RESUMEN La práctica realizada tuvo como objetivo el caracterizar una sustancia conductora conductora y una no conductora, conductora, se colocaron colocaron las diferentes diferentes sustancias sustancias en un vidrio reloj y en diferentes vasos de precipitados, con la ayuda de un conductímetro tro pudim dimos ver que sus sustancias presen sentaban conductividad eléctrica alta, cuales presentaban conductividad eléctrica muy muy baja baja y cual cuales es no prese present ntab aban an ningú ningún n tipo tipo de cond conduc ucti tivi vida dad d eléctrica, también determinamos la conductividad eléctrica de una vaso de prec precip ipiitado tado al añad añadiirle rle áci ácido sul sulfúri fúrico co,, del mism mismo o modo modo la conduc conductiv tivida idad d eléctri eléctrica ca de difere diferente ntess ácidos ácidos como: como: ácido ácido sulfúri sulfúrico, co, acético y clorídrico!
MATERIALES MATERIALES Y MÉTODOS MATERIALES • • •
"onductímetro eléctrico con sus electrodos #asos de precipitados #idrio reloj
REACTIVOS Sólidos:
$acarosa, dicromato de potasio, cloruro de sodio, cinta de magnesio, ierro y plomo! Líquidos
%gua, cloruro de sodio &sln', sacarosa &sln', etanol, dicromato de potasio &sln', ácido acético e idr()ido de sodio!
PROCEDIMIENTO 1. Clasi!a! Clasi!a!ió" ió" d# las sus$a"!ias sus$a"!ias !o"du!$ !o"du!$o%as o%as & "o !o"du!$o%as "olocamos las sustancias s(lidos en el vidrio reloj y las sustancias líquidas en vasos de precipitados, con el conductímetro probamos la conductividad eléctrica de cada una de las diferentes sustancias! *! Co"du!$i'idad & !o"!#"$%a!ió" d# solu!io"#s +n un vaso de precipitado lleno previamente con *ml de agua, se añadi( gota a gota ácido sulfúrico y cada vez que una gota era
añadida se probaba la conductividad eléctrica, luego de cada gota la conductividad eléctrica era diferente en algunos casos aumentaba y en otros disminuía! -! Co"du!$i'idad #l(!$%i!a d# )!idos *as#s .bservamos la conductividad de diferentes ácidos: ácido acético, ácido sulfúrico y ácido clorídrico! Los ordenamos en forma decreciente según su conductividad eléctrica! %/%L0$0$ 1 2+$3L4%5.$ Co"du!$i'idad #l(!$%i!a Clasi!a!ió" d# sus$a"!ias !o"du!$o%as & "o !o"du!$o%as:
$e utilizaron diferentes sustancias s(lidas y liquidas para determinar la conductividad eléctrica de cada una de ellas utilizando un conductimetro! $e coloc( ierro, magnesio, dicromato de potasio, sacarosa, cloruro de sodio y plomo en un vidrio de reloj para probar con el conductimetro si eran sustancias conductoras o no conductoras! +l dicromato de potasio y la sacarosa no son sustancias conductoras en cambio el magnesio, el cloruro de sodio, el plomo y el ierro si son altamente sustancias conductoras! $e utilizaron siete vasos de precipitado para añadir las sustancias liquidas y así determinar su conductividad eléctrica! La sacarosa, el idr()ido de aluminio y el idr()ido de cobre no son sustancias conductas, en cambio el dicromato de potasio, el idr()ido de potasio, el cloruro de sodio y el idr()ido de sodio si son sustancias conductoras! Las sustancias son conductoras dependiendo su concentraci(n y su potencial de ionizaci(n, estas sustancias se caracterizan porque son electrolitos que tienen todos sus iones libres denominados cationes y aniones que acen que este sea conductor eléctrico! Co"du!$i'idad & !o"!#"$%a!ió" d# solu!io"#s:
$e añadi( en un vaso de precipitado * mL de agua y se añadieron gotas de cloruro de sodio, después se agreg( gota a gota asta *6, probando la conductividad eléctrica en cada adici(n! La conductividad registrada inicialmente fue alta pero a medida de que se añadían las gotas de cloruro de sodio esta iba disminuyendo en cada intento!
