La célula de conductividad

    En el mercado existen distintos tipos de células:

- con dos electrodos, es el sistema clásico

- con cuatro electrodos, se utiliza en medios sucios y con altas conductividades

- por inducción, se utiliza en conductividades muy altas y medios altamente corrosivos.
 

La utilización de un tipo u otro de célula está directamente ligada al tipo de conductímetro que se posea. La constante de la célula es un dato que la caracteriza depende de la geometría de la misma y se expresa en 1/cm. No existe una célula que permita medir toda la escala de conductividades con precisión suficiente, por ello se utilizan células de diferente constante que permiten realizar medidas exactas a diferentes escalas.

La célula de constante C=1(1/cm) es la más universal puesto que permite medir desde conductividades bajas a conductividades relativamente altas.

Aquí podemos ver las partes esenciales de las células y algunas consideraciones prácticas.

http://www.lumaquin.com/productos/pdf/CELULAS_CRISON.pdf

 

Conductímetros

    Los conductímetros son los aparatos utilizados para medir la conductividad. Básicamente los conductímetros son instrumentos compuestos por dos placas de un material especial (platino, titanio, níquel, recubierto con oro, grafito, etc) una fuente alimentadora y un sector o escala de medición.

Aplicada una diferencia de potencial entre las placas del conductímetro, este mide la cantidad de corriente que como consecuencia pasa por ellas.

Con los valores del voltaje aplicado y con la intensidad eléctrica de la corriente que pasa por las placas, los conductímetros determinan, de acuerdo a su previa calibración, la conductividad de la muestra ensayada.

 

    Hay muchos tipos de conductímetros y los valores de la conductividad son dependientes de la geometría de la celda de cada aparato. Es por ello que cada uno realmente mide una conductividad específica la cual es producto de la conductividad realmente medida multiplicada por la constante de la celda del mismo. Esta constante es la relación que hay entre la distancia a la cual se encuentran sus placas y la superficie de las mismas.

 

La medición de la conductividad también es dependiente de la temperatura de la muestra durante el ensayo. Por ello que la mayoría de estos conductímetros tienen compensadores automáticos de temperatura.

 

En este enlace podemos ver diferentes conductímetros para medir conductividades en diferentes rangos.

 

http://www.cartex.es/conductimetros%20pdf.pdf

 

 

Aquí podemos ver cómo fueron los primeros intentos para medir la conductividad.

 

http://www.uned.es/094258/contenido/tecnicas/conductimetria/conducgeneral.htm

 

 

Unidades

    La unidad en el SI de conductividad es el S/m (Siemens/metrro) y, sin otro calificativo, se refiere a 25 ° C (temperatura estándar). A menudo en la industria se utiliza la unidad de μS/cm. De vez en cuando se encuentra en la escala de los instrumentos una unidad denominada como "CE" (conductividad eléctrica): 1CE = 1S/cm. A veces se encuentra la llamda "mho" (recíproco de ohmio) 1 mho/m = 1 S/m.

La conductividad molar tiene en el SI la unidad de S.m².mol⁻¹

 

Conductividad en electrolitos

    Se llama electrolito a la sustancia que en disolución acuosa produce iones. Como los iones son partículas cargadas, cuando se mueven en la disolución conducen la corriente eléctrica. Una corriente eléctrica implica siempre un movimiento de carga. Existen electrolitos fuertes y débiles.

Los electrolitos fuertes son capaces de disociarse completamente en solución. La conductividad de una solución de un electrolito fuerte a baja concentración sigue la Ley de Kohlrausch.

Un electrolito débil es aquel que no está totalmente disociado. Típicos electrolitos débiles son ácidos débiles y bases débiles. Para los ácidos y las bases la concentración puede calcularse cuando se conoce el valor o los valores de las constantes de disociacón ácida.

La principal cracterística de la conductividad electrolítica es que la conducción va acompañada de transporte de materia (iones) y depende de:

- dimensiones y carga de los iones

- velocidad de los iones

- viscosidad del medio

- temperatura

La conductividad de una disolución que contiene un electrolito depende de la concentración del electrolito, por lo tanto es conveniente definir la conductividad molar, que es el cociente entre la conductividad específica, y la concentración.



 

Debemos definir la conductividad equivalente, es la medida de la capacidad de transporte de la corriente por un equivalente de soluto, la concentración expresada por litro de disolución.

 

Λ = (1000/C) K



¿Cúal es su fundamento?

Se fundamenta en 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 ohmnio"

I = V / R

donde R es resistencia, V es el potencial, e I intensiad.
 

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.

Se dice, que la carga fluye por que experimenta una fuerza electromotriz, esto indica la presencia de un campo eléctrico E en un conductor que presenta corriente. La conductividad K de una sustancia está definida por:

K = J / E

donde J es la densidad de corriente y E es el campo eléctrico.

¿Que es la conductimetría?

    La conductimetría es un método electroanalítico basado en la conducción eléctrica de los iones en solución, que se utiliza para medir la molaridad de una disolución, determinada por su carga iónica, de gran movilidad entre dos puntos de diferente potencial. Esta conducción involucra la migración de especies cargadas positivamente hacia el cátodo y especies cargadas negativamente hacia el ánodo. Además, unido a esto, los iones positivos y negativos no transportan igual cantidad de corriente de manera que se produce un gradiente de concentración en la solución electrolítica en estudio.
 

    La conductancia de una solución, es una medida del flujo de corriente que resulta de la aplicación de una fuerza eléctrica dada, depende directamente del número de partículas cargadas que contiene. Todos los iones contribuyen al proceso de conducción, pero la fracción de corriente transportada por cada especie está determinada por su concentración relativa y su movilidad inherente en el medio.