Universidad de Concepción
Facultad Ciencias Químicas
Departamento de Físico-Química
Informe Nº 4
Grupo: 2
“Conductividad eléctrica
de disoluciones”
Nombre del experimentador: Carol Rodríguez
Colaborador: Mathius Sanhueza
Fecha exp. : 19/05/2014
Fecha de entrega: 26/05/2014
RESUMEN
El objetivo del práctico es estudiar la influencia de la concentración de las disoluciones
débiles y fuertes (CH3COOH, HCl), Determinar la constante de disociación de un ácido débil.
El método consiste en usar un conductímetro, se mide la conductividad de las soluciones a
distintas concentraciones y luego se grafican los resultados obtenidos en el práctico realizado.
Los datos obtenidos fueron:
Scm2
Λ∞ HCl = 434,32 [ mol ]
Scm2
Λ∞ CH3COOH = 390,55 [ mol ]
𝑘𝑐 = 1,70*10-5
MÉTODO EXPERIMENTAL
MATERIALES:









Conductímetro
3 Matraces aforados 100 [mL]
Termostato
Pipeta de 25 [mL]
Vaso precipitado 100 [mL]
Solución KCl 0,0100 [mol/L]
Solución HCl 0,1 [mol/L]
Solución CH3COOH 0,05 [mol/L]
Agua destilada
PROCEDIMIENTO:
Previo a las determinaciones, se prepararán las soluciones de HCl de distinta concentración,
esto se hace a partir de la concentración más alta, que luego se irá diluyendo poco a poco hasta
obtener soluciones de concentración 0,1; 0,25; 0,05 y 0,075 [mol/L].
Se sumergen en el termostato para que alcancen una temperatura aproximada de 25 [°C],
luego cada solución se deposita en un tubo también a 25° C y con ayuda del conductímetro se
leerá la conductividad directamente de esa solución. Se realiza comenzando por la solución de HCl
más diluida a la más concentrada.
Se procede ahora a preparar las soluciones de CH3COOH del mismo modo que el anterior pero
esta vez de concentraciones de 0,05; 0,0125; 0.00312 y 0.00078 [mol/L]. Se sumergen en el
termostato, se logra el equilibrio térmico y luego se depositan al tubo para su posterior lectura de
la conductividad. Siempre comenzando a partir de la concentración mas diluida.
DATOS EXPERIMENTALES
Presión atmosférica: 764,0 ± 0,1 mmHg
Temperatura ambiental: 21,0 ± 0,5 °C
Temperatura del baño: 25,0 ± 0,1 °C
Factor de corrección: 760 mmHg
2,60 mmHg
780 mmHg
2,67 mmHg
TABLA N° 1 Conductividad molar para Agua y KCl.
N° Det.
1
2
3
K KCl ± 1 (µS/cm)
k H2O ± 0,01 (µS/cm)
1413
1414
1414
5,34
5,34
5,34
TABLA N° 2 Conductividad molar para Ácido Acético (CH3COOH).
N° Det.
1
2
3
4
Concentración (mol/L)
k ± 0,0000001 (S/cm)
0,05000
0,01250
0,00312
0,00078
0,0003700
0,0001855
0,0000928
0,0000466
TABLA N° 3 Conductividad molar para Ácido Clorhídrico (HCl).
N° Det.
1
2
3
4
Concentración (mol/L)
0,100
0,025
0,050
0,075
DATOS BIBLIOGRÁFICOS
Scm2
Λ∞ HCl = 425,95 [ mol ]
Scm2
λ H+ = 349,65 [ mol ]
Scm2
λ Cl- = 76,31 [ mol ]
Scm2
λ CH3COO- = 40,9 [ mol ]
kc CH3COO- = 1,8*10 - 5
k ± 0,0001 (S/cm)
0,0407
0,0101
0,0198
0,0312
RESULTADOS
TABLA Y DATOS CALCULADOS:




Temperatura Ambiente: 294 [K]
Presión Corregida: 766,6 [mmHg]
K promedio H2O: 5,34*10-6 [S/cm]
K promedio KCl: 1,414*10-3 [S/cm]
TABLA N° 4 Preparación de las soluciones (HCl y CH3COOH).
HCl
Concentración[mol/L]
0,100
0,025
0.050
0,075
CH3COOH
Volumen HCl [mL]
-25
50
75
Concentración [mol/L]
0,05000
0,01250
0,00312
0,00078
Volumen CH3COOH [mL]
-25
25
25
TABLA N° 5 Datos obtenidos a partir de las distintas concentraciones de HCl.
