Teora

Teorala conductividad de una solucin que contiene un electrolito depende de la concentracin del electrolito. Por lo tanto es conveniente dividir la conductividad especfica por la concentracin. Este cociente se denominaconductividad molar, es denota por m

[editar]Electrolitos fuertesLoselectrolitos fuertesson capaces dedisociarsecompletamente en solucin. La conductividad de una solucin de un electrolito fuerte a baja concentracin sigue laley de Kohlrausch:

dondese conoce como la conductividad molar limitante,Kes una constante emprica yces la concentracin de electrolito. (Limitante aqu significa "en el lmite de la dilucin infinita" .)

Por otra parte, Kohlrausch tambin encontr que la conductividad limitante de aniones y cationes son aditivas: la conductividad de una solucin de sal es igual a la suma de las contribuciones a la conductividad de los cationes y los aniones.

donde:

+yson el nmero de moles de cationes y aniones, respectivamente, que se crean en la disociacin de 1 mol del electrolito disuelto;

yson las conductividades molares limitantes de los iones individuales.

La tabla siguiente da los valores de las conductividades molares limitantes de iones seleccionados.

Conductividad limitante iones agua a 298 K (25 C)

Cationes+0/mS m2mol-1Aniones-0/mS m2mol-1

H+34.96OH-19.91

Li+3.869Cl-7.634

Na+5.011Br-7.84

K+7.350I-7.68

Mg2+10.612SO42-15.96

Ca2+11.900NO3-7.14

Ba2+12.728CH3CO2-4.09

Una interpretacin terica de estos resultados fue proporcionada por la ecuacin de Debye-Hckel-Onsager.9

dondeAyBson constantes que dependen solamente de cantidades conocidas como temperatura, cargas de los iones y laconstante dielctricay laviscosidaddel disolvente. Como el nombre sugiere, esta es una extensin de lateora de DebyeHckel, debida aOnsager. Es un gran xito para soluciones a baja concentracin.

[editar]Electrolitos dbilesUn electrolito dbil es aquel que no est totalmente disociado. Tpicos electrolitos dbiles son loscidos dbilesy lasbases dbiless. La concentracin de iones en una solucin de un electrolito dbil es menor que la concentracin de dicho electrolito. Para los cidos y las bases la concentracin puede calcularse cuando se conoce el valor o los valores de lasconstantes de disociacin cida.

Para uncido monoprtico, HA, con una constante de disociacinKa, se puede obtener una expresin explcita para la conductividad como una funcin de la concentracin,c, conocida comoley de dilucin de Ostwald.

[editar]Concentraciones elevadasTanto la ley de Kolrausch como la ecuacin de Debye-Hckel-Onsager describe lo que ocurre cuando la concentracin de electrolito aumenta por encima de cierto valor. La razn es que cuando la concentracin aumenta la distancia media entre cationes y aniones disminuye, de modo que hay una mayor interaccin inica. Si ello constituye unaasociacin de ioneses discutible. Sin embargo, a menudo se considera que los cationes y aniones interactan para formar unpar inico. As, el electrolito se trata como si fuera un cido dbil y se puede obtener una constante,K, para el equilibrio:

A++ B-A+B-K=[A+][B-]/[A+B-]

Davies describe los resultados de tales clculos con gran detalle, pero afirma queKno necesariamente debe ser considerada como una verdaderaconstante de equilibrio, sino ms bien, que la inclusin del trminoasociacin de ioneses til para extender el rango de buena concordancia entre los datos de conductividad tericos y experimentales.10Se han hecho varios intentos para extender el tratamiento de Onsager a soluciones ms concentradas.11La existencia del llamadomnimo de conductanciaha demostrado ser un tema controvertido en lo que respecta a la interpretacin. Fuoss y Kraus han sugerido que es causado por la formacin de tripletes inicos,12y esta sugerencia ha recibido algn soporte recientemente.1314[editar]AplicacionesA pesar de la dificultad de interpretacin terica, las mediciones de conductividad se utilizan ampliamente en muchas industrias.15Por ejemplo, las medidas de conductividad se utilizan para controlar la calidad de los suministros pblicos de agua, en hospitales, en el agua de las calderas y en las industrias que dependen de la calidad del agua, tales como en las de elaboracin de la cerveza. Este tipo de medicin no es especfica de iones , ya que a veces se puede utilizar para determinar la cantidad deslidos totales disueltos(TDS) si se conoce la composicin de la solucin y su comportamiento de conductividad.1A veces, las mediciones de conductividad estn vinculadas con otros mtodos para aumentar la sensibilidad de la deteccin de determinados tipos de iones. Por ejemplo, en la tecnologa del agua de caldera, lapurga de calderaes continuamente supervisada laconductividad de cationesque es la conductividad del agua despus de haber pasado a travs de una resina de intercambio catinico. Este es un mtodo muy sensible para vigilar las impurezas aninicas en el agua de la caldera, en presencia de exceso de cationes (los del agente alcalinizante usualmente utilizado para el tratamiento de agua). La sensibilidad de este mtodo se basa en la alta movilidad de H+en comparacin con la movilidad de otros cationes o aniones.

Los detectores de conductividad se utilizan habitualmente en lacromatografa inica.