Conductividad molar

La conductividad molar $\Lambda _{\rm {m}}$ es la conductividad eléctrica de un electrolito basada en la concentración o molaridad de iones. Debido a que algunos iones conducen la electricidad mejor que otros, dependiendo de su naturaleza química, la conductividad molar en soluciones acuosas es característica de cada tipo de ion y directamente proporcional a las tasas de migración de los iones durante la elecrólisis.

Definición

La da cuenta de la capacidad de transporte de corriente eléctrica de un electrolito en disolución y se define como:[1]

${\mathit {\Lambda }}={\frac {\kappa }{c}}$

Siendo:

$\kappa$ la conductividad de la disolución
$c$ la concentración molar del electrolito. La magnitud que depende del electrolito y del disolvente.

Unidades

Las unidades de la conductividad molar en el SI son $\mathrm {S}$ $\cdot$ $\mathrm {m} ^{2}$ $\cdot$ $\mathrm {mol} ^{-1}$ . Expresadas en términos de las unidades base del SI: $\mathrm {kg} ^{-1}$ $\cdot$ $\mathrm {s} ^{3}$ $\cdot$ $\mathrm {A} ^{2}$ $\cdot$ $\mathrm {mol} ^{-1}$ .

Ejemplo

La conductividad, $\kappa$ , de una disolución acuosa de KCl de concentración molar igual a 1,00 $\mathrm {mol}$ $\cdot$ $\mathrm {dm} ^{-3}$ a 25 °C y 1 atm es 0,112 $\mathrm {S}$ $\cdot$ $\mathrm {cm} ^{-1}$ . Calcular la conductividad molar del KCl en esta disolución.

Valores numéricos

Conductividad límite molar de iones 25 °C en agua destilada.[2]

Catión	Λ₀⁺(S·cm²mol⁻¹)	Anión	Λ₀⁻(S·cm²mol⁻¹)
H⁺	349,8	OH⁻	198,6
Li⁺	38,7	F⁻	55,4
Na⁺	50,1	Cl⁻	76,4
K⁺	73,5	Br⁻	78,1
Rb⁺	77,8	I⁻	76,8
Cs⁺	77.3	NO₃⁻	71,5
Ag⁺	61,9	ClO₃⁻	64,6
NH₄⁺	73,4	ClO₄⁻	67,4
N(C₂H₅)₄⁺	32,4	HCO₃⁻	44,5
1/2 Mg²⁺	53,1	HCOO⁻	54,6
1/2 Ca²⁺	59,5	CH₃COO⁻	40,9
1/2 Ba²⁺	63,6	1/2 SO₄²⁻	80,0
1/2 Cu²⁺	53,6	1/2 CO₃²⁻	69,3
1/3 La³⁺	69,7	1/3 Fe(CN)₆³⁻	100,9
1/3 Ce³⁺	69,8	1/2 (C₂O₄)²⁻	74,2

Conductividad molar a dilución infinita

Se trata del valor de la conductividad molar cuando $c\to 0$ . Para electrolitos fuertes (totalmente disociados) se obtiene por extrapolación a cero de la conductividad molar cuando se representa frente a la raíz cuadrada de la concentración (ley de Kohlrausch).

${\mathit {\Lambda }}={\mathit {\Lambda }}^{\infty }+K{\sqrt {c}}$

Siendo ${\mathit {\Lambda }}^{\infty }$ la conductividad molar a dilución infinita, $K$ una constante empírica y $c$ la concentración del electrolito.

Si es un electrolito débil, se aplica la ley de dilución de Ostwald:

${\frac {1}{\mathit {\Lambda }}}={\frac {1}{{\mathit {\Lambda }}^{\infty }}}+{\frac {c}{K_{c}}}{\frac {\mathit {\Lambda }}{({\mathit {\Lambda }}^{\infty })^{2}}}$

donde $K_{c}$ es la constante de equilibro en concentraciones.

Referencias

The best test preparation for the GRE Graduate Record Examination Chemistry Test. Published by the Research and Education Association, 2000, ISBN 0-87891-600-8. p. 149.
Sartorius: Handbuch der Elektroanalytik Teil 3: Die elektrische Leitfähigkeit Archivado el 7 de noviembre de 2019 en Wayback Machine.

Véase también

Datos: Q1943278

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[1] The best test preparation for the GRE Graduate Record Examination Chemistry Test. Published by the Research and Education Association, 2000, ISBN 0-87891-600-8. p. 149.

[2] Sartorius: Handbuch der Elektroanalytik Teil 3: Die elektrische Leitfähigkeit Archivado el 7 de noviembre de 2019 en Wayback Machine.