[phpBB Debug] PHP Warning: in file [ROOT]/ext/kinerity/bestanswer/event/main_listener.php on line 514: Undefined array key "poster_answers" Conductividad (no acuosa) - Foro de Wikipedia
Existe una gran diferencia entre la conductividad de las soluciones acuosas y las soluciones basadas en líquidos no polares, como tolueno, hexano, etc. Por ejemplo, la conductividad del estándar acuoso es de aproximadamente 0,1413 S/m, mientras que la conductividad del tolueno no polar es de aproximadamente 10-10 S/m. El rango típico de conductividad de soluciones no acuosas se muestra en la Figura... Esta gran diferencia está asociada con diferencias cualitativas en la ionización del agua y los líquidos no polares, la naturaleza química de los electrolitos potenciales que son muy diferentes, la solvatación de iones y la interacción de iones. Los métodos de medición también son muy diferentes debido a diferencias muy grandes en los parámetros medidos. Todas estas diferencias justifican la existencia de esta página separada "conductividad de soluciones no acuosas".
=Historia=
Se sabe que los líquidos y mezclas de líquidos además del agua conducen corriente eléctrica desde estudios pioneros de Faraday a mediados del siglo XIX Aparentemente los primeros experimentos dedicados fueron iniciados por Arrhenius y Ostwald según la primera publicación sobre este tema escrita por Kablukoff en 1889
=Clasificación de líquidos según constante dieléctrica=
La observación de Plotnikov proporciona antecedentes para la clasificación de líquidos según su constante dieléctrica ε introducida por Lyklema
* no polar si ε < 5
* baja polaridad 5 < ε < 12
* semipolar ε >12
* polar ε >= 80
La polaridad de un líquido disminuye al disminuir la permitividad dieléctrica y esto se refleja también en la conductividad del líquido. Los líquidos menos polares suelen ser menos conductores. Por ejemplo, la conductividad del etanol puro semipolar es superior a 10-4 S/m. En general, la conductividad de los líquidos polares y semipolares se produce por las mismas razones que en las soluciones acuosas, la naturaleza de los iones con sus capas solvatantes es la misma que en el agua.
Por el contrario, la conductividad de los líquidos poco polares y no polares es mucho menor que la de las soluciones acuosas. Por ejemplo, la conductividad del tolueno no polar es de alrededor de 10-10 S/m. Hay 3 factores que determinan esta diferencia.
'''Factor 1''' – solubilidad. Los electrolitos simples, como las sales inorgánicas que se utilizan como electrolitos en soluciones acuosas, no son solubles en "líquidos poco polares y no polares". La sustancia debe poseer una cola hidrófoba por ser soluble en dichos líquidos, además de la cabeza polar que asegura la disociación. Fuoss y Kraus introdujeron sistemáticamente el uso de tales "sustancias anfifílicas" para la ionización de líquidos no polares en una serie de artículos a mediados del siglo XX.
'''Factor 2'''' – solución. Todos los iones en líquidos están cubiertos con "capas de solvatación" que estabilizan estáticamente los cationes y aniones contra la reagregación en entidades neutras. En solución acuosa, las moléculas de agua polares con grandes momentos dipolares forman estas capas. Las moléculas de líquidos poco polares y no polares no tienen grandes momentos dipolares que limiten su interacción con el núcleo iónico cargado. En cambio, las moléculas neutras de la sustancia anfifílica añadida cumplen esa función de solvatación formando capas alrededor de la carga central. Esto fue formulado por Morrison
'''Factor 3''' – pares de iones. La baja constante dieléctrica de los líquidos no polares provoca una atracción mucho más fuerte entre cationes y aniones. Algunos de ellos se unen y forman una entidad neutral llamada "par de iones". Esta noción fue introducida en la electroquímica en 1929 por Bjerrum
\lambda = \frac
donde e es la carga elemental, k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura.
En agua, la distancia de Bjerrum es de sólo 0,71 nm, mientras que en tolueno con una constante dieléctrica de 2,36 es de aproximadamente 21 nm. Esto refleja en gran medida la atracción electrostática más fuerte en líquidos no polares en la misma distancia entre iones, lo que conduce a una probabilidad mucho mayor de formación de pares iónicos en comparación con el agua.
