Informe del tercer laboratorio de fisicoquímica

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL
ESCUELA DE INGENIERÍA SANITARIA
LABORATORIO N°3 DE FISICOQUÍMICA APLICADA – AA243-E
CONDUCTIVIDAD DE SOLUCIONES IÓNICAS
INTEGRANTES:
-Espejo Lizarraga, Zarco - 20192636K
-Lizarzaburu Aguinaga, Juan – 20215013D
-Rojas Torres, Carlos Jesús – 20202208F
-Palacios Silvera, Ronald José – 20197507D
DOCENTE: Yupanqui Porras, Bilma Amparo
Lima, Perú
2021

Facultad de Ingeniería Ambiental
2
ÍNDICE
I.OBJETIVOS .................................................................................................. 3
II.INTRODUCCIÓN.......................................................................................... 3
III. FUNDAMENTO TEÓRICO .......................................................................... 3
IV. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS................................................... 6
V.PROCEDIMIENTO....................................................................................... 6
VI. TABLA DE DATOS Y RESULTADOS......................................................... 7
Conductividad del 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 ..................................................................... 7
Conductividad del 𝐻𝑁𝑂3 ...................................................................... 10
Conductividad del 𝑁𝐻4𝑂𝐻.................................................................... 12
Conductividad del 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻................................................................ 15
VII. DISCUSION DE RESULTADOS............................................................... 18
VIII. CONCLUSIONES.................................................................................... 18
IX. RECOMENDACIONES ............................................................................. 19
X.CUESTIONARIO........................................................................................ 20
XI. FUENTES DE INFORMACIÓN................................................................ 21
XII. ANEXO.................................................................................................... 22

3
“CONDUCTIVIDAD DE SOLUCIONES IÓNICAS”
1. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Determinar la conductividad equivalente de los electrolitos a diferentes
concentraciones.
Objetivo Específico
Observar la variación de la conductividad al disminuir la concentración de
las soluciones iónicas.
2. INTRODUCCIÓN
Se llama electrolito a la sustancia que en disolución acuosa produce iones.
Como los iones son partículas cargadas, cuando se mueven en la disolución
conducen la corriente eléctrica. Una corriente eléctrica implica siempre un
movimiento de carga.
Electrolito fuerte (NaCl, HCl, MgSO4,…), débil (NH3, CH3COOH,…)
3. FUNDAMENTO TEORICO
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
La conductividad eléctrica se define como la capacidad de un cuerpo para
permitir el paso de la corriente eléctrica a través de sí. Asimismo, la
conductividad eléctrica puede presentarse en los diferentes estados de la
materia, como el estado líquido, sólido y gaseoso.
Para el caso de disoluciones iónicas hablamos de compuestos químicos
como disoluciones de ácidos, bases y sales, la conductividad eléctrica en este
caso depende del número de iones presentes en una determinada cantidad
de disolución para conducir la electricidad.
CONDUCTIVIDAD ELECTROLÍTICA (L)
La conductividad electrolítica es la medida de la capacidad de una solución
para permitir el paso de la corriente eléctrica, la cual depende de la naturaleza
y la concentración de las especies que están como solutos en la disolución.
La conductividad eléctrica de una disolución de un electrolito es simplemente
la recíproca de la resistencia de la solución, por ello medir la conductividad
es en realidad, medir la resistencia eléctrica. Su unidad es Ω−1
también
llamado siemens (S).

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Donde:
R: resistencia expresada en Ohmios Ω.
CONDUCTIVIDAD ESPECÍFICA (k)
Se define como el recíproco de la resistencia de 1 𝑐𝑚3
de disolución a una
temperatura específica. La conductancia observada de una disolución
depende inversamente de la distancia entre los electrodos y directamente de
su área. Su unidad es Ω−1
/cm (o S/cm).
Donde:
L: Conductividad eléctrica en Siemens (S)
𝑙 : Longitud del conductor en centímetros (cm).
A: Área transversal del conductor (𝑐𝑚2
).
CONDUCTIVIDAD EQUIVALENTE (𝜆)
Se define la conductividad equivalente de una disolución cuando un
equivalente de electrolito conduce la corriente eléctrica, con lo cual se
podrían comparar la conductividad de diferentes electrolitos.
Se expresa en (
𝑆.𝑐𝑚2
𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒
).
Donde:
𝐤: conductividad específica se expresa en (𝐒/𝐜𝐦).
𝐂: Concentración de la disolución electrolítica (
𝑒𝑞−𝑔
𝐿
).
Para hacer compatible las unidades es necesario llevar el volumen de la
disolución a 𝑐𝑚3
.
ELECTROLITOS FUERTES Y DÉBILES
Los electrolitos son sustancias que se disuelven para dar una solución que
conduce la electricidad. Asimismo, un NO electrolito es la sustancia que se
disuelve para forma una solución que NO conduce la electricidad.

