Conductímetro

El conductímetro es un aparato que mide la resistencia que ejerce el volumen de una disolución encerrado entre los dos electrodos, según la siguiente ecuación, para un conductímetro cuyos electrodos sean cuadrados y tengan el mismo área:

donde es la conductividad de la disolución, R es la resistencia que mide el conductímetro, l la distancia entre los electrodos y A el área de éstos.
El aparato mide la resistencia y, dependiendo del electrodo, realiza las operaciones necesarias y muestra la conductividad en la pantalla.

Conductímetro

                                              

Aplicaciones de la conductividad

Las determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinación conductométricas. Estas determinaciones tienen una cantidad de aplicaciones.
En primer lugar, la conductividad de las soluciones desempeña un importante papel en las aplicaciones industriales de la electrólisis, ya que el consumo de energía eléctrica en la electrólisis depende en gran medida de ella.
Las determinaciones de la conductividad se usan ampliamente en los estudios de laboratorios. Así, se las puede usar para determinar el contenido de sal de varias soluciones durante la evaporación del agua (por ejemplo en el agua de calderas o en la producción de leche condensada). Las basicidades de los ácidos pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad.
El método conductimétrico puede usarse para determinar las solubilidades de electrólitos escasamente solubles y para hallar concentraciones de electrólitos en soluciones por titulación.
La base de las determinaciones de la solubilidad es que las soluciones saturadas de electrólitos escasamente solubles pueden ser consideradas como infinitamente diluidas. Midiendo la conductividad específica de semejante solución y calculando la conductividad equivalente según ella, se halla la concentración del electrólito, es decir, su solubilidad.
Un método práctico sumamente importante es el de la titulación conductométrica, o sea la determinación de la concentración de un electrólito en solución por la medición de su conductividad durante la titulación. Este método resulta especialmente valioso para las soluciones turbias o fuertemente coloreadas que con frecuencia no pueden ser tituladas con el empleo de indicadores.

Variación de la conductividad con la concentración

La conductancia molar se comporta de distinta manera en función de la concentración del electrolito. Sería colineal a la misma si la conductividad fuese directamente proporcional a la concentración, pero esto no es así debido a que la interacción entre los iones es disociativa a concentraciones bajas y asociativa a concentraciones altas.
El comportamiento general de la variación de la conductividad con la concentración para distintos electrolitos es el mismo. Existe un aumento inicial de la conductividad a medida que aumenta la concentración hasta un valor máximo, lo que se explica por existir un mayor número de iones dispuestos para la conducción. A partir de un determinado valor de concentración, la conductividad comienza a disminuir, debido a que las interacciones asociativas entre los iones dificultan la conducción de la corriente.

Medida de la conductancia

La medida de la resistencia eléctrica de una solución es la base para la medida de la conductancia de la misma. Y una alta conductancia nos indicará una fuerte carga iónica en la muestra analizada. Luego, nuestra medida se basará en el paso de los iones de la solución por un campo eléctrico atravesando una o varias resistencias, cuya respuesta nos servirá de indicador.

Características

Para muchas sustancias K es independiente de la magnitud del campo eléctrico E aplicado (por lo tanto lo es también, de la magnitud de la intensidad de corriente). Tales sustancias se dice que obedecen a la ley de Ohm, las disoluciones de electrolitos obedecen a la ley de Ohm, con la única condición de que E no sea extremadamente alto y se mantenga en condiciones de estado estacionario. En estas condiciones, se puede considerar a la disolución como un conductor electrónico, que sigue la Ley de Ohm. Considerando un cierto volumen de una solución, la resistencia medida R correspondiente vendrá dada por:
R = r × L / A
donde r es la resistividad (en ohm × cm) de la solución, A es el área a través de la cual se produce el flujo eléctrico (en cm²) y L es la distancia entre las dos planos considerados (en cm).
Se define a la conductancia electrolítica (G) como la magnitud recíproca de la resistencia:
G = 1/ R
cuya unidad en el SI es el Siemens (S). Combinando las ecuaciones (1) y (2) se obtiene:
G = 1/r × A/L = c × A/L
donde c es la conductividad de la disolución (en S × cm^-1), definida como la inversa de la resistividad, siempre que el campo eléctrico sea constante.
De acuerdo con la ecuación, la conductividad de una disolución es la conductancia de la misma encerrada en un cubo de 1 cm³ (l=1 cm, A=1 cm²).

Fundamentos

La ley de Ohm: “La unidad de potencial es el voltio, que es la fuerza electromotriz necesaria para que pase un amperio a través de una resistencia de un ohmio”.
I = V / R,
donde R (resistencia), V (potencial) e I (intensidad)
Es decir, cuanto mayor sea la carga eléctrica / iónica de nuestra muestra, más intensidad detectaremos entre los dos puntos de diferente potencial, o electrodos, a una resistencia constante.
La conductividad eléctrica es un fenómeno de transporte en el cual la carga eléctrica (en forma de electrones o iones) se mueve a través de un sistema.
La carga fluye porque experimenta una fuerza electromotriz; lo que indica la presencia de un campo eléctrico E en un conductor que transporta corriente. La conductividad (conductividad específica) K de una sustancia esta definida por:
K = J / E
Donde J es la densidad de corriente y E es el campo eléctrico. El inverso de la conductividad es la resistividad r:
r = 1 / K
La conductividad es una medida de la respuesta de la sustancia a un campo eléctrico aplicado.