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DETERMINAR LA CONCENTRACIN DE UN CIDO EN UNA MUESTRA PROBLEMAMEDIANTE UNA VALORACIN CONDUCTIMTRICA

Andrea Herrera

Yeli ca Madri d

Profesor(a): Cristina de Sousa, Preparador(a): Wislenny Vsquez

Laboratorio de Qumica Analtica, seccin 62, muestra N 06Escuela de Qumica, Facultad de Ingeniera, Universidad de Carabobo

Valencia, 12 de junio del 2012

RESUMENLa conductimetra es un mtodo que se utiliza para medir la conductividad de una solucin,

determinada por su carga inica o salina, de gran movilidad entre dos puntos de diferente potencial. Elobjetivo perseguido durante la experiencia prctica es determinar la concentracin de iones H

+

presentes en la muestra problema por medio de la medicin de su conductancia, titulando la muestra

con NaOH a una concentracin conocida.

Palabras clave: conductividad, titulacin, conductimetra carga inica.

INTRODUCCIN

La conductimetra es una tcnica experimental

que utiliza a la conductancia como medida. Laconductancia es una propiedad que mide la

facilidad con que los portadores de carga migran

bajo la accin de un campo elctrico [1]. La ley

de Kohlrausch rige esta tcnica y dicta que la

conductancia depende de la concentracin. Por lo

tanto para las valoraciones conductimtricas se

grafica conductancia en funcin del tiempo para

conseguir la concentracin [2]. Los usos

principales estn confinados al anlisis de

mezclas binarias de agua- eletrolito, la cual es til

como criterio de pureza del agua destilada [3].

METODOLOGA

En un baln aforado de 100 mL se dispone de una

cantidad de muestra problema de concentracin

desconocida. Dicha cantidad de muestra debe

aforarse con agua destilada. En el vaso de plsticodispuesto para el experimento se agrega agua y 5

mL de muestra problema medidos con una pipeta

volumtrica de 5 mL (paso 4, de la pgina 6). El

conductmetro es el equipo a utilizar, el mismo

debe estar calibrado para evitar desviaciones en el

clculo (paso 5, de la pgina 6). Posteriormente

se debe limpiar el electrodo de vidrio (paso 7, de

la pgina 7). Tomar una escala para trabajar con

el conductmetro de manera que las medidas sean

lo ms precisas posibles evitando as errores de

paralaje. Luego de preparar de esta manera la

prctica se procede al curado y llenado de la

bureta de 50 mL con el hidrxido de sodio

titulante y se comienza a titular. Se realizan dos

titulaciones utilizando la misma tcnica variando


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el intervalo de NaOH que se adiciona, esto con la

finalidad de determinar un volumen ms preciso.

RESULTADOS Y DISCUSIN

Tabla 1. Valores De Conductancia Para La Muestra N 06.

Primera Titulacin

Volumen

agregado

NaOH (mL)

Conductancia leda

(ohm-1)

Conductancia

corregida (ohm-1)

0 1,60 1,60

0,5 1,50 1,51

1 1,35 1,36

1,5 1,24 1,25

2 0,95 0,96

2,5 0,86 0,883 0,75 0,77

3,5 0,64 0,66

4 0,53 0,55

4,5 0,58 0,60

5 0,65 0,67

5,5 0,75 0,78

6 0,83 0,87

6,5 0,91 0,95

7 0,99 1,04

7,5 1,08 1,14

8 1,17 1,248,5 1,25 1,33

9 1,35 1,44

9,5 1,43 1,53

10 1,50 1,61

10,5 1,58 1,70

Como se puede apreciar en la Tabla 1, al realizar

la titulacin con NaOH el conductmetro arroja

una conductancia determinada la cual cuenta con

un error de la escala del conductmetro, esta debeser tomada en cuenta al momento de realizar

cualquier clculo. Si se grafican los valores de

conductancia en funcin del volumen de NaOH

agregado, se obtendrn dos rectas de pendientes

diferentes, de cuya interseccin se podr obtener

el punto final de una valoracin. Ahora bien, al

graficar dichos valores de conductancia se

observa una curva, por lo cual se aplica un factor

de correccin que permite linealizar la curva para

obtener el punto de interseccin deseado [4].

