powerpoint
Anuncio
TRANSPORTE DE CARGAS. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Transporte en presencia de un campo eléctrico • Iones y electrones en movimiento Flujo de carga a través de un conductor o densidad de corriente , J dQ/dt es la intensidad de corriente (se mide en amperios) y A es la sección transversal del conductor La carga fluye porque experimenta una fuerza eléctrica originada por un campo eléctrico (E) Figure 35.19 Relación entre J y E se le denomina conductividad eléctrica, κ • Campo eléctrico se relaciona con el gradiente de potencial Ex = -dΦ/dx Si κ = J/E, κ E= J, - κ dΦ/dx = J ecuación de flujo de carga Definición de resistencia de un conductor Unidad de resistencia Ω (ohmio) Unidad de resistividad Ω m Unidad de conductividad Ω-1 m-1 , Ω-1Ξ mho ó Siemens(S), 1S ρ y κ dependen del tipo de material y no de las dimensiones Si κ es independiente de E, son sustancias que obedecen la ley de Ohm ej. metales. Semiconductores y aislantes no obedecen la Ley de Ohm Medida de la conductividad de una disolución Corriente alterna y no continua Se ajusta R3 para que no pase corriente entre A y B. Como Conductividad molar Λm Ξ κ/c Nos sirve para tener una idea de la capacidad de transporte de un electrolito en disolución conductividad molar límite, Λm0 , La dependencia de la conductividad molar con la concentración indica que existen dos tipos de electrolitos Figure 35.22 Electrolito débil Electrolito fuerte Electrolitos fuertes Sólidos iónicos y ácidos y bases fuertes. Ionización total Friedrich Kohlrausch Kohlrausch demostró que Λm0 se puede expresar como una suma de las contribuciones de los iones individuales conductividad molar de los cationes conductividad molar de los aniones Electrolitos débiles No están totalmente ionizados en disolución κ depende del grado de disociación, α. Λm = α Λ m0 Utilización de las medidas de conductividad para determinar el grado de ionización y pKa del un ácido Movilidad de los iones !!!!!No todos los iones tienen la misma capacidad transportadora de carga!!!!! Fuerza que siente un ión en presencia de un campo eléctrico, E nº de cargas carga del electrón Los cationes responden al campo acelerando su movimiento hacia el electrodo negativo y los aniones hacia el positivo. La aceleración no es duradera porque aparece la fuerza de fricción coeficiente de fricción Cuando ambas fuerzas se equilibran velocidad del ión : Se define como movilidad Mecanismo de Grotthus (1909) Relación entre movilidad y conductividad A dilución infinita Número de transporte Se define como número de transporte de un ión (t±) como la fracción de la intensidad total transportada por este ión Nº de transporte límite (t±0): Dado que existe una neutralidad eléctrica Dado que las movilidades están relacionadas con la conductividad Aplicación de la teoría de Debye-Hückel al estudio de la dependencia de la conductividad con la concentración. Λm = Λm 0 – (az+3 + bz+3 Λm 0 )(c+)1/2 Efecto de relajación Efecto electroforético
