Este documento trata sobre la conductividad eléctrica de las soluciones. Explica que la conductividad depende de la presencia de iones y su concentración y movilidad. Las soluciones de compuestos inorgánicos son mejores conductores que las soluciones de compuestos orgánicos que no se disocian. También describe los conceptos de electrolitos, ácidos y bases fuertes y débiles, y sus grados de disociación. Finalmente, introduce las leyes de Faraday sobre la cantidad de sustancia depositada en un electrodo durante

1. INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
SEDE GUARENAS
AUTOR: JESUS RODRÍGUEZ
CONDUCTIVIDAD

2. Es una medida de la capacidad de una solución acuosa para transmitir una
corriente eléctrica y es igual al recíproco de la resistividad de la solución.
Dicha capacidad depende de la presencia de iones; de su concentración,
movilidad y valencia, y de la temperatura ambiental. Las soluciones de la
mayoría de los compuestos inorgánicos son relativamente buenos
conductores. Por el contrario, moléculas de compuestos orgánicos que no se
disocian en soluciones acuosas son pobres conductores de una corriente
eléctrica.
Aniones de Nitrato

3. Los electrolitos son ácidos, bases o sales, compuestos con los cuales es más
fácil, debido a su estructura, romperlos enlaces para producir la disociación
ACIDOS FUERTES: En su
interacción con el agua, los ácidos
se disocian suministrando iones
hidrogeno, los cuales, son simples
protones.
Si el ácido es fuerte, la disociación
se produce al 100%, como es el
caso del HCl:
HCl---H20----- H+ + Cl-
El grado de disociación no es el
mismo para cada etapa, sino que
va disminuyendo gradualmente.

4. BASES FUERTES: La disociación de las
bases se verifica con suministro de
hidroxiliones ( iones hidroxilo: OH-). Al
igual que los ácidos, cuando una base se
disuelve en agua, algunas moléculas o
todas, pueden disociarse dependiendo de
la naturaleza de la base
SALES: Las sales se disocian
suministrando uno o más iones metálicos
positivos y uno o más iones negativos.

5. Los electrólitos débiles son aquellos que se
disocian muy poco. Son los ácidos débiles y
bases débiles. Es decir que en la mayoría de
sus moléculas no se separan en iones. Tal es
el caso de ácidos débil y bases débil.
Acido débil: Acido acético.
Base débil: Hidróxido de amonio.
Los electrolitos débiles poseen la llamada
constante de ionización.
El porcentaje o grado de disociación o
ionización, de un ácido o una base débil se
define como la fracción de mol que se
encuentra disociado el ácido o la base débil.
Los ácidos débiles
presentan un porcentaje de disociación o
grado de disociación, αa, tanto mayor cuanto
menor es su concentración.

6. Se llevan a cabo entre iones, por
consiguiente con carga eléctrica neta.
Pueden participar tanto grupos
funcionales cargados (carboxilo,
amino) como iones inorgánicos, y
pueden ser tanto de atracción, si los
iones tienen cargas opuestas como de
repulsión, si presentan igual carga.
Ambos tipos de interacción son
importantes en las biomoléculas, y
por ello se tratan aquí
como interacciones iónicas, y no
como enlaces iónicos exclusivamente.
Los enlaces iónicos se denominan a
veces "puentes salinos", aunque esta es
una denominación anticuada y poco
precisa.

7. La fuerza de una interacción de tipo
electrostático viene dada por la ley de
Coulomb, pero el parámetro que aquí nos
interesa es la energía necesaria para
romper un enlace iónico (energía
necesaria para separar dos grupos de
distinta carga desde la distancia r hasta el
infinito), o la energía necesaria para
acercar dos grupos con igual carga hasta la
distancia r. Esta energía viene dada por la
expresión:
q y q´ son las cargas de los
iones considerados, k una
constante de
proporcionalidad, r la
distancia entre los iones
y e la constante dieléctrica

8. No direccionalidad: Los grupos
cargados van a interaccionar con la
misma fuerza,
independientemente de su
orientación relativa.
Dependencia de la distancia: La
energía de la interacción disminuye
en función del inverso de la
distancia al separar las cargas, haya
o no apantallamiento. El
apantallamiento hace que la
energía de la interacción disminuya
más rápidamente con la distancia.

9. Dependencia del pH (no siempre)Los
grupos iónicos de las biomoléculas
son generalmente ácidos o bases
débiles, cuyo grado de ionización
depende del pH.
En este ejemplo se muestra la
energía de enlace (en unidades
arbitrarias) entre un resto de
ácido glutámico (pK 4,25) y un
resto de histidina (pK 6,00)

10. La conductividad eléctrica de las
sustancias consiste en un desplazamiento
de la carga eléctrica a través de ellas.
Dicho movimiento de las cargas puede
producirse de dos maneras distintas:
•A través de un flujo de electrones, como
sucede en los metales, a los cuales se les
conoce como conductores de primera
especie.
•A través del movimiento de los iones
positivos y negativos, mediante una
disolución o mediante un compuesto
iónico fluido.

11. La electrólisis se puede definir como un proceso en el que el paso de la
corriente eléctrica a través de una disolución o a través de un electrolito
fundido, da como resultado una reacción de oxidación – reducción
(redox), no espontánea.
La conductividad eléctrica se lleva a cabo en cubas o celdas
electrolíticas, para poder reproducir una reacción de oxidación-
reducción, en la electrólisis, proceso que tiene gran interés práctico.
Una cuba electrolítica es un recipiente en el cual se lleva a cabo el
proceso de la electrólisis. Dicho recipiente contiene una disolución en la
que se sumergen los electrodos, ambos conectados a una fuente de
corriente continua, gracias a la cual la cuba recibe electrones.

12. Las leyes de Faraday de la
electrólisis expresan relaciones
cuantitativas basadas en las
investigaciones electroquímicas
publicadas por Michael
Faraday en 1834.
Varias versiones del enunciado de las leyes se pueden encontrar en los libros de
texto y la literatura científica. La más utilizada es la siguiente:
1era ley de Faraday de la electrólisis - La masa de una sustancia depositada en un
electrodo durante la electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de
electricidad transferida a este electrodo. La cantidad de electricidad se refiere a
la cantidad de carga eléctrica, que en general se mide en coulombs.

13. 2da ley de Faraday de la electrólisis - Para una
determinada cantidad de electricidad (carga
eléctrica), la masa depositada de una especie
química en un electrodo , es directamente
proporcional al peso equivalente del elemento. El
peso equivalente de una sustancia es su masa
molar dividido por un entero que depende de la
reacción que tiene lugar en el material.

14. La ley de Faraday en la forma moderna:
donde:
m es la masa de la sustancia producida en el electrodo (en gramos),
Q es la carga eléctrica total que pasó por la solución (en coulombs),
q es la carga del electrón = 1.602 x 10-19 culombios por electrón,
n es el número de valencia de la sustancia como ion en la solución (electrones
por mol),
F = qNA = 96500 C·mol es la Constante de Faraday,
M es la masa molar de la sustancia (en gramos por mol), y
NA es el Número de Avogadro = 6.022 x 1023 iones por mol.I es la corriente
eléctrica (en amperios)t es el tiempo transcurrido (en segundos)