La conductometría es una medida de la conductividad electrolítica para monitorear el progreso de una reacción química. La conductometría tiene una aplicación notable en química analítica , donde la titulación conductimétrica es una técnica estándar. En la práctica habitual de la química analítica, el término conductometría se utiliza como sinónimo de valoración conductimétrica , mientras que el término conductimetría se utiliza para describir aplicaciones no valorativas. [1] La conductometría se aplica a menudo para determinar la conductancia total de una solución o para analizar el punto final de titulaciones que incluyen iones. [2]
Historia
Las mediciones conductivas comenzaron ya en el siglo XVIII, cuando Andreas Baumgartner notó que las aguas saladas y minerales de Bad Gastein en Austria conducían electricidad. [3] [4] Como tal, el uso de la conductometría para determinar la pureza del agua, que a menudo se usa hoy en día para probar la efectividad de los sistemas de purificación de agua, comenzó en 1776. [2] Friedrich Kohlrausch desarrolló aún más la conductometría en la década de 1860 cuando aplicó corriente alterna al agua, ácidos y otras soluciones. También fue en esta época cuando Willis Whitney, que estaba estudiando las interacciones del ácido sulfúrico y los complejos de sulfato de cromo, encontró el primer criterio de valoración conductimétrico. [3] Estos hallazgos culminaron en valoraciones potenciométricas y el primer instrumento para análisis volumétrico de Robert Behrend en 1883 mientras titulaba cloruro y bromuro con HgNO 3 . Este desarrollo permitió probar la solubilidad de las sales y la concentración de iones de hidrógeno, así como valoraciones ácido / base y redox. La conductometría se mejoró aún más con el desarrollo del electrodo de vidrio, que comenzó en 1909. [3] [4]
Valoración
La titulación conductimétrica es un tipo de titulación en la que la conductividad electrolítica de la mezcla de reacción se controla continuamente a medida que se agrega un reactivo . El punto de equivalencia es el punto en el que la conductividad sufre un cambio repentino. El marcado aumento o disminución de la conductancia está asociado con las concentraciones cambiantes de los dos iones más conductores: los iones hidrógeno e hidroxilo. [5] El método se puede utilizar para valorar soluciones coloreadas o suspensión homogénea (por ejemplo: suspensión de pulpa de madera [5] ), que no se puede utilizar con indicadores normales .
Las valoraciones ácido-base y las valoraciones redox se realizan a menudo en las que se utilizan indicadores comunes para localizar el punto final, por ejemplo, naranja de metilo, fenolftaleína para valoraciones ácido-base y soluciones de almidón para procesos redox de tipo yodométrico. Sin embargo, las mediciones de conductancia eléctrica también se pueden utilizar como una herramienta para localizar el punto final.
Ejemplo: titulación de una solución de HCl con la base fuerte NaOH. A medida que avanza la titulación, los protones se neutralizan para formar agua mediante la adición de NaOH. Por cada cantidad de NaOH añadida, se elimina una cantidad equivalente de iones de hidrógeno. Efectivamente, el catión H + móvil se reemplaza por el ión Na + menos móvil , y la conductividad de la solución valorada, así como la conductancia medida de la caída celular. Esto continúa hasta que se alcanza el punto de equivalencia, en el que se obtiene una solución de cloruro de sodio, NaCl. Si se agrega más base, se observa un aumento en la conductividad o conductancia, ya que se agregan más iones Na + y OH - y la reacción de neutralización ya no elimina una cantidad apreciable de H + . En consecuencia, en la titulación de un ácido fuerte con una base fuerte, la conductancia tiene un mínimo en el punto de equivalencia. Este mínimo se puede utilizar, en lugar de un colorante indicador, para determinar el punto final de la titulación. La curva de valoración conductimétrica es un gráfico de la conductancia o los valores de conductividad medidos en función del volumen de la solución de NaOH añadida. La curva de titulación se puede utilizar para determinar gráficamente el punto de equivalencia.
Para la reacción entre un ácido débil y una base débil al principio, la conductividad disminuye un poco a medida que se agotan los pocos iones H + disponibles . Entonces, la conductividad aumenta ligeramente hasta el volumen del punto de equivalencia, debido a la contribución del catión y el anión de la sal (esta contribución en el caso de una base fuerte de ácido fuerte es insignificante y no se considera allí). aumenta rápidamente debido al exceso de iones OH - .
Referencias
- ^ Khopkar, SM, "Conceptos básicos de química analítica", 3ª edición, 2007, ISBN 978-81-224-2092-0 .
- ^ a b Braun, RD, "Análisis químico". Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Online. Encyclopædia Britannica Inc., 2015, Web. 07 de diciembre de 2015.
- ^ a b c Lubert, K. y K. Kalcher, "Historia de los métodos electroanalíticos". Electroanálisis, 2010, 22, 1937-1946.
- ^ a b Stock, T., "Un curso corto sobre la historia de la química analítica y las ciencias relacionadas". Revista de educación química, 1977, 54, 635-637.
- ^ a b Katz et al., 1984 S. Katz, RP Beatson y AM Scallan, La determinación de grupos ácidos fuertes y débiles en pulpas de sulfito, Svensk Paperstidn. 6 (1984), págs. 48-53.