Físico-Química e a Condutividade

Físico-Química e a Condutividade

(Parte 1 de 3)

UNIVERSIDADE IBIRAPUERA Curso de Química

RELATÓRIO Prática n.1 – MEDIDA DA CONDUTIVIDADE DE ELETRÓLITOS

Aurélio Lemos

Alison de Carvalho Fernandes

Diogo Motta

Everton Bonturim Glicia Souza Alves Wagner Roberto da Silva

São Paulo 2008

RELATÓRIO Prática n.1 – MEDIDA DA CONDUTIVIDADE DE ELETRÓLITOS

Trabalho apresentado como parte da avaliação da disciplina Processos Físico- Químicos do curso de Química da Universidade Ibirapuera, sob orientação da professora Dra. Célia Aparecida Lino dos Santos.

São Paulo 2008

1. INTRODUÇÃO4
2. OBJETIVOS5
3. Introdução Teórica6
4. Condutância6
5. Corrente Elétrica7
6. Princípios dos Cálculos8
7. EXPERIMENTAL9
7.1. Materiais9
7.2. Reagentes9
7.3. Equipamentos9
8. Procedimentos10
9. RESULTADOS12
9.1. Condutividade Medida12
10. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS13
1. Condutividade da água destilada15, 21
12. Condutividade Real dos eletrólitos15
13. Comparação dos resultados da condutividade real dos eletrólitos16
14. Condutividade Molar dos Eletrólitos17
15. Condutividade Limite dos Eletrólitos18
16. Grau de Dissociação dos Eletrólitos20

Página 17. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 21

Apresenta-se aqui o relatório da aula experimental realizada aos 26 dias do mês de Agosto, em presença da professora Dra. Célia Aparecida Lino dos Santos e da turma do 4º semestre do curso de Química, no laboratório da Universidade.

Em princípio a intenção deste relatório é de analisar e comentar/discutir os resultados obtidos a partir dos testes realizados, para isso, contamos com a teoria estudada no decorrer do semestre, das aulas de Processos Físico-Químicos.

Para que possamos compreender melhor os fenômenos aqui estudados e observados iremos retomar alguns conceitos básicos de Condutância, Condutividade e Dissociação de Eletrólitos aquosos.

Sabemos que grande parte das propriedades físicas e químicas das substâncias nos permite caracterizá-las e, uma que pode ser facilmente utilizada é essa, a condutividade.

O objetivo deste relatório é constatar a existência das diferentes constantes de condutividade para cada substância e concentração, além de entender melhor como caracterizá-las e medi-las no que diz respeito a sua “força”.

Esta propriedade, a condutividade, é fundamentada na capacidade que um eletrólito tem para conduzir uma corrente elétrica, já que no condutivímetro a tensão aplicada é igual a 1 V (volt), então a condutância(C) pode ser considerada igual a corrente elétrica(i). Assim teremos, C = i

Sempre que tornamos o teórico em prático, gravamos em nossa mente uma espécie de ilustração e tradução do que apenas havíamos construído no imaginário, dessa forma, o abstrato às vezes representado e ilustrado nas páginas dos livros, torna-se “vivido” pelo aluno, facilitando a compreensão do fenômeno.

A condutância de um eletrólito é uma medida da corrente que ele pode conduzir, e corrente é a proporção de transferência da corrente elétrica. A carga é conduzida através do eletrólito pelos íons e, portanto, a condutância de um eletrólito depende da quantidade ou proporção de carga que os íons podem conduzir.

Essa velocidade de condução depende de três fatores: 1. O número de cargas de cada íon, obviamente, a um íon polivalente está associada mais carga que a um íon univalente; 2. Da concentração dos íons, quanto mais íons estiverem presentes, maior a velocidade com que a carga pode ser transferida; 3. Da velocidade dos íons, novamente, quanto mais rapidamente um íon se desloca, maior a velocidade de transferência de carga.

A velocidade do íon depende de quatro fatores: 1. Intensidade do campo elétrico; 2. A viscosidade do solvente; 3. Efeito de assimetria. Esse efeito retarda o íon, sua intensidade depende da concentração; 4. Efeito eletroforético. Ele retarda o íon porque aumenta a resistência da viscosidade do solvente, a intensidade desse efeito também depende da concentração.

Nada mais é que o movimento de cargas elétricas no mesmo sentido e direção, sendo que essas cargas movem-se através da matéria. Existem duas condições necessárias para que se possa estabelecer uma corrente elétrica entre dois pontos:

• Deve haver um percurso entre os dois pontos, ao longo do qual as cargas possam se movimentar;

• Deve existir uma diferença de potencial elétrica entre os dois pontos.

Existem materiais que permitem fácil movimentação das cargas, citamos, por exemplo: metais e ligas metálicas, muitos líquidos e gases ionizados. Esses materiais são classificados como condutores. Sólidos não metálicos, certos líquidos e gases não ionizados, não permitem um movimento apreciável das cargas elétricas e são classificados como isolantes.