Ta*la1. Co"du!$i'idad #l(!$%i!a #" !ada adi!ió" d# NaCl
gotas
7-,**
8 gotas
7-,79
gotas
7-,77
9 gotas
7*,;9
; gotas
7*,98
76 gotas
7*,<
77 gotas
7*,8
7* gotas
7*,-
7- gotas
7*,68
7< gotas
77,;;
7 gotas
77,;
78 gotas
77,;*
7 gotas
77,9<
79 gotas
77,<
7; gotas
77,*9
*6 gotas
77,-<
%l agregar cloruro de sodio al agua, solo se desprenden los iones y , los cuales se disuelven en el agua conformando los aniones y cationes, por lo cual ocurre que la conductividad eléctrica sea alta, pero al agua no es conductora de electricidad! Co"du!$i'idad #l(!$%i!a d# )!idos
$e determin( la conductividad eléctrica de los siguientes ácidos:
= >cido acético: /o conduce electricidad = >cido sulfúrico: "onduce electricidad ? ,** = >cido clorídrico: "onduce poca electricidad ? <,<8 Los ácidos generalmente tienden a conducir electricidad porque sus iones están libres, dependiendo la concentraci(n del ácido la conductividad puede variar, y estos ácidos al disolverse liberan iones @ u .@ que los acen ser muy buenos conductores!
CUESTIONARIO 1. "omplete el siguiente cuadro con las observaciones realizadas
$ustancia
+stado
/aturaleza química Cetal de transici(n
"onductora
@ierro
$olido
$i
Cagnesio
$olido
Cetal
$i
5icromato de potasio
$olido D Eundido
$al
/o
$acarosa
$olido D $oluci(n
%zúcar
/o
"loruro de sodio
Liquido D solido
$al
$i
AustiBcaci(n +l ierro es un metal con alta conductivida d! %lta conductivida d /o presenta conductivida d /o presenta conductivida d $i es conductora
Flomo
$olido
/o metal
$i
@idr()ido de aluminio
$oluci(n
Cineral de gibbsita
/o
%ltamente conductor /o es conductor
+. 0dentiBque las características comunes que tienen las sustancias conductoras y las no conductoras!
3na sustancia conductora es aquella que tiene la capacidad de permitir el paso de corriente eléctrica a través de si, tiene variaci(n en la temperatura el Gujo de electricidad se debe al transporte de electrones! Fueden ser metálicos o i(nicos, los metales comúnmente se encuentran en estado s(lido, a diferencia de los i(nicos que comúnmente disoluciones acuosas, en estas soluciones acuosas la conducci(n de electricidad se debe al movimiento de los electrones, ellos transBeren electrones a la superBcie de los electrodos para permitir el paso de corriente! ,. 5e acuerdo con las observaciones deduzca la relaci(n e)istente entre la conductividad eléctrica y la concentraci(n de una soluci(n!
La conductividad eléctrica está vinculada directamente con la cantidad de soluci(n, de acuerdo con la cantidad de soluci(n añadida puede ser mayor o menor la conductividad eléctrica, esto lo veriBcamos e)perimentalmente cuando realizamos el procedimiento de la práctica !* en el vaso de precipitado con agua, al agregar gota a gota el ácido pudimos concretar que debido a la cantidad de soluci(n es mayor o menor la conductividad eléctrica que esto también puede variar dependiendo en que concentraci(n se encuentre la soluci(n que se le está añadiendo! -. "lasiBque los ácidos y las bases en fuertes y débiles según su conductividad
>cidos débiles: %cido acético >cidos fuertes: %cido sulfúrico, acido clorídrico . "onsulte la tabla de conductividad del agua: ultrapura, destilada, de montaña, doméstica, potable y de mar! /. Hue iones son los responsables de la dureza del agua, Ic(mo se terminaJ 0. Frediga que sucedería si las soluciones probadas que conducen la corriente eléctrica no se ubieran disuelto en agua si no en otro solvente!