=Teoría=
Los iones que se incorporan en pares de iones no contribuyen a la conductividad. Onsager y Fuoss consideraron este mecanismo al derivar la teoría de la conductividad en líquidos poco polares y no polares. K_m=eF/(4π^2 η_m N_A d^3 d_h )e^(-λ_b/d) (√(1+16/3πN_A d^3 φ_a c_ai e^(λ_b/d_i ) )-1)
donde el tamaño efectivo de iones hidrodinámicos dh es
d_h=(〖4a〗^+ a^-)/(a^++a^- )
Los parámetros a+ y a- son el radio hidrodinámico del ion, di es el tamaño del ion involucrado en el cálculo de la energía de atracción electrostática. Siguiendo a Onsager y Fuoss se supone que:
d_h=d_i
El parámetro cai es la concentración de iones en el aditivo puro en mol/dm3, mientras que el parámetro φa es la fracción en volumen del aditivo, que normalmente se conoce.
Esta teoría se verificó con muchas mezclas líquidas diferentes y los resultados se publicaron en varios artículos resumidos en el artículo La teoría de la conductividad de Dukhin-Parlia hace algunas predicciones importantes.
El primero es la existencia de un tamaño de ion crítico dcr. La figura de la derecha presenta gráficamente la dependencia de la conductividad con respecto al tamaño del ion. Se ve que esta dependencia tiene máximos alrededor de 1 nm. Esto corresponde a un "tamaño de ion crítico". Los iones con estos tamaños producen la mayor conductividad de la solución, lo que se confirma con datos de muchos estudios que contienen datos sobre los tamaños de los iones.
Otra predicción teórica tiene que ver con el rango de permitividad dieléctrica donde se forman los pares iónicos. Resulta que esta permitividad dieléctrica crítica de la solución es 10, los pares iónicos comienzan a formarse cuando la permitividad dieléctrica cae por debajo de 10. Esta predicción es válida si la fuerza iónica de los líquidos es baja (
[h4] Existe una gran [url=viewtopic.php?t=22662]diferencia[/url] entre la conductividad de las soluciones acuosas y las soluciones basadas en líquidos no polares, como tolueno, hexano, etc. Por ejemplo, la conductividad del estándar acuoso es de aproximadamente 0,1413 S/m, mientras que la conductividad del tolueno no polar es de aproximadamente 10-10 S/m. El rango típico de conductividad de soluciones no acuosas se muestra en la Figura... Esta gran [url=viewtopic.php?t=22662]diferencia[/url] está asociada con diferencias cualitativas en la ionización del agua y los líquidos no polares, la naturaleza química de los electrolitos potenciales que son muy diferentes, la solvatación de iones y la interacción de iones. Los métodos de medición también son muy diferentes debido a diferencias muy grandes en los parámetros medidos. Todas estas diferencias justifican la existencia de esta página separada "conductividad de soluciones no acuosas".
=Historia=
Se sabe que los líquidos y mezclas de líquidos además del agua conducen corriente eléctrica desde estudios pioneros de Faraday a mediados del siglo XIX Aparentemente los primeros experimentos dedicados fueron iniciados por Arrhenius y Ostwald según la primera publicación sobre este tema escrita por Kablukoff en 1889 =Clasificación de líquidos según constante dieléctrica=
La observación de Plotnikov proporciona antecedentes para la clasificación de líquidos según su constante dieléctrica ε introducida por Lyklema * no polar si ε < 5 * baja polaridad 5 < ε < 12 * semipolar ε >12 * polar ε >= 80
La polaridad de un líquido disminuye al disminuir la permitividad dieléctrica y esto se refleja también en la conductividad del líquido. Los líquidos menos polares suelen ser menos conductores. Por ejemplo, la conductividad del etanol puro semipolar es superior a 10-4 S/m. En general, la conductividad de los líquidos polares y semipolares se produce por las mismas razones que en las soluciones acuosas, la naturaleza de los iones con sus capas solvatantes es la misma que en el agua. Por el contrario, la conductividad de los líquidos poco polares y no polares es mucho menor que la de las soluciones acuosas. Por ejemplo, la conductividad del tolueno no polar es de alrededor de 10-10 S/m. Hay 3 factores que determinan esta diferencia.