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Dependiendo del grado de disociación, los electrolitos se clasifican como
electrolitos fuertes, los cuales se disocian completamente, y los electrolitos
débiles, los que se disocian parcialmente.
Tabla de electrolitos fuertes, débiles y no electrolitos:
LEY DE KOHLRAUSCH
La variación de la conductividad equivalente de un electrolito fue
caracterizada experimentalmente por Kohlrausch, a una temperatura
determinada, frente a la raíz cuadrada de la concentración. Para algunos
electrolitos, las gráficas obtenidas en el dominio de bajas concentraciones
correspondían con bastante precisión a una línea recta.
Estas gráficas, para varios electrolitos se representan en la figura, aquí se
observa que aparecen dos tipos diferentes de comportamiento: aquellos
electrolitos que presentan esencialmente variación lineal, se les agrupa entre
los electrolitos fuertes (cloruro sódico y ácido clorhídrico); mientras que, los
que se aproximan a la conductividad límite de forma casi tangencial, están
agrupados como electrolitos débiles (ácido acético).
Variación de la conductancia equivalente con la raíz cuadrada de la
concentración:
Electrólitos fuertes Electrolitos débiles No Electrolitos
Cloruro de Sodio,
NaCl
Ácido Acético,
CH3COOH
Metanol,
CH3OH
Cloruro de Potasio,
KCl
Ácido Fluorhídrico,
HF
Etanol,
CH3CH2OH
Hidróxido de Potasio,
KOH
Amoniaco, NH3 Glucosa,
C6H12O6
Hidróxido de Sodio,
NaOH
Úrea, CO(NH2)2 . Sacarosa,
C12H22O11
Hidróxido de Bario,
BaOH
Agua, H2O
Ácido Clorhídrico,
HCl
Ácido Sulfúrico,
H2SO4,
Ácido Nítrico, HNO3

6
4. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS
MATERIALES:
-Vaso de precipitados de 100 ml
-Piceta
-Bagueta
-Pipeta y bombilla de succión
EQUIPOS:
-Medidor de Conductividad
REACTIVOS:
-Solución de HCl a diferentes
concentraciones
-Solución de NaOH a
diferentes concentraciones
5. PROCEDIMIENTO
Utilizar el siguiente simulador
http://web.mst.edu/~gbert/conductivity/cond.html
1. Seleccionar un catión y anión para formar un compuesto iónico, al
seleccionar el anión debemos presionar aceptar.
2. Presionar en “conc” y colocar el valor de una concentración, aparece por
defecto 0,0010, podemos iniciar con ese valor o escribir el valor de la
concentración deseada y aceptar. Se recomienda que las
concentraciones a considerar sean menores 0,2M.
3. Luego se observará el conductímetro y la sonda. Presionar la barra violeta
para leer el valor de la conductividad.
4. Hay dos rangos en el medidor:
• 0 – 1999,9 μS
• 2 _ 199,9 mS

7
Se tiene por defecto el primer rango.
Cuando no se obtiene valores apropiados de conductividad, presionamos
en el cuadradito blanco y cambiamos de escala y obtenemos el valor de
la conductividad en mS.
La constante de la celda para el electrodo es 1/cm
Si en el medidor obtenemos el valor de 45,6 μS de conductividad la
constante de la celda en este simulador es 1 cm, la conductividad
específica para el ejemplo es: K = 545 μS/cm.
6. TABLA DE DATOS Y RESULTADOS
• Realizar las mediciones de conductividad para diferentes concentraciones
para 2 electrolitos fuertes y 2 electrolitos débiles.
• Realizar el llenado de tablas para cada solución.
• Grafique para cada solución, la conductividad equivalente vs la raíz
cuadrada de la concentración.
ELECTROLITO FUERTE
Tabla 1: Conductividad del 𝑵𝒂𝟐𝑺𝑶𝟒
Número
de
Medición
Concentración
N
Conductividad
Especifica
μS/cm
Conductividad
Equivalente S
cm2/equiv
I 0.0030 7592.95 1265.49
II 0.0025 6377.46 1275.49
III 0.0020 5147.62 1286.91
IV 0.0015 3902.25 1300.75
V 0.0010 2637.75 1318.88
VI 0.0005 1345.77 1345.77
Medición 1