. Liste las siguientes sustancias e)aminadas en orden decreciente de conductividad! @ierro Cagnesio "loruro de sodio Flomo @idr()ido de sodio 5icromato de potasio @idr()ido de potasio $acarosa
2. "onsulte con que sustancia y c(mo se debe calibrar un conductímetro!
Llene la copa del electrodo con la soluci(n a medir! +spere asta que se estabilice la lectura &tres a cinco segundos' y tome la lectura que aparece en el 5isplay L"5! +sta es la "onductividad eléctrica de su soluci(n en mili=mos por centímetro &mmosDcm' o lo que es igual en deci=$iemens por metro &d$Dmt'! "on el Bn de comprobar la calibraci(n del equipo, este viene provisto de una Fieza de "alibraci(n &2esistencia +)terna' que sirve para veriBcar la calibraci(n de la "aja! +sta resistencia se conecta en los bornes de salida de la caja y se anota la lectura correspondiente en la tarjeta de control provista con el equipo! +sta calibraci(n permite conocer si alguna descalibraci(n radica en la caja de lectura o en el electrodo! "uando el equipo sale de fábrica en la tarjeta de control están anotados los valores de partida tanto para la caja con la resistencia de calibraci(n, como para el electrodo con soluci(n patr(n de "+K-!-- mmosDcm a una temperatura indicada! +l "onductímetro 52"=66;6- normalmente viene calibrado de fábrica! $in embargo su calibraci(n se realiza como sigue: %l abrir el "onductímetro, usted encontrará una tarjeta 2ef "=7! +sta tarjeta trae en su parte dereca dos trimers, 4rm7 y 4rm*! +l primero de ellos 4rm7, arriba a la dereca, es para calibrar la "onstante de "elda! @aciendo uso de la ecuaci(n "!+!K 0D# ) "te de "elda, y aciendo numéricamente # K "te! de "elda, entonces "!+! K 0, que es lo que vamos a medir! 3sualmente este trimer esta calibrado a *!<6 #%"! +l 4rimer 4rm* ubicado abajo a la dereca en la tarjeta "=7, es para calibrar la escala de lectura, mediante el ajuste del voltaje de salida del instrumento antes de entrar al voltímetro de medida! Fara acer este ajuste, una vez calibrada la "onstante de "elda, coloque en el electrodo una soluci(n de "onductividad +léctrica conocida, usualmente de -!-- mmosDcm *6M", encienda el instrumento y
lea el valor en el display L"5! %juste la lectura mediante el 4rimer 4rm*! For medio de un term(metro mida la temperatura de la soluci(n patr(n y sume o reste 6!6 unidades de conductividad por cada grado centígrado de desviaci(n con respecto a *6 M" acia arriba o acia abajo! F! ej! $i la temperatura de la soluci(n patr(n fuese de *
3LOSARIO
El#!$%i!idad:
La electricidad es un fenómeno físico, cuyo propulsor son las cargas eléctricas y la energía que estas promueven puede manifestarse ya sea en expresiones dentro del ámbito físico, luminoso, así como contemplando e l área mecánica o térmica.
ELECTRONES:
electrón es una partícula elemental estable cargada negativamente que constituye uno de los componentes fundamentales del átomo. Por este motivo también se la puede definir como una partícula subatómica. Forma parte del grupo de los leptones.Los electrones pueden aparecer en estado libre sin estar unidos a ning!n átomo" o atados al n!cleo de un átomo. #xisten electrones en los átomos en capas esféricas de diversos radios. #stas capas esféricas representan los niveles de energía. $uanto más grande sea el capara%ón esférico, mayor será la energía contenida en el electrón.#n los conductores eléctricos, los flu&os de corriente son los electrones de los átomos que circulan de forma individual de un átomo a otro en la dirección del polo negativo al polo positivo del conductor eléctrico. #n los materiales semiconductores, el corriente eléctrico también se produce mediante el movimiento de los electrones.