HCl [mol/L]
0,100
0,025
0,050
0,075
K promedio [mS /cm]
40,7
10,1
19,8
31,2
k [S/cm]
0,0407
0,0101
0,0198
0,0312
Λ [Scm2/mol]
406,94
403,78
395,89
415,92
√c
0,3162
0,1581
0,2236
0,2738
TABLA N° 6 Datos obtenidos a partir de las distintas concentraciones de CH3COOH.
CH3COOH [mol/L] k promedio [S /cm]
0,05000
370,0
0,01250
185,5
0,00313
92,8
0,00078
46,6
k [S/cm] Λ [Scm2/mol]
0,000370
7,2932
0,000186
14,372
0,000093
28,006
0,000046
52,128
√c
0,2236
0,1118
0,0559
0,0279
α
0,0186
0,0368
0,0717
0,1334
-5
√ α c Kc (*10 )
0,00451 1,7626
0,00411 1,7574
0,00401 1,7334
0,00372 1,6017
ln kc
10,94
10,95
10,96
11,04
GRÁFICOS
GRÁFICO N° 1: Λ v/s √c de HCl.
Λ v/s √c
y = -120,15x + 434,82
R² = 0,9739
424
Λ [Scm2/mol]
419
414
T: 294,0 [K]
P: 766,6 [mmHg]
409
404
399
394
0,14
0,19
0,24
0,29
0,34
√c
GRÁFICO N° 2: Λ v/s √c de CH3COOH.
Λ v/s √c
60
Λ [Scm2/mol]
50
T: 294,0 [K]
P: 766,6 [mmHg]
40
30
20
10
0
0,002
0,052
0,102
0,152
√c
0,202
0,252
GRÁFICO N°3: √ α c v/s ln kc para obtener la constante de CH3COOH.
√ α c v/s ln kc
11,01
y = -38,585x + 10,982
R² = 0,953
11,00
10,99
T: 294,0 [K]
P: 766,6 [mmHg]
ln kc
10,98
10,97
10,96
10,95
10,94
10,93
0,0035
0,0037
0,0039
0,0041
√αc
0,0043
0,0045
0,0047
EJEMPLOS DE CÁLCULO
Factor de Corrección a 21,0 [°C]
760 [mmHg]
780 [mmHg]
2,60 [mmHg]
2,67 [mmHg]
780 – 760 = 764,0 – 760
2,67 – 2,60
X – 2,460
X = (764,0 – 760,0) (2,67 – 2,60) + 2,60
(780 – 760)
X = 2,6 [mmHg]
Presión corregida:
P real = P leída - fc
P real = 764,0 [mmHg] – 2,6 [mmHg]
P real= 766,6 ± 0,1 [mmHg]
Temperatura ambiente:
T = 21,0 [°C] + 273
= 294,0 ± 0,1 [K]
Volumen de HCl 0,1 [mol/L]:
𝑥=
𝑚𝑜𝑙
]∗100 [𝑚𝑙]
𝐿
𝑚𝑜𝑙
0,1 [
]
𝐿
0,025 [
𝑥 = 25 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝐻𝐶𝑙 0,1 [mol/L]
Volumen de CH3COOH 0,05 [mol/L]:
𝑥=
𝑚𝑜𝑙
]∗100[𝑚𝐿]
𝐿
𝑚𝑜𝑙
0,05 [
]
𝐿
0,0125 [
x = 25 mL se solución de CH3COOH 0,05 [mol/L]
De k[S/cm] a k[S/cm]:
10-6 [S]  1 [S]
x
 185,5 [S]
𝒌 = 0,0001855 [S/cm]
Conductividad Molar (Ácido Clorhídrico):
Λ=
1000(𝑘−𝑘 𝐻2𝑂)
𝑐
Λ
=
𝑆
𝑆
]−0,00000534 [ ])
𝑐𝑚
𝑐𝑚
𝑚𝑜𝑙
0,025 [
]
𝐿
1000 ∗(0,0101[
Sc𝑚2
Λ = 403,78 [ 𝑚𝑜𝑙 ]
Conductividad molar (Ácido Acético):
Λ=
1000(𝑘 −𝑘 𝐻2𝑂)
𝑐
Λ
=
𝑆
𝑆
]−0,00000534 [ ])
𝑐𝑚
𝑐𝑚
𝑚𝑜𝑙
0,0125 [
]
𝐿
1000 ∗(0,000185 [
𝑆𝑐𝑚2
Λ = 14,37 [ 𝑚𝑜𝑙 ]
Conductividad molar a dilución infinita del electrolito fuerte:
A partir de la ecuación de la recta del gráfico N° 1
𝑦 = −120,15𝑥 + 434,32  Λ = Λ∞ − b√c
y =Λ, b = -120,15, x= √c extrapolando la
recta haciendo √c = 0 se obtiene:
Scm2
Λ∞ = 434,32 [
]
mol
Conductividad molar a dilución infinita del electrolito débil:
Λ∞ = ν+ λ+∞ + ν- λ -∞
𝑆𝑐𝑚2
𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 → 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂− + 𝐻 +
1 ion
1 ion
𝑆𝑐𝑚2
Λ∞ = 1 ∗ 349,65 + 1 ∗ 40,90  Λ∞ = 390,55 [ 𝑚𝑜𝑙 ]
Cálculo para el grado de disociación:
𝛼 =
𝛬
𝛬∞
α=
𝑆𝑐𝑚2
]
𝑚𝑜𝑙
𝑆𝑐𝑚2
14,372 [
390,55 [
𝑚𝑜𝑙
]
𝑆𝑐𝑚2
∞
𝜆∞
+ = 349,65 [ 𝑚𝑜𝑙 ] ; 𝜆− = 40,90 [ 𝑚𝑜𝑙 ]
 α = 0,0368
Cálculo de Kc para electrolito débil:
kc= c * α2
