CONDUTTIMETRIA M.M. CONDUTTANZA LA CONDUTTANZA Λ DI UNA SOLUZIONE ELETTROLITICA E’ LA CAPACITA’ DELLA SOLUZIONE A CONDURRE LA CORRENTE ELETTRICA. Λ= 1/R SI MISURA IN SIEMENS = OHM-1 La conduzione di corrente in una soluzione elettrolitica Il passaggio di corrente in una soluzione è dovuto al movimento degli ioni nella soluzione stessa. Gli ioni positivi migrano verso il catodo (-) Gli ioni negativi verso l’anodo (+) 2^ Legge di Ohm 1 S R l Dove χ è la conduttanza specifica Unità di misura Λ (Siemens = -1 -1 χ (ohm cm ) -1 ohm ) La conduttanza specifica rappresenta la conducibilità di 1 cm3 di soluzione Costante di cella Il valore del rapporto l/S è detto costante di cella K. Il suo valore è spesso vicino a 1 ma quasi mai esattamente. χ = K·Λ Per determinare la K di cella si misura la conducibilità di una soluzione a conducibilità specifica nota χ0 Misure di conducibilità Si usa il ponte di Kohlrausch. L’alimentazione è a corrente alternata per evitare il fenomeno di elettrolisi con una frequenza di 1000 Hz. Quando tra A e B la d.d.p. è 0 il circuito è in equilibrio e vale la relazione: Da cui si risale alla conducibilità: z2 z4 z x z3 1 z4 z x z3 z 2 Variabili che influenzano la conducibilità specifica N° e mobilità degli ioni Carica degli ioni Natura del solvente Viscosità Temperatura Variazione della χ con la diluizione KCl (completamente dissociato) χ diminuisce all’aumentare della diluizione HCl (dissociato ma con interazioni ioniche) una piccola diluizione permette di raggiungere la completa scomparsa delle interazioni quindi χ prima aumenta poi diminuisce CH3COOH (poco dissociato) χ aumenta fino alla completa dissociazione poi diminuisce Conducibilità equivalente È la conducibilità di una soluzione che contiene un equivalente di elettrolita. e Veq 1000 N Dove Veq = Volume equivalente (il volume di soluzione che contiene un equivalente di elettrolita N= normalità Λeq e diluizione Per gli elettroliti completamente dissociati la diluizione non fa variare Λeq in quanto al diminuire di χ aumenta il Volume equivalente Conducibilità equivalente limite La conducibilità equivalente, quando α = 1, si chiama conducibilità equivalente limite o a diluizione infinita. (Simbolo Λ0) Poiché è difficile lavorare con soluzioni molto diluite per conoscere il valore di Λ0 si utilizza l’equazione di Onsager eq 0 ( A B 0 ) N Dove A e B sono costanti che dipendono dal solvente e dalla temperatura Determinazione di Λ0 Si determina Λeq a varie concentrazioni e poi si estrapola sul grafico. In pratica si misura χ a varie concentrazione e il corrispondente Veq tramite titolazione In ascissa: In ascissa N Noti Λeq e Λ0 si può calcolare α essendo eq 0 Il rapporto eq 0 si chiama coefficiente di conducibilità Per l’equilibrio: AB A+ + BSi ha: [AB] = C(1- α) [A+] = [B-] = C α Dove C è la concentrazione molare Se la dissociazione è parziale il numero totale di ioni è 2C α Se è totale il numero di ioni è 2C Essendo Λeq = K2cα e Λ0 = K12c il rapporto Λeq/ Λ0 = K/K1 α E poiché per un certo intervallo di concentrazioni K=K1 si ha Λeq/ Λ0 = α LEGGE DI KOHLRAUSCH o della indipendente migrazione degli ioni Ogni ione ha una sua caratteristica velocità di migrazione purché non sia influenzato dagli altri ioni. Ciò si verifica solo a grande diluizione A diluizione infinita risulta Λ0= + λ + λ + λ e λ sono le conducibilità equivalenti ioniche o mobilità ioniche del catione e dell’anione. Noti λ+ e λ- si può risalire a Λ0 di qualunque elettrolita anche di quelli poco dissociati. TITOLAZIONI CONDUTTIMETRICHE Uno dei principali impieghi analitici della conduttimetria consiste nell’utilizzarla per seguire il decorso di una titolazione. Esempio: Titolazione di acido forte (HCl con NaOH). La reazione di neutralizzazione è: H Cl- Na OH- Na Cl H2 O Il grafico vs mL di titolante sarà di questo tipo: Prima del punto di equivalenza si ha una diminuzione di conducibilità via via che si aggiunge NaOH in quanto si ha una sostituzione di ioni H+ (ad elevata l° 350 W-1 cm2) con ioni Na+ (ad bassa l° 50 W-1 cm2). Oltre il punto di equivalenza si ha un aumento di conducibilità per la presenza di un eccesso di ioni OH- (ad elevata l° 200 W-1 cm2). p. eq CONDUTTIMETRIA 1) TITOLAZIONE DI 100 ml DI HCl 0,01N con NaOH 0,1N (MO) CONDUTTIMETRIA 2) TITOLAZIONE DI 100 ml di CH3COOH 0,01N con NaOH 0,1N(FFT) C P eq ml di NaOH 0,1N CONDUTTIMETRIA 4) TITOLAZIONE di 100 ml di CH3COOH 0,01N con NH4OH 0,1N(FFT) C P eq ml di NaOH 0,1N CONDUTTIMETRIA 5) TITOLAZIONE di 100 ml di KCl 0,001M con AgNO3 0,1N (K2CrO4) C p. eq. Ml AgNO3 0,1M CONDUTTIMETRIA 6) TITOLAZIONE di 100 ml di KCl 0,0001M con AgNO3 0,01N. C P eq ml di AgNO3 0,01M