com a rede cristalina dos condutores enquanto arrastados pela ação de um campo elétrico externo.
· Corrente elétrica alternada
Na corrente elétrica alternada, o sentido do movimento dos elétrons é periodicamente invertido devido à uma inversão na polaridade do potencial que é aplicado ao condutor. Nesse tipo de corrente elétrica, os elétrons permanecem oscilando em torno da mesma posição, isso faz com que haja menos perdas de energia em razão do efeito Joule, transformação de energia elétrica em energia térmica. No Brasil, a frequência de oscilação da corrente elétrica alternada é de 60 Hz, isto é, os elétrons no interior dos fios movem-se em vai e vem cerca de 60 vezes por segundo.
1.5 Grau de dissociação 
O grau de dissociação é a grandeza utilizada para expressar a força de uma base, ou seja, sua capacidade de conduzir corrente elétrica, a qual depende da quantidade de íons liberados na dissociação.
Base forte: quando o α for maior que 5 % (mais de 5% das unidades da base adicionadas em água dissocia, ou seja, há mais íons na água);
Base fraca: quando o α for menor ou igual a 5% (5% ou menos das unidades da base adicionadas em água dissocia, ou seja, há poucos íons na água).
Uma constante de dissociação ácida, Ka (também conhecida como constante de acidez ou constante de ionização de ácido) é uma medida quantitativa da resistência de um ácido em solução.
É a constante de equilíbrio para uma reação química conhecida como dissociação no contexto de reações ácido-base.
1.6 Constante de acidez termodinâmica Ka 
A acidez e basicidade são propriedades termodinâmicas em que as constantes de acidez e basicidade dependem da variação da energia livre de Gibbs das reações de dissociação de ácidos ou bases. Em fase gás, os fatores que afetam essas propriedades são apenas intrínsecos (dependendo da energia eletrônica da molécula, da entalpia e da entropia), enquanto que em fase condensada, além de fatores intrínsecos, existem fatores extrínsecos que dependem das interações entre solvente e soluto, em que o soluto é o ácido/base conjugada ou base/ácido conjugado. 
1.7 Produto de solubilidade 
Produto de solubilidade, ou constante do produto de solubilidade, (Kps) é a multiplicação (produto) entre as concentrações molares dos íons (cátions e ânions), produzidos ou liberados por um eletrólito qualquer (por exemplo, base e sal), de baixa solubilidade, quando é adicionado à água.
Base pouco solúvel: formada por elementos da família IIA ou metais alcalinoterrosos;
Base praticamente insolúvel: formada por qualquer metal que não pertença à família IA ou metais alcalinos;
Quando um eletrólito é adicionado à água, independentemente se a solubilidade é alta ou baixa, ocorre a sua dissociação (liberação de íons) ou ionização (produção de íons). Porém, ao mesmo tempo, esses íons voltam a formar o eletrólito, ocorrendo um equilíbrio químico de dissolução.
A partir da análise da constante do produto de solubilidade, é possível determinar a classificação de uma solução saturada, insaturada e saturada com corpo de fundo. Essa análise sempre relaciona o produto da solubilidade com o Kps.
- Se o produto de solubilidade for menor ao valor do Kps, a solução será insaturada.
- Se o produto de solubilidade for igual ao valor do Kps, a solução será saturada.
- Se o produto de solubilidade for maior ao valor do Kps, a solução será saturada com corpo de fundo.
2. Preparação 
3. Objetivo:
· Determinação da condutância molar à diluição infinita do HAc;
· Determinação de Kc (aparente) e Ka (termodinâmico) do HAc;
· Determinação do produto de solubilidade de um sal pouco solúvel;
4. Procedimento
Todas as medidas devem ser realizadas a 25,0º C - mantida através de banho (no mínimo duas medidas).
As soluções devem ser agitadas através de agitador magnético.
Cuidado, as mangueiras ligadas ao banho podem se soltar.
Entre cada solução analisada, lave e enxague a cela. Por último, lave com um pouco da solução a ser medida; deixe as soluções no banho termostatizado.
A partir da solução de NaCl 0,020 mol/L, prepare por diluição mais 3 soluções de NaCl 8,0 x 10 -3 mol/L, 6,0 x 10 -3 mol/L e 4,0 x 10 -3 mol/L. Volume total de 250,0mL.
