Condutividade de Eletrolitos

...

[pic 2]

[pic 3]

Observa-se que a condutividade de uma solução depende do numero de íons presentes nessa solução, ou seja, varia com a concentração, no Gráfico 1 que é o gráfico do eletrólito forte (KCl) percebemos que a condutividade varia proporcionalmente com o aumento da concentração, já em um eletrólito fraco (ácido acético) como no caso do Gráfico 2 isso não é observado, pois o numero de íons dissociados nessa solução não depende apenas da concentração da solução, mas também do grau de dissociação do ácido e das interações fortes entre um íon e outro, que faz com que a condutividade não seja exatamente proporcional ao numero de íons presentes.

Com os dados da Tabela 1, também pode-se calcular a condutividade molar (Λm) para todas as soluções através da fórmula:

[pic 4]

Tabela 3: Condutividade molar para as soluções de KCl

Solução

Condutividade molar (Scm²mol-1)

1

128,6

2

127

3

124,5

4

142,6

5

140,6

6

153,2

7

131,0

8

186,2

9

303,0

Tabela 4: Condutividade molar para as soluções de ácido acético

Solução

Condutividade molar (Scm²mol-1)

1

5,46

2

7,36

3

15,85

4

18,26

5

22,6

6

35,24

7

53,90

8

72,66

9

78

Com os dados da Tabela 3 e as respectivas concentrações das soluções de KCl, pode-se obter o Gráfico 3:

[pic 5]

Através do Gráfico 3, onde, obtêm-se o valor da condutividade molar limite ou à diluição infinita do KCl, o valor é de Λ°m = 153,49 Scm²cm-1, pois como o KCl é um eletrólito forte, o coeficiente linear da reta é o valor da condutividade molar limite segundo a equação:

[pic 6]

Comparando o resultado obtido com o descrito na literatura de 149,8 Scm²cm-1, tem-se um erro de 2,46%.

Erro = [pic 7][pic 8] x 100= ((153,49– 149,8) / 149,8 )[pic 9] x 100 = 2,46%

Com os dados da Tabela 4 e as respectivas concentrações das soluções de ácido acético, pode-se obter o Gráfico 4:

[pic 10]

Através do Gráfico 4, nota-se uma grande diferença do Gráfico 3, isso acontece devido a dependência entre as condutâncias molares e as concentrações. No caso do KCl, por ser um eletrólito forte, a condutividade molar tem uma dependência muito pequena com a concentração molar (e, em geral, diminui pouco quando a concentração aumenta). Já no caso do ácido acético, por ser um eletrólito fraco, a condutividade molar tem um comportamento normal em concentrações muito baixas, mas rapidamente decresce para valores extremamente baixos com o aumento da concentração. Então, é praticamente impossível determinar o valor da condutividade molar limite por extrapolação dos valores de Λm, pois para obter-se uma completa ionização, a concentração deve ser exageradamente pequena. Como alternativa, calcula-se o valor limite para eletrólitos fracos a partir dos valores de Λ0m para eletrólitos fortes: Λ0m do ácido acético, por exemplo, resulta da soma das condutividades molares dos íons H+ e CH3COO-, as quais podem ser determinadas a partir de medidas com eletrólitos fortes (HCl e acetato de sódio, por exemplo):

Λom(HAc)=Λom(HCI) + Λom(NaAc) - Λom(NaCl) = 426,16+91,01-126,45 = 390,72 S cm2

Outra maneira de se obter o valor da condutividade molar é através do Gráfico 5 utilizando a fórmula abaixo:

[pic 11]

[pic 12]

O valor da condutividade molar limite é obtido através do coeficiente linear da reta, que é 0,002, esse valor é 1/Λºm, logo Λºm = 500 Scm²mol-1. Dessa maneira há um erro de 27,96%.

Erro = [pic 13][pic 14] x 100= ((500 - 390,72) / 390,72)[pic 15] x 100 = 27,96%

Com o valor de Λom do ácido acético pode-se calcular o grau de dissociação α para cada solução de ácido através da fórmula abaixo e obter a Tabela 5:

[pic 16]

Tabela 5: valores do grau de dissociação das soluções de ácido acético

Solução

Grau de dissociação (α)

1

0,01092

2

0,01472

3

0,0317

4

0,03652