Figura 1. Conductancia de la muestra problema en funcindel volumen de NaOH agregado

La conductancia graficada es la conductancia

corregida que es la que facilita una lectura de su

punto de interseccin [4].

A medida que se agrega el reactivo valorante

(NaOH), los H+

del cido van siendo consumidos

por los OH-

para formar agua. Estos H+

son

progresivamente sustituidos por iones Na+, los

cuales poseen una menor conductancia inica quelos H

+, y por lo tanto la conductancia de la

disolucin disminuye. Luego del punto

equivalente, el exceso de iones Na+

y OH-

provoca el aumento de la conductancia de la

disolucin verificndose la segunda recta que se

muestra en la figura. La pendiente de la recta

correspondiente a la fase final de la valoracin

(ms all del punto equivalente) es menor que la

pendiente inicial debido a que la suma de las

conductividades inicas del Na+ y el OH- esmenor que la correspondiente suma para los iones

H+

y el ion del cido presente [2].

A continuacin se presentan tambin los datos

obtenidos con la segunda titulacin la cual se

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

0 5 10Conductancia(-1

)

(VNaOH 0,01 )

Conductancia (1) en Funcion del Volumen deNaOH agregado

Conductanc

en Funcion

Volumen d

NaOH


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realiza con el fin de mejorar la exactitud del

volumen determinado.

Tabla 2. Valores De Conductancia Para La Muestra N 06.

Segunda Titulacin

Volumenagregado

NaOH

(mL)

Conductancia leida(ohm-1) Conductancia corregida(ohm-1)

0 1,50 1,50

0,5 1,35 1,35

1 1,30 1,31

1,5 1,10 1,11

2 1,05 1,07

2,5 0,90 0,92

3 0,79 0,81

3,5 0,68 0,70

4 0,59 0,61

4,5 0,50 0,52

5 0,56 0,58

5,5 0,64 0,67

6 0,78 0,81

6,5 0,84 0,88

7 0,93 0,98

7,5 1,03 1,09

8 1,13 1,19

8,5 1,22 1,29

9 1,29 1,37

9,5 1,35 1,44

10 1,44 1,54

10,5 1,48 1,59

Figura 2. Conductancia de la muestra problema en funcin

del volumen de NaOH agregado. Segunda corrida.

Es importante sealar que la concentracin de la

muestra problema juega un papel fundamental en

el desarrollo de titulaciones conductimtricas ya

que la conductividad es una propiedad que mide

la facilidad con que los portadores de carga

migran bajo la accin de un campo elctrico. Para

el caso de un conductor inico, son los cationes y

aniones de la solucin los que intervienen en el

transporte de la corriente. Esta movilidad inica

es mayor mientras ms diluida se encuentre la

muestra. Debido a que la concentracin de la

muestra es desconocida, se le agrega agua

suficiente como para permitir que ocurra el

cambio de conductancia buscado. Se puede

apreciar entonces que la muestra est bien diluidapuesto que los cambios de conductividad se

dieron de manera satisfactoria permitiendo

visualizar el punto de equivalencia en cada una de

las corridas de titulacin [5].

CONCLUSIONES

Se prepar el montaje del equipo necesario para

llevar a cabo la experiencia prctica. Se determin

el volumen final de NaOH. Se determin el puntofinal de la titulacin conductimtrica. Se

determin la concentracin de la muestra

problema analizada, nmero 06.

REFERENCIAS

[1] Castellan, G. (1987). Fisicoquimica. 2da

edicin. Editorial Pearson. Mxico. Pp: 820, 821,

822.