8
Medición 2
Medición 3
Medición 4

9
Medición 5
Medición 6

10
Tabla 2: Conductividad del 𝑯𝑵𝑶𝟑
Número
de
Medición
Concentración
N
Conductividad
Especifica
μS/cm
Conductividad
Equivalente S
cm2/equiv
I 0.0030 13696.71 4565.57
II 0.0025 11436.63 4574.652
III 0.0020 9168.19 4584.095
IV 0.0015 6892.58 4595.05
V 0.0010 4610.99 4610.99
VI 0.0005 2319.84 4639.68
Medición 1
Medición 2

11
Medición 3
Medición 4
Medición 5

12
Medición 6
ELECTROLITO DÉBIL
Tabla 3: Conductividad del 𝑵𝑯𝟒𝑶𝑯
Número
de
Medición
Concentración
N
Conductividad
Especifica
μS/cm
Conductividad
Equivalente S
cm2/equiv
I 0.0030 648.98 216.33
II 0.0025 592.81 237.124
III 0.0020 529.46 264.73
IV 0.0015 458.95 305.97
V 0.0010 372.89 372.89
VI 0.0005 261.74 523.48

13
Medición 1
Medición 2
Medición 3

14
Medición 4
Medición 5
Medición 6

15
Tabla 4: Conductividad del 𝑪𝑯𝟑𝑪𝑶𝑶𝑯
N°
Medición
Concentración
N
Conductividad
Especifica μS/cm
Conductividad
Equivalente S cm2/equiv
I 0.0030 957.34 319.11
II 0.0025 873.67 349.47
III 0.0020 780.45 390.225
IV 0.0015 674.08 449.39
V 0.0010 547.39 547.39
VI 0.0005 381.26 762.52
Medición 1

16
Medición 2
Medición 3
Medición 4

17
Medición 5
Medición 6

18
7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
• Un electrolito débil se disocia muy poco, de manera que no se produce
una suficiente concentración de iones, por lo que no puede haber flujo
de corrienteeléctrica, por ello en los datos de la tabla son bajos los
datos conductividad.
• Mayor será la lectura del conductímetro mientras sea un electrolito
fuerte.
• Al graficar la conductividad equivalente Vs √𝐶, donde C es la
concentración (N) del compuesto 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻, en la cual se analizó 6
veces el compuesto, pero en diferentes concentraciones, representa
una curva.
• Al graficar la conductividad equivalente vs √𝐶 , donde C es la
concentración molar del compuesto Na2SO4, la cual se analizó 6
veces el compuesto, en diferentes concentraciones, representa
aproximadamente su línea de tendenciaa una línea recta.
8. CONCLUSIONES
• Las conductividades, eléctrica, especifica y equivalente dependen de
la concentración, es decir, cuanto más diluida esté una solución, su
conductividad aumentará.
• La conductividad Específica no siempre será mayor a la conductividad
Equivalente.
• Con los datos obtenidos en el EXPERIMENTO N°2 “Conductividad de
𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻” se obtuvo una gráfica representada por una curva, lo cual
es indicador la presencia de un electrólito débil.
• Para el caso de los electrolitos fuertes, la gráfica conductividad
equivalente Vs √𝐶, se observa una línea recta.
• Para el caso de los electrolitos débiles, la gráfica conductividad
equivalente Vs √𝐶, se observa una curva.
• La conductividad eléctrica nos indica si un eléctrico se disocia
completamente o parcialmente.
• La conductividad eléctrica es proporcional al número de iones
disueltos en la disolución o, mejor dicho, al número de cationes o
aniones presentes en dicha disolución.
• En los electrolitos débiles, la conductividad equivalente aumenta
considerablementecon la dilución debido a que el soluto se disocia

