Informe Practica 7. Ley de Ohm y Conductimetria (1) PDF

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Universidad Nacional Autónomade MéxicoFacultad de QuímicaLaboratorio de Física (1210)Semestre: 2021-Número y nombre de la práctica:Practica 7. Ley de Ohm y conductimetría.Alumno(s):Fecha:Resumen:En la siguiente práctica se determinaron las constantes y b, para una disolución de Cloruro de sodio (NaC...

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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Química

Laboratorio de Física (1210) Semestre: 2021-1

Número y nombre de la práctica: Practica 7. Ley de Ohm y conductimetría. Alumno(s): Fecha:

Resumen: En la siguiente práctica se determinaron las constantes y b, para una disolución de Cloruro de sodio (NaCl) las cuales son constantes que dependen de la conductividad a dilución infinita y de la naturaleza del electrolito. Se pudieron obtener estas constantes a través de la ecuación establecida por Kohlrausch, quien encontró que la conductividad molar depende de la concentración del electrolito y que, en soluciones diluidas de electrólitos fuertes esta dependencia puede expresarse por la ecuación:

𝛬 = 𝛬∞ − 𝑏√[𝑀] A través de esta relación se puede obtener una relación lineal, la cual al graficar adecuadamente se pueden obtener las constantes. Finalmente logramos obtener un valor muy cercano al reportado para la Λ∞ del Cloruro de sodio, el cual fue un valor experimental de (142 ± 1) [Scm2 /mol]

Metodología: 1. CONSTRUCCIÓN DE LAS CELDAS Materiales: •

Caja de acrílico transparente

•

Calibrador vernier

•

2 placas de cobre con las mismas dimensiones

•

Agua

•

Matraz Aforado de 100 Ml

1. Medir una de las longitudes de la placa de cobre para determinar posteriormente el área que se emplea para transformar a la conductancia en la conductividad 2. Sujetar las placas en el interior de la caja de acrílico con dos caimanes por placa, una para el positivo y otra para el negativo 3. Medir 100 mL de agua y verter con cuidado en el interior de la caja de acrílico (Es importante que el nivel del agua no alcance a tocar las puntas de los conectores caimán) 4. Una vez que se vació por completo todo el liquido se debe medir la profundidad de este en el interior de la caja de acrílico para conocer la otra longitud asociada con el área de la celda y calcularla

5. Medir la distancia entre las placas 2. CONSTRUCCIÓN DEL CIRCUITO ELÉCTRICO Materiales: •

Fuente de alimentación

•

Parrilla de agitación

•

2 multímetros

•

8 conductores caimán

•

7 cables banana-banana

•

2 resistores cerámicos de 10W 1KΩ

1. Verificar que los cables se encuentren en buenas condiciones, conectando un solo cable a un multímetro de forma que se cierre el circuito, colocar el multímetro en continuidad y apretar el botón azul para escuchar un sonido o ver que el valor de la resistencia sea menos a 1 (Realizar con todos los cables banana-banana) 2. Realizar una unión mecánica entre los resistores mecánicos y medir la resistencia eléctrica con el multímetro 3. Armar el circuito eléctrico colocando la fuente de alimentación en serie con los resistores cerámicos y la celda de conductividad 4. Colocar un cable a la terminal roja de la fuente de alimentación a la terminal de los resistores cerámicos 5. Conectar del otro extremo de la terminal de los resistores a la placa de la celda de conductividad 6. Conectar con otro cable la terminal contraria de la celda dejando este cable preparado para conectar con la fuente de alimentación 7. Conectar los multímetros en paralelo con el resistor cerámico y otro con la celda de conductividad, para medir la diferencia de potencial eléctrico 3. EQUIPO PARA MEDIR LA MASA Materiales: •

Balanza digital con resolución de 1mg

•

1 espátula

•

1 navecilla

•

Sal de interés (NaCl)

1. Asegurarse de que la balanza este bien calibrada 2. Medir masas de 100mg para después adicionarlas a la celda conductimétrica poco a poco ADQUISICIÓN DE DATOS EXPERIMENTALES 1. Conectar el selector del multímetro en modo de diferencia de potencial eléctrico alterno 2. Conectar la terminal que se encontraba suelta a la fuente de alimentación y prender la fuente de alimentación aplicando una diferencia de potencial eléctrico menor a los 5 Volts 3. Medir valores marcados por los multímetros 4. Adicionar 100mg de NaCl y observar cambios en la medida de los multímetros después de haber solubilizado toda la sal 5. Adicionar la segunda cantidad de NaCl y volver a tomar medidas correspondientes 6. Seguir adicionando hasta que la cantidad no exceda de 1g de NaCl

Resultados La distancia entre las placas es (53.08 ± 0.01) mm Placa 1: 57.59 mm ± 0.01 mm de ancho y 19.18 mm ±0.01 mm de largo. Placa 2: 57.57 mm ± 0.01 de ancho y 19.14 mm ± 0.01 de largo Por lo tanto, el área sumergida es de: 11.02 cm2

Resistencia: (99.5 ± 1.4) Ω

Pendiente: (-182.1 ± 7.5) [Scm2 L1/2/mol3/2] Ordenada al Origen: (142 ± 2) [Scm2 /mol] Discusión de resultados: Pudimos observar que, al ir agregando el Cloruro de sodio a la caja de acrílico con las celdas de conductividad, la diferencia de potencial eléctrico en la resistencia aumentaba, sin embargo, en las celdas de conductividad este disminuía, esto se debió a que la carga eléctrica/iónica de nuestra muestra aumentaba. Finalmente, a través de una relación lineal logramos obtener la conductividad molar equivalente limite Λ∞ dándonos un valor de (142 ± 2) Investigando el valor teórico de la conductividad molar equivalente limite para el NaCl encontramos un valor de 126.45 [Scm2 /mol]. Por lo que consideramos que el valor que obtuvimos fue muy aproximado, obteniendo un porcentaje de error de 12.29% Consideramos que los factores a los que puede atribuirse este error experimental son: •

No tener las mismas dimensiones en las celdas de conductividad.

•

Un error experimental al medir las diferencias de potencial eléctrico

Conclusiones. El objetivo de esta práctica se cumplió ya que el porcentaje que error que obtuvimos fue relativamente bajo por lo que el resultado es satisfactorio, además podemos concluir que la ecuación de Friedrich Kohlrausch nos permite comprender el comportamiento de los electrolitos

fuertes disueltos en agua y que a partir de esta podemos tener una relación lineal para determinar el valor experimental de la conductividad molar limite para una sal fuerte.

Referencias (Bibliografía) Chang, R., Goldsby, K. (2014). Quimica. Editorial Mc Graw Hill, duodécima edición, 2017. Pp 814-843. Herring; Harwood; Petrucci, Química General, PRENTICE HALL 8º edición, 2003. Pp 863-900

Anexo: Calculo de incertidumbres...