[2] Skoog, D.A., West, D.M. (1987). Anlisis

Instrumental. 2da edicin. Editorial

Interamricana. Pp: 671-682.

[3] Brunatti, C., De Napoli, H. (2010).

Titulaciones Conductimtricas. [Documento en

lnea] Disponible en

Consultado el 09 de junio del 2012.

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

0 5 10

Conducta

ncia(-1

)

(VNaOH 0,01)

Conductancia (2) en Funcion del Volumende NaOH agregado

Conductancia

en Funciondel Volumen

de NaOH
http://www.ciens.ucv.ve/http://www.ciens.ucv.ve/


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[4] Universidad Nacional de la Plata. (2010).

Conductimetra. [Documento en lnea] disponible

en < catedras.quimica.unlp.edu.ar/guas/2010-TP-

08-titulaciones_conductimetricas.pdf>

Consultado el 09 de junio del 2012

[5] Chang, R. (1986). Fisicoqumica con

aplicaciones a sistemas biolgicos. 3ra edicin.

Editorial CECSA. Pp: 245-288


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CLCULOS TPICOS

Determinacin de la correccin aplicada a los volmenes leidos como volumen del punto final de latitulacinMediante la ecuacin 1 se obtiene la correccin aplicada al volumen de NaOH agregado

fc=

(1)

dnde:

fc: Factor de correccin (adim)

VNaOH: Volumen de NaOH aadido (mL)

VT: Volumen total de la muestra problema diluida (mL)

Sustituyendo los datos en la ecuacin, para cada volumen del punto final, se obtienen los resultados

siguientes:

fc=()

fc=()

Determinacin de la conductancia corregida para cada punto finalMediante la ecuacin 2 se obtiene la conductancia corregida para cada punto final

Cc= Cl*fc (2)

Donde:

Cc: Conductancia corregida (ohm-1)

Cl: Conductancia leida del equipo (ohm-1)

Sustituyendo los datos en la ecuacin, para cada conductancia se obtienen los siguientes resultados:

Cc1= 0,58*1,0357= 0,6007

Cc2= 0,50*1,0321= 0,5160

Determinancin de la concentracin de la muestra problema para el volumen finalMediante la ecuacin 3 se obtiene la concentracin de la muestra problema para el volumen final ledo

Mmp=

(3)

Donde:

Mmp: Concentracin de la muestra problema (mol/L)

MNaOH: Concentracin de NaOH (mol/L)

VNaOH: Volumen de NaOH aadido (L)

Vmp: Volumen de la muestra problema (L)

Sustituyendo los datos en la ecuacin se obtiene:

Para la primera titulacin:


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Mmp=

= 0,1069 mol/L

Para la segunda titulacin:

Mmp=

= 0,0962 mol/L

Clculo del errorAplicando el criterio de propagacin de errores, se tiene para cada concentracin la siguiente ecuacin:

Mmp= (

) * Mmp (4)

Donde:

Mmp: Error de la concentracin de la muestra problema (mol/L)

MNaOH: Error de la concentracin de NaOH (mol/L)

VNaOH: Error del volumen de NaOH agregado (L)

Vmp: Error del volumen de la muestra problema (L)

Sustituyendo los datos en la ecuacin se tiene lo siguiente:

Para la primera titulacin:

Mmp= (

) * 0,1069= 5,276x10

-4

Para la segunda titulacin:

Mmp= (

) * 0,0962=4,962x10

-4

Determinacin de la concentracin promedio de la muestra problemaMediante la ecuacin 5 se determina la concentracin promedio de la muestra problema

Mp=

(5)

Donde:

Mp: Concentracin promedio de la muestra problema (mol/L)

Mmp1: Concentracin de la muestra problema para la primera titulacin (mol/L)

Mmp2: Concentracin de la muestra problema para la segunda titulacin (mol/L)

Sustituyendo los datos se obtiene el siguiente resultado:

Mp=

= 0,1016 mol/L

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