19
cada vez más, a mayor dilución, dando un aumento considerable en
el número total de iones, que son los transportadores de la corriente.
• En los electrolitos fuertes, la conductividad equivalente experimenta
un leve aumento con la dilución debido a que los iones se mueven
más rápido cuando están más separados y no son retenidos por iones
de carga opuesta.
• El número total de iones que transporta la corriente sigue siendo
prácticamente el mismo.
• Analizando la gráfica del Na2SO4, se observó una línea recta por lo
tanto se considera al Na2SO4 como electrolito fuerte.
9. RECOMENDACIONES
• No olvidar anotar los datos en una hoja aparte.
• Tener en cuenta siempre con que ácidos o bases estamos trabajando
para evitar errores.
• Tener mucho cuidado con el manejo de las sustancias.
• Experimentar con diferentes sustancias con ayuda del simulador a
diferentes temperaturas para llegar a una descripción mejor al brindar
resultados.
• Tener cuidado con las unidades al momento de realizar las
operaciones convenientes.
SEGURIDAD Y DISPOSICIÓN DE SÓLIDOS
• Para este experimento es necesario que tengas tus Equipos de
Protección Personal (EPP) y tu guardapolvo.
• Debes tener puesto el guardapolvo, que debe ser completo y estar
abotonado.
• El pantalón debe ser largo y los zapatos cerrados.
• Si tienes cabello largo, debe recogerlo o trenzarlo para evitar el
contacto directo con sustancias químicas, debes utilizar guantes
durante las experiencias.
• Para evitar lesiones en el ojo por salpicaduras de soluciones o
sustancias químicas, utiliza sus lentes de seguridad.
AL TERMINAR LAS EXPERIENCIAS
• Dejar limpio los materiales utilizados y su área de trabajo.

20
• Tener en cuenta que la disposición de los residuos generados no se
puede eliminar los residuos generados libremente, porque
contaminamos nuestro medio ambiente.
10.CUESTIONARIO
1. Explica cómo funciona el medidor de conductividad
Los electrodos generalmente están hechos de platino y están
dispuestos concéntricamente y los resultados se determinan de
acuerdo con la distancia entre el electrodo y su área de superficie. Los
electrodos se colocan en el líquido a medir y se aplica a la tensión. El
medidor convierte esta lectura en micromhoss milli-gold o Siemens * m2
/ m por centímetro.Este valor indica el total de sólidos disueltos.
2. Explique la Ley de Kohlraush.
La variación de la conductividad equivalente de un electrolito fue
caracterizada experimentalmente por Kohlrausch, a una temperatura
determinada, frente a la raíz cuadrada de la concentración, y, para
algunos electrolitos, las gráficas obtenidas en el dominio de bajas
concentraciones correspondían con bastante precisión a una línea
recta.
Estas gráficas, para varios electrolitos se representan en la figura:
1. Aquí se observa que aparecen dos tipos diferentes de
comportamiento: aquellos electrolitos que presentan
esencialmente variación lineal, se les agrupa entre los electrolitos
fuertes; mientras que, los que se aproximan a la conductividad
límite de forma casi tangencial, están agrupados como electrolitos
débiles.
De la figura 1 se puede observar una interesante relación al
extrapolar los valores de las conductividades de los electrolitos
hasta la dilución infinita, para obtener la llamada conductividad
equivalente límite. Estas conductividades, que se representan por
Λo, son la base de la Ley de Kohlrausch o de la migración
independiente de los iones.
2. La ley de Kohlrausch para el cálculo de la conductividad
equivalente para electrólitos fuertes se cumple a concentraciones
sumamente diluidas (c = 0), bajo estas condiciones los efectos de
las interacciones moleculares se hacen despreciables y el modelo

21
puede explicar los valores experimentales. A medida que la
concentración aumenta los datos experimentales se alejan de la
linealidad que la ley propone. Para explicar estas desviaciones
como consecuencia del aumento de las interacciones moleculares,
Theodore Shedlovsky propuso una modificación de la ley de
Kohlrausch. Se ha determinado las constantes de este modelo en
un ambiente Solver de Microsoft Excel para 12 electrólitos, de
modo que; haciendo uso de los datos experimentales recopilados
en un rango de 0-1N, estas constantes permiten generar datos y
compararlos con los valores experimentales. Los resultados
obtenidos muestran que este modelo predice satisfactoriamente
los datos experimentales.
3. Aplicaciones relevantes de la conductividad.
Las medidas de conductividad se utilizan para controlar la calidad de
los suministros públicos de agua, en hospitales, en el agua de las
calderas y en las industrias que dependen de la calidad del agua, tales
como en las de elaboración de la cerveza.
11.FUENTES DE INFORMACIÓN
https://web.mst.edu/~gbert/conductivity/cond.html
-Negi, A. y Anand, S. (1985) A texbook of Physical Chemistry. (1era
Edición). New Delhi: New age International. (p. 220 – 222).
-Atkins, P. (2008). Química Física. (8va Edición). Editorial Medica
Panamericana.(pg. 760-765)

22
12. ANEXO
Esquema de procedimiento:
Elección de Catión.
Elección de Anión.

23
Definición de la concentración de la solución.
Hallar la conductividad

24
Para los casos donde la concentraciones son superiores a 2 se realiza:

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