Relatório Prático Condutimetria, Provas de Química Industrial

Baixe Relatório Prático Condutimetria e outras Provas em PDF para Química Industrial, somente na Docsity! 1- INTRODUÇÃO Na condutimetria a grandeza medida é a condutância (condutividade) de uma solução, que traduz a maior ou menor facilidade com que uma solução conduz a corrente elétrica. Em soluções líquidas a corrente é conduzida entre os elétrodos pelos íons dissolvidos. A condutância de uma solução depende: · Do número e do tipo de íons nela existentes. · Do tamanho dos íons, o tamanho dos íons são importantes já que determinam a velocidade a que se propagam através da solução (íons menores movem-se mais rapidamente que os maiores). · A carga é importante uma vez que determina a magnitude da atração eletrostática entre o elétrodo e os íons. · Depende da concentração iônica (número de partículas com carga por unidade de volume), quando se dilui a solução de um eletrólito, a condutância diminui, já que a menos íons por unidade de volume de solução para conduzir a corrente. A condutância molar varia com a concentração C, extrapolando a uma concentração zero, tem-se o valor da condutância molar à diluição infinita, Λ0. A relação entre a condutância molar e a condutância molar à diluição infinita é: Cb.0 (1) 0 (2) Quando o eletrólito é fracamente dissociado, Λ varia com a concentração, principalmente porque o grau de dissociação, α, varia fortemente com a concentração. Numa primeira aproximação pode-se chegar à relação: Uma vez calculada 0 e determinada experimentalmente a condutância molar, Λ, é possível calcular o grau de dissociação real do eletrólito fraco, nesta concentração, e daí a constante de dissociação. Como a medida da condutimétrica requer a presença de íons, a condutimetria não é usualmente utilizada para as análises de moléculas que não se dissociam. A condutometria abrange duas técnicas analíticas: a condutometria direta e a titulação condutométrica. A condutometria direta mede a condutância com vistas à avaliação da concentração de um eletrólito. Tem aplicação muito limitada em virtude do caráter não específico da condutância das soluções iônicas. 2. Objetivo geral Estudar a condutividade elétrica de eletrólitos fracos e fortes. 2.1 Objetivo específico Utilizar adequadamente um condutivímetro; Medir a condutividade de eletrólitos fortes e fracos; Calcular o grau de dissociação e a constante de dissociação de eletrólitos fracos 3. Materiais e Métodos 3.1 Materiais Condutivímetro Balões volumétricos de 100mL Balão volumétrico de 250 mL Pipeta de 50 mL Béqueres de 100 mL Bureta de 50 mL Banho termostático Cloreto de potássio 0,1 M Ácido acético 0,05M 3.2 Procedimento experimental 3.2.1 Determinação das condutâncias molares do KCl e do ácido acético 1. Preparou-se 10 soluções de cloreto de potássio, de 100 mL, cujas concentrações foram de 0,1 a 0,0005M (usando o método da diluição). 2. Em um béquer foi colocado um pouco da solução 0,0005M e nesta solução colocou-se a célula de condutividade (recém-calibrada) para medir a condutividade da mesma. O mesmo foi feito para as demais soluções em ordem crescente da concentração, sempre lavando a célula com água destilada entre uma solução e outra e enxugando-a logo em seguida. 3. Com os valores das condutâncias puderam-se calcular as condutâncias molares. 4. Para o ácido acético, foram preparadas 5 soluções, de 100 mL, cujas concentrações foram de 0,0005 a 0,01M. O procedimento para determinar as condutividades foi o mesmo do KCl. Calculando as condutâncias molares, obtém-se: TABELA 2. Valores de Condutividade Molar (Λm) para o KCl Λm (μSl/molcm) √C Λm (Scm²/mol) 135200000 0,022361 135200 127200000 0,027386 127200 116700000 0,031623 116700 118800000 0,05 118800 121200000 0,070711 121200 121600000 0,086603 121600 121800000 0,1 121800 114400000 0,223607 114400 110400000 0,316228 110400 Gráfico 2. Condutividade molar do KCl contra a raiz quadrada da concentração. Com a equação obtida no gráfico acima se pode dizer que, o valor da condutividade limite deste eletrólito é dado pela intersecção da linha no eixo y, ou seja, ao substituirmos o valor de x na equação y = -52359x + 126213, obteremos o seguinte resultado: y =-52359. 0 + 126213, assim teremos: y = 126213 que representa o valor da condutividade limite. E a constante de dissociação dele é -52359, o qual é o coeficiente angular do reta. 4.1.2 Para o ácido acético (eletrólito fraco) Tabela 3. Valores de condutividade medidos a partir das soluções de HAc. Gráfico 3. Condutividade da solução de ácido acético versus concentração. . Calculando as condutâncias molares, obtém-se: TABELA 4. Valores de Condutividade Molar (Λm) para o Hac Λm (μSl/molcm) Λm (Scm²/mol) ΛmC (μS/cm) 1/Λm (molcm/μSl) 14760000 14760 147600 6,78E-08 13280000 13280 66400 7,53E-08 10320000 10320 25800 9,69E-08 9940000 9940 9940 1,01E-07 12173333 12173,33 9130 8,21E-08 13120000 13120 6560 7,62E-08 Concentração HAc (mol/L) Condutividade (μS/cm) 0,0005 6,56 0,0075 9,13 0,0010 9,94 0,0050 66,4 0,0025 323 Sol. Mãe 0,01 147,6 Gráfico 4. Inverso da condutividade molar do HAc contra o produto da condutividade molar e a concentração. Através da equação obtida no gráfico acima, pode-se dizer que o valor da condutividade limite deste eletrólito é dado pela intersecção da linha no eixo y, ou seja, ao substituir o valor de x na equação y = -2. 10-13x + 9 . 10-08, obtém-se o seguinte resultado: y = -2 . 10-13 . 0 + 9 . 10-08, assim teremos: y = 9. 10-08. Para tanto, o valor da condutividade limite deste eletrólito é 1,11E+07. A constante de dissociação é o coeficiente angular, que é -2. 10-13. Após analisar o valor da condutividade limite dos eletrólitos, apresentaremos o valor da constante de dissociação do HAc a partir da equação de diluição de Ostwald aplicada à eletrólitos fracos, assim temos: =Λm/Λ∞. O grau de dissociação de α de eletrólitos fracos é o quociente de condutividade molar dividido pela condutividade molar a diluição infinita TABELA 5. Valores do grau de dissociação α do ácido acético: Λm (μSl/mol cm) α 14760000 1,33E+00 13280000 1,20E+00 10320000 9,30E-01 9940000 8,95E-01 12173333 1,10E+00 13120000 1,18E+00 Analisando os gráficos acima se observou que há uma grande diferença de condutividade dos eletrólitos citados. A presença de íons livres na solução pode aumentar ou diminuir a condutividade da mesma. No caso do HAc, a dissociação do mesmo é baixa, por tanto a quantidade de íons livres na solução é menor, por isso este não conduz muito bem se comparado ao KCl, que, considerado um eletrólito forte, apresenta um número alto de íons dissociados na solução, possibilitando então a