ELECTROLITOS: $e denomina electrolito a una sustancia que contiene aniones 1 cationes y que por lo tanto es capaz de conducir la corriente eléctrica! For lo general son líquidos que contienen iones en soluci(n, pero también e)isten electrolitos s(lidos y fundidos!La mayoría de los electrolitos son ácidos, bases o sales en soluci(n! %lgunos gases, cuando se encuentran en condiciones de alta presi(n o temperatura, pueden llegar a comportarse de manera similar a un electrolito! $e puede obtener un electrolito mediante la disoluci(n de un polímero, ya sea biol(gico &como por ejemplo el %5/' o sintético, y en estos casos se obtendrá un polielectrolito! $i tomamos una sal y la disolvemos en agua, los iones que componen la sal se separarán, en un proceso llamado solvataci(n, en donde cada ani(n y cada cati(n se rodean de moléculas de agua! +l resultado es una soluci(n que contiene iones, es decir, un electrolito!
SUSTANCIAS OR3ANICAS:Las sustancias orgánicas son todas aquellas relacionadas con la vida, y se componen de carbono, de o)ígeno o idr(geno, mientras que las inorgánicas son sustancias OmuertasO, donde escasean estos elementos propios de la vida como el carbono, el o)ígeno y el idr(geno, o si bien e)isten, no están todos o no reúnen la agrupaci(n adecuada o el enlace correcto como para considerarlos materia orgánica! Las sustancias orgánicas, un amplio concepto, no solo agrupan a las cosas vivas, sino que la comida también es orgánica, dado que esta contiene elementos que conllevan vida, y de la misma manera los árboles y la vegetaci(n, una forma de vida, también contienen sustancias orgánicas!
+l agua ultrapura se emplea principalmente en la industria de los semiconductores y en la industria farmacéutica! 5ebido a que en la industria de los semiconductores cada vez se trabaja a escala más pequeña, las especiBcaciones se vuelven muco más estrictas!For deBnici(n el agua ultrapura s(lo contiene @ *6 y iones @N y .@= en equilibrio! For lo que la conductividad de la misma es apro)imadamente de 6,6< u$Dcm a * o", o de 79,- C.m e)presada en términos de resistencia!/ormalmente la producci(n de agua ultrapura se realiza en dos etapas! For ejemplo, partiendo de agua del grifo o de agua subterránea, primero se desmineraliza mediante una Bltraci(n con membranaso mediante un sistema de intercambioi(nicopara alcanzar una conductividad de 76 u$Dcm! AGUA ULTRAPURA:
A3UA DESTILADA: %gua sometida a un proceso de evaporaci(n y re condensaci(n! +ste proceso produce un agua muy pura ya que todo s(lido disuelto queda retenido en el primer paso! CONDUCT4METRO: +s un instrumento que permite la medici(n de la conductividad de un líquido! 4ambién son llamados ocasionalmente conductivímetros CONDUCTIVIDAD: "apacidad de conducir la corriente eléctrica por los iones presentes en una soluci(n! +l agua pura es mala conductora de la electricidad, debido a que su capacidad de ionizarse es muy limitada! "uantos más iones se encuentren presentes en el agua mayor será su conductividad! SOLUCI5N:%cci(n y efecto de resolver una duda o diBcultad! +n química dícese de la mezcla omogénea de dos o más sustancias! $uele llamarse soluto al que está en menor proporci(n y solvente al que está en mayor, pero no siempre es así! +l agua del acuario es una soluci(n de numerosos solutos, siendo el agua el solvente!
ttp:DDPPP!equiposylaboratorio!comDsitioDcontenidosQmo!p pJitK--9 ttp:DDPPP!deBnicionabc!comDgeneralDelectricidad!pp ttp:DDenergia=nuclear!netDdeBnicionesDelectron!tml ttp:DDPPP!lenntec!esDaplicacionesDultrapuraDagua= ultrapura!tmRi)zz