(Equipe A). Faça as mesmas preparações com soluções de HCl 
(Equipe B) e NaAc 
(Equipe C) (estoques 0,020 mol/L)
 Preparar 100,0 mL de soluções de HAc nas seguintes concentrações: 5,0 x 10 - 2 mol/L (estoque), 1,25 x 10 -2 mol/L, 7,5 x 10 -3 mol/L e 2,5 x 10 -3 mol/L.
a) Determinação da constante da cela. Meça a condutância da água destilada; Meça a condutância de uma solução 0,010 mol/L de KCl (aquoso) - PADRÃO.
b) Determinação da condutância molar à diluição infinita do HAc: Meça a condutância das soluções de NaCl, HCl e NaAc. Aplique em gráfico a relação: = o - ( C ) 0,5 e determine o para esses compostos. Calcule o do HAc.
c) Determinação da constante de dissociação ácida do HAc:
Meça as condutâncias das soluções de HAc. Para cada uma destas, calcule: = f (c), = ( / o ) e K c = f (c e ) Faça um gráfico de 1og (K c ) versus e determine K a (termodinâmico). Se os dados não forem suficientemente bons, calcule apenas o valor de Kc médio.
d) Determinação do produto de solubilidade de um sal pouco solúvel (não agite): Meça a condutância de uma solução saturada do sal a 25,0 o C.
Apresente os dados em tabelas e em gráficos. Compare com os valores esperados. Respeite sempre as unidades.
5. Propriedade dos compostos
5.1. NaCl
O cloreto de sódio, conhecido como sal de cozinha, consiste em um sólido incolor, solúvel em água e ligeiramente insolúvel em etanol.
· Propriedades físico-químicas:
· Massa molar: 58,44 g/mol 
· Densidade relativa: 2,17
· Ponto de fusão: 801ºC
· Ponto de ebulição: 1413ºC
5.2 HCl 
O ácido clorídrico ou ácido muriático é formado pelo gás de hidrogênio (HCl) dissolvido em água. É um ácido inorgânico considerado forte.
· Propriedades físico-químicas:
- líquido incolor levemente amarelado se estiver contaminado.
- odor irritante
- Massa molecular: 36,46
- Densidade: 1,194g/mL à 26ºC
- Ponto de ebulição: - 84,8ºC
- Pressão de vapor (mm Hg): 3040 à 17,8ºC
- Densidade de vapor (Ar = 1): 1,257
- Solubilidade:
o água: 823 g/L à 0ºC
 	561 g/L à 60ºC
o etanol à 95%: solúvel
o éter: solúvel
o benzeno: solúvel 
· Toxicidade
- VAPOR: pode causar irritação na região dos olhos, nariz e garganta. Se inalado causará tosse ou dificuldade respiratória.
- LÍQUIDO: se estiver em contato, pode causar queimadura na pele e nos olhos.
5.3 Ácido acético (HAc)
O ácido acético, CH3COOH, oficialmente chamado ácido etanóico, é um ácido carboxílico (especificamente, um ácido monocarboxílico), saturado e de cadeia aberta. Em sua forma impura, é popularmente conhecido como vinagre.
· Propriedades físico-químicas:
· densidade: 1.049 g/cm3 (l) e 1.266 g/cm3 (s)
· Ponto de fusão: 16,5ºC
· Ponto de ebulição:118,1ºC
· Solubilidade em água: completamente miscível 
· Acidez (pKa): 4,75 à 25ºC
5.4. Acetato de sódio (NaAc)
Acetato de sódio, também chamado etanoato de sódio, é um composto cristalino incolor, de fórmula ( CH3COONa ), possuindo massa molar de 82,03378928. Apresenta-se normalmente na forma de sal anidro ou trihidratado. Ambas as formas são solúveis em água e em etoxietano e ligeiramente solúveis em etanol.
· Propriedades físico-químicas
· Densidade: 1,45 (forma hidratada)
· Densidade relativa: 1,528g/mL (forma hidratada)
· Ponto de fusão: perde água à 120ºC; se decompõe à 324ºC (forma hidratada); 324ºC (forma anidra)
· pH: 8,9
6. Bibliografia 
· ATIKINS; Físico-Química; pág 243 à 237. acesso 03-02-2021 
· Apostila: CONDUTIVIDADE DAS SOLUÇÕES ELETROLÍTICAS; Prof. Harley P. Martins Filho - 03.2020; Disponível em <Condutividade.pdf (ufpr.br)> acesso 03-02-2021 
· CASTELLAN,G%20%3BFundamentos%20de%20Físico%20Química.pdf acesso 03-02-2021 
· AGSOLVE/noticias/COMO E PORQUE MEDIR A CONDUTIVIDADE :-ce-com-sondas-muiltiparametros acesso 03-02-2021
· BRASIESCOLA/fisica/corrente-eletrica.htm#:~:text=Existem dois tipos de corrente,cargas, elétricas, fundamentalmente diferentes. acesso 03-02-2021
· UFJF/nupis/files/2016/08/Condutometria3.pdf acesso 03-02-2021
· CONDUTIMETRIA-SISTEMA-EEL-USP/docentes/arquivos/5840768/LOQ4001/Final%203a%20Aula%20(Parte%20III)%202S%202019%20(Condutimetria)%202S%202019%20-%20Aarao.pdf acesso 03-02-2021
· MANUALDAQUIMICA/quimica-inorganica/grau-dissociacao-das-bases.htm#:~:text=O grau de dissocia ,capacidade em conduzir corrente Atrica. acesso 03-02-2021