(1- α)
kc= (0,0125 * 0,03682)
(1- 0,0368)
kc= 1,7574*10-5
Cálculo de lnKc para electrolito débil:
kc= 1,7574*10-5
lnkc= 10,95
Cálculo de constante del electrolito débil:
A partir de la ecuación de la recta del gráfico N°3
𝑦 = −118,96𝑥 + 10,982  ln ka= ln kc – 2,344 extrapolando la recta haciendo √𝛼c = 0 se
obtiene:
kc= 1,70*10-5
Cálculos del Error Experimental:

Error relativo para 𝛬∞ de HCl.
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 =
𝐷𝑎𝑡𝑜 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 − 𝐷𝑎𝑡𝑜 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
∗ 100
𝐷𝑎𝑡𝑜 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 =
434,32 − 425,95
∗ 100
425,95
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 = 1,96%

Error relativo para k de CH3COOH.
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 =
𝐷𝑎𝑡𝑜 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 − 𝐷𝑎𝑡𝑜 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
∗ 100
𝐷𝑎𝑡𝑜 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
Dato teórico = cte. de disociación bibliográfico para el Ácido Acético corresponde a 1,8*10-5
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 =
1,8 ∗ 10−5 − 1,70 ∗ 10−5
∗ 100
1,8 ∗ 10−5
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 = 5,6%
DISCUSIÓN Y ANÁLISIS
En este práctico que correspondía la determinación de la conductividad eléctrica
de disoluciones, en donde obtuvimos la constante de un ácido débil (k) dando como resultado
1,70*10-5 con un error de 5,6% . Además con los datos obtenidos en el laboratorio calculamos 𝛬∞
Scm2
de HCl que fue de 434,32 [ mol ], dando un valor muy cercano al dato teórico con un error de
Scm2
1,96%, y también se obtuvo 𝛬∞ de CH3COOH que fue de 390,55 [ mol ].
La conductividad depende de la concentración del electrolito, y por eso que a mayor
concentración, menor será su conductividad. Además los electrolitos fuertes son sustancias que
están completamente ionizadas en disolución, y la concentración de iones dispuestos para la
conducción es proporcional a la concentración del electrolito, por esto mismo los electrolitos
fuertes obedecen a la Ley de Kohlrausch, no así los electrolitos débiles.
Otro dato importante de señalar, es que con esta determinación es posible distinguir la
naturaleza de dos especies, simplemente con analizar el gráfico Λ v/s √𝑐 podemos decir si una
especie es fuerte y/o débil y además predecir su constante y grado de disociación si se tratase de
una especie débil, como el ácido acético en este caso.
El error obtenido pudo ser porque se asume que el agua no contiene conductividad, el
anión y catión no interaccionan entre sí, que la temperatura es constante durante el práctico y la
presión no afecta a los datos obtenidos, también pudo ser producto de una mala preparación de
esas soluciones o de una homogenización incompleta.
BIBLIOGRAFÍA
1. Handbook of chemistry and physics, 88th edition, David R. Lide, 2007-2008, pág. 5-76; 577;5-75