Introdução à Condutometria: Conceitos, Métodos e Aplicações, Exercícios de Geometria

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Eletroquímica

Condutometria

Tipos de métodos eletroanalíticos

Métodos Eletroanalíticos

Métodos Interfaciais Métodos Não-Interfaciais

Estáticos Dinâmicos

Potenciometria (^) Potencial Controlado

Corrente Constante

Voltametria Amperometria Eletrogravimetria Coulometria a Potencial Constante

Titulações Coulométricas Eletrogravimetria

Condutometria (^) CondutométricasTitulações

Titulações Potenciométricas

Métodos Condutométricos

Tipos de condutores

1. Condutores de primeira classe (ou eletrônicos) – metais, ligas metálicas, semi-condutores. Nestes casos a condução de corrente elétrica é feita por elétrons, não envolvendo transporte de matéria durante o processo de condução de corrente e sem alteração das propriedades químicas do condutor.
2. Condutores de segunda classe (ou eletrolíticos) – soluções iônicas. Nestes casos a condução de eletricidade se dá às custas do movimento de íons em solução, ou seja, com transporte de matéria. Em análise condutométrica só tem interesse na condutância dos condutores de segunda classe.

Métodos Condutométricos

A condutividade elétrica de uma substância ou

solução é definida como a capacidade dessa em

conduzir corrente elétrica.

 A condutância específica (k) ou condutividade da solução

de um eletrólito é função da concentração deste. Para um eletrólito forte, k aumenta muito com o aumento da concentração. Para um eletrólito fraco, k aumenta muito gradualmente com o aumento da concentração.

 A resistência e a condutância variam com a temperatura.  Condução eletrônica (metálica): ↑ T ↑ R  Condução iônica: ↑ T ↓ R

Métodos Condutométricos

Eletrólito forte Eletrólito fraco

Examinando a dependência da condutividade com a concentração é possível determinar a condutividade de eletrólitos a uma diluição infinita e desta forma calcular o grau de dissociação e a constante de dissociação de eletrólitos fracos.

Sem interações na solução Com interações iônicas na solução

O valor da condutividade molar iônica limite

Quando a concentração de eletrólito tende a ZERO, a condutividade molar é chamada de condutividade molar à diluição infinita, .

No caso de eletrólitos fortes,  pode ser determinado através da lei de Kohlrausch da migração independente dos íons. Segundo esta lei, em diluição infinita, os íons têm comportamento independente:

 +^ e  -^ são as condutividades molares iônicas limite dos cátions e ânions, respectivamente, à diluição infinita, calculadas a partir de suas mobilidades em diluição infinita.

  ....( 5 )

 (^) m    k c

Condutividade molar do KCl versus a raiz quadrada da concentração

Para eletrólitos fortes,  diminui linearmente com o aumento da c

Para eletrólitos fracos, a diminuição de  é muito mais acentuada com o aumento da c

Eletrólitos fracos - Lei de diluição de OSTWALD

Os eletrólitos fracos não se dissociam completamente e possuem condutividade menor do que os eletrólitos fortes. Com o aumento da concentração de íons 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 iônica limite.



   m

m

K c m^ c





A lei de diluição de Ostwald é válida para eletrólitos fracos, permitindo desta forma calcular a constante de dissociação (K).

.( )^2

 K

m c

m

A figura abaixo mostra esta relação para o ácido acético. A lei de diluição de Ostwald mostra que a condutividade molar a diluição infinita pode ser obtida da intersecção com a ordenada 1/  m.

0.0 (^) 0.

m

m.C

1

1 o o

Inverso da condutividade molar do ác. acético versus o produto da condutividade molar e a concentração.

 HAc  KCl

= 390,5 S.cm^2 .mol-1^ Ka = 1,9 x 10-

= 149,86 S.cm^2 .mol-

.( )^2

 K

m c

m

Exercícios

Questão 01: Dadas as soluções de HCl 0,10 mol L-1^ e HAc 0,50 mol L-1, indique a que apresenta maior condutividade elétrica.

Questão 02: Quando uma solução de ácido acético 0,012 mol L-1^ é colocada numa célula de condutividade tendo constante igual a 0,20 cm-1, obtém-se uma resistência igual a 1100 . Calcular a condutividade da solução e a constante de dissociação do ácido acético. (H 3 O+) = 349,8 -1^ cm^2 mol- (Ac-) = 40,9 -1^ cm^2 mol-

A condutância de uma solução é determinada pela

medida da resistência entre dois eletrodos de platina

em uma célula com geometria bem definida.

• As medidas não podem ser realizadas sob corrente

contínua (CC ou corrente direta, DC) por causa da

ocorrência de reações eletródicas: oxidação no

ânodo e redução no cátodo.

• Existem vários dispositivos eletrônicos capazes de

operar em corrente alternada e mensurar a resistência

da solução, que será apresentada como condutância

caso seja desejado.

• Cte de célula = 1,00 cm-

Condutometria direta :

Correlaciona a condutividade com a concentração de um

eletrólito. Tem aplicação muito limitada devido à falta

de especificidade da medida de condutância.

Titulação condutométrica :

Assim como a titulação potenciométrica, a titulação

condutométrica registra as variações da condutância

devido às variações das concentrações das espécieis

iônicas que participam da reação envolvida. Uma série de

medidas antes e depois do PE, assinala o ponto final da

titulação como uma descontinuidade na variação da

condutância.