'''Factor 1''' – solubilidad. Los electrolitos simples, como las sales inorgánicas que se utilizan como electrolitos en soluciones acuosas, no son solubles en "líquidos poco polares y no polares". La sustancia debe poseer una cola hidrófoba por ser soluble en dichos líquidos, además de la cabeza polar que asegura la disociación. Fuoss y Kraus introdujeron sistemáticamente el uso de tales "sustancias anfifílicas" para la ionización de líquidos no polares en una serie de artículos a mediados del siglo XX. '''Factor 2'''' – solución. Todos los iones en líquidos están cubiertos con "capas de solvatación" que estabilizan estáticamente los cationes y aniones contra la reagregación en entidades neutras. En solución acuosa, las moléculas de agua polares con grandes momentos dipolares forman estas capas. Las moléculas de líquidos poco polares y no polares no tienen grandes momentos dipolares que limiten su interacción con el núcleo iónico cargado. En cambio, las moléculas neutras de la sustancia anfifílica añadida cumplen esa función de solvatación formando capas alrededor de la carga central. Esto fue formulado por Morrison '''Factor 3''' – pares de iones. La baja constante dieléctrica de los líquidos no polares provoca una atracción mucho más fuerte entre cationes y aniones. Algunos de ellos se unen y forman una entidad neutral llamada "par de iones". Esta noción fue introducida en la electroquímica en 1929 por Bjerrum \lambda = \frac donde e es la carga elemental, k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura. En agua, la distancia de Bjerrum es de sólo 0,71 nm, mientras que en tolueno con una constante dieléctrica de 2,36 es de aproximadamente 21 nm. Esto refleja en gran medida la atracción electrostática más fuerte en líquidos no polares en la misma distancia entre iones, lo que conduce a una probabilidad mucho mayor de formación de pares iónicos en comparación con el agua.
=Teoría=
Los iones que se incorporan en pares de iones no contribuyen a la conductividad. Onsager y Fuoss consideraron este mecanismo al derivar la teoría de la conductividad en líquidos poco polares y no polares. K_m=eF/(4π^2 η_m N_A d^3 d_h )e^(-λ_b/d) (√(1+16/3πN_A d^3 φ_a c_ai e^(λ_b/d_i ) )-1) donde el tamaño efectivo de iones hidrodinámicos dh es d_h=(〖4a〗^+ a^-)/(a^++a^- ) Los parámetros a+ y a- son el radio hidrodinámico del ion, di es el tamaño del ion involucrado en el cálculo de la energía de atracción electrostática. Siguiendo a Onsager y Fuoss se supone que: d_h=d_i El parámetro cai es la concentración de iones en el aditivo puro en mol/dm3, mientras que el parámetro φa es la fracción en volumen del aditivo, que normalmente se conoce. Esta teoría se verificó con muchas mezclas líquidas diferentes y los resultados se publicaron en varios artículos resumidos en el artículo La teoría de la conductividad de Dukhin-Parlia hace algunas predicciones importantes.
El primero es la existencia de un tamaño de ion crítico dcr. La figura de la derecha presenta gráficamente la dependencia de la conductividad con respecto al tamaño del ion. Se ve que esta dependencia tiene máximos alrededor de 1 nm. Esto corresponde a un "tamaño de ion crítico". Los iones con estos tamaños producen la mayor conductividad de la solución, lo que se confirma con datos de muchos estudios que contienen datos sobre los tamaños de los iones. Otra predicción teórica tiene que ver con el rango de permitividad dieléctrica donde se forman los pares iónicos. Resulta que esta permitividad dieléctrica crítica de la solución es 10, los pares iónicos comienzan a formarse cuando la permitividad dieléctrica cae por debajo de 10. Esta predicción es válida si la fuerza iónica de los líquidos es baja (
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