A partir das medidas apuradas na prática em laboratório obtemos uma série de valores para condutividade dos eletrólitos em concentrações diferentes, para tanto temos a necessidade de realizar alguns cálculos básicos para a constatação de determinadas características das soluções estudadas, como por exemplo, a condutividade molar, a condutividade a diluição infinita, o grau de dissociação etc. Para isso, utilizaremos determinadas equações matemáticas que nos facilitaram a identificação de cada item e a sua relação com os demais.

Condutividade Molar:

Grau de dissociação α:

Condutividade Molar a diluição infinita:

Baseando-se nessas fórmulas e na relação gráfica de alguns dados obtidos podemos concluir a ligação entre determinadas características significativas das propriedades dos eletrólitos analisados.

1. Materiais: 1.1. 1 Suporte Universal 1.2. 2 Buretas de 50 ml 1.3. 14 Balões de fundo chato (100 ml) 1.4. 2 Beckers de 100ml 1.5. 2 Funis de vidro 1.6. 1 Bagueta 1.7. 30 Copos plásticos descartáveis (50 ml) 1.8. 1 Termômetro de mercúrio 1.9. 1 Pisseta com água destilada 1.10. 1 Caneta para rotular os balões

2. Reagentes: 2.1. 500 ml de solução estoque 1,0 mol/L de ácido acético P.A. 2.2. 500 ml de solução estoque 1,0 mol/L de cloreto de potássio P.A.

3. Equipamentos: 3.1. 1 Condutivímetro (B230 – MICRONAL) com célula de eletrodos de platina (Pt) e padrão de condutividade.

4. PROCEDIMENTOS

4.1. Separar e identificar os materiais para cada solução a ser utilizada; 4.2. Ambientar as buretas com as respectivas soluções a serem utilizadas em cada uma, ou seja, separar uma pequena quantidade de cada reagente (cerca de 25ml) e lavar as paredes da vidraria com a solução e descartar, assim evitaremos a presença de resíduos e poeira quando formos medir a solução a ser testada; 4.3. Preencher e zerar a bureta com a solução de ácido acético 1,0 mol/L. Repetir o mesmo procedimento para a solução de cloreto de potássio. 4.4. Rotular os balões com as respectivas concentrações a serem preparadas com os reagentes;

4.5. Preparação (diluição) das soluções de ácido acético (CH3COOH) de acordo com a tabela 1-A (Anexo);

4.6. Preparação (diluição) das soluções de cloreto de potássio de acordo (KCl) com a tabela 2-A (Anexo); 4.7. Separar dois copos plásticos descartáveis e enchê-los com água destilada; 4.8. Utilizar os copos plásticos com água destilada para calibrar o condutivímetro e seu padrão; 4.9. Separar 28 (vinte e oito) copos plásticos para as 14 amostras de soluções de ácido acético preparadas anteriormente, dividir dois copos por solução e enchê-los tomando o cuidado para não misturar as amostras; 4.10. Fazer o mesmo com as 14 amostras de soluções de cloreto de potássio, tomando o cuidado novamente para não misturar as amostras; 4.1. Cada amostra em sua respectiva concentração deverá estar em dois copos, pois será necessário ambientar a célula do condutivímetro com uma delas para depois fazer a medição correta, evitando assim a saturação dos eletrodos e contaminação com outras amostras presentes na parede do bulbo da célula; 4.12. O primeiro copo deve servir para a ambientação da célula de condutividade e o segundo copo para a realização das medidas; 4.13. Lavar previamente a célula com água destilada, para eliminar possíveis resíduos presentes na parede dos eletrodos; 4.14. Medir a temperatura de cada solução antes de fazer a leitura da condutividade; 4.15. Executar as medições de cada solução, tomando o cuidado para que seja feito sempre da solução menos concentrada para as mais concentradas;

4.16. Após cada medida, deve-se lavar a célula de condutividade com água destilada em abundância.

5. RESULTADOS

Primeiramente, seguimos todos os procedimentos pré-determinados na orientação da professora e analisamos que ao preparar toda estrutura, a temperatura ambiente estava em aproximadamente 23°C.

TABELA 3 – Valores de condutividade medidos a partir das soluções de CH3COOH:

TABELA 4 –Valores de condutividade medidos a partir das soluções de KCl:

*O equipamento utilizado para medir a condutividade de cada substância não permitia a leitura acima de 20mS, ou seja, as soluções de KCl com concentração de 0,30 mol/L e 0,50 mol/L não puderam ser analisadas, visto que sua condutividade ultrapassa o limite de leitura do condutivímetro utilizado.

6. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

A partir dos resultados obtidos, visualizamos uma crescente linha que indica a condutividade do composto analisado e, podemos perceber que esta aumenta gradativamente com a concentração, observando assim uma grande dependência entre essas características.

Abaixo apresentação todos os resultados dos cálculos e análises realizados com base nos dados obtidos a partir dos experimentos feitos em laboratório:

Gráfico 1 – Apresentação dos resultados da tabela 3:

Gráfico 2 – Apresentação dos resultados da tabela 4: Condutividade µS.cm-1

Condutividade mS.cm-1

0,025 0,05 0,1 0,15 0,2 0,3 0,5 Condutividade HAcLinear (Condutividade HAc)

(Parte 1 de 3)

Comentários