Mt.conductividad

MARCO TEORICO CONDUCTIVIDAD ELECTRICA La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad de un material para dejar pasar o dejar circular libremente la corriente eléctrica. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material. Los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de la temperatura. [ CITATION Con15 \l 10250 ] La conductividad es una indicación de la cantidad de iones contenida en una solución. Asimismo, la conductividad eléctrica puede presentarse en los diferentes estados de la materia, como el estado líquido, sólido y gaseoso. En la tabla 1, se define la conductividad tanto como para metales y compuestos químicos (disoluciones iónicas). TABLA N°1 Electrolitos metálicos e iónicos.

Electrolitos (Metales)

Electrolitos iónicos (Disoluciones iónicas)

La corriente eléctrica se debe al choque en el flujo de electrones dentro del metal.

La corriente eléctrica se debe al movimiento de iones en la disolución

Fuentes: VILLACORTA, M. (4 de 12 de 2017). Conductividad de Disoluciones Electrolíticas.

Para el caso de disoluciones iónicas hablamos de compuestos químicos como disoluciones de ácidos, bases y sales, la conductividad eléctrica en este caso depende del número de iones presentes en una determinada cantidad de disolución para conducir la electricidad. La conductividad es la inversa de la resistividad; por tanto, σ=1/ρ, y su unidad es el S/m (siemens por metro) o Ω−1.m−1. Usualmente, la magnitud de la conductividad (σ) es la proporcionalidad entre el campo eléctrico E y la densidad de corriente de conducción (J): J= σ.E

CONDUCTIVIDAD EN OTROS MEDIOS 

CONDUCTIVIDAD EN LÍQUIDOS La conductividad electrolítica en medios líquidos (Disolución) está relacionada con la presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a un campo eléctrico. Estos conductores iónicos se denominan electrolitos o conductores electrolíticos. [ CITATION Con15 \l 10250 ]

Las determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinaciones conductométricas y tienen muchas aplicaciones como, por ejemplo: 1. En la electrólisis, ya que el consumo de energía eléctrica en este proceso depende en gran medida de ella. 2. En los estudios de laboratorio para determinar el contenido de sales de varias soluciones durante la evaporación del agua (por ejemplo en el agua de calderas o en la producción de leche condensada). 3. En el estudio de las basicidades de los ácidos, puesto que pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad. 4. Para determinar las solubilidades de electrólitos escasamente solubles y para hallar concentraciones de electrólitos en soluciones por titulación. La conductividad eléctrica se utiliza para determinar la salinidad (contenido de sales) de suelos y substratos de cultivo, ya que se disuelven éstos en agua y se mide la conductividad del medio líquido resultante.

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CONDUCTIVIDAD EN MEDIOS SÓLIDOS Según la teoría de bandas de energía en sólidos cristalinos, son materiales conductores aquellos en los que las bandas de valencia y conducción se superponen, formándose una nube de electrones libres causante de la corriente al someter al material a un campo eléctrico. Estos medios conductores se denominan conductores eléctricos. La Comisión Electrotécnica Internacional definió como patrón de la conductividad eléctrica: Un hilo de cobre de 1 metro de longitud y un gramo de masa, que da una resistencia de 0,15388 Ω a 20 °C al que asignó una conductividad eléctrica de 100 % IACS (International Annealed Cooper Standard, Estándar Internacional de Cobre Recocido). A toda aleación de cobre con una conductividad mayor que 100 % IACS se le denomina de alta conductividad (H.C. por sus siglas inglesas). [ CITATION Con15 \l 10250 ]

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CONDUCTIVIDAD Y DUREZA DEL AGUA Utilizando medidores de conductividad o sólidos disueltos, es posible obtener con muy buena aproximación, el valor de la dureza del agua. La dureza del agua está determinada por la concentración de carbonato de calcio (CaCO3), la que constituye el 90% aproximadamente de los sólidos disueltos en el agua. La unidad de medición de dureza más común es el grado francés (of), definido como: 1 ºf = 10 ppm de CaCO3 Dividiendo por 10 las medidas en ppm obtenidas con un medidor de sólidos disueltos, se obtiene el valor de dureza del agua en of. Como se señalaba anteriormente, 1 ppm = 2 μS/cm de conductividad, por lo tanto: 1 ºf = 20 μS/cm

Dividiendo por 20 las medidas en μS/cm, se obtiene el valor de dureza del agua en grados franceses. IMPORTANTE: Las mediciones de dureza del agua por medio de conductivímetros o medidores de TDS deben ser realizadas antes de los tratamientos de descalcificación del agua. De hecho, estos dispositivos sustituyen el calcio (carbonato) con el sodio, disminuyendo el grado de dureza del agua, sin variar las concentraciones de sólidos disueltos. [ CITATION PAN12 \l 10250 ] TABLA N°2 Conductividad del Agua

Muestra Agua pura:

Conductividad eléctrica (µS/cm) 0.00

Agua destilada:

0.5

Agua de montaña:

1.0

Agua para uso doméstico: Máx. para agua potable: Agua de mar:

500 a 800 0055 52

Fuente: PANACHLOR. (15 de 10 de 2012). Sólidos disueltos totales y electroconductividad. TABLA N°3 Conductividad y dureza del Agua

µS/cm ºf Dureza 0-140 0-7 muy blanda 140-300 7-15 blanda 300-500 15-25 ligeramente dura 500-640 25-32 moderadamente dura 640-840 32-42 dura Superior a 840 Superior 42 muy dura Fuente: PANACHLOR. (15 de 10 de 2012). Sólidos disueltos totales y electroconductividad.

ppm 0-70 70-150 150-250 250-320 320-420 Superior a 420

TDS RELACIÓN CON CONDUCTIVIDAD Y RESISTIVIDAD TDS (sólidos disueltos totales) es la cantidad de sólidos disueltos en una muestra de agua. SS (sólidos en suspensión) es la cantidad de sólidos que no se han disuelto en una muestra de agua, o sólidos que son insolubles en agua. TS (sólidos totales) la suma de TDS y SS. En los análisis de laboratorio, las mediciones de estos parámetros se realizan mediante el filtrado y pesado para determinar SS, a continuación, el secado y pesaje para determinar TDS. En una corriente de proceso, TDS se mide comúnmente con un analizador de conductividad. Sin embargo, esta medida es sólo una aproximación, ya que se basa en un factor de multiplicación de 0,4 a 0,75 veces el valor de conductividad cruda. La variación es debido al tipo de sólido disuelto (s) que están en la muestra. [ CITATION GAR14 \l 10250 ]

BIBLIOGRAFIA 1. Conductividad Eléctrica. (04 de 08 de 2015). Obtenido de https://zonaemec.files.wordpress.com/2015/08/3_1_2-conductividad-elc3a9ctrica.pdf 2. GARCÍA, N. (15 de 09 de 2014). CONDUCTIVIDAD. Obtenido de https://latam.hach.com/cms-portals/hach_mx/cms/documents/Que-s-laconductividad-Final.pdf 3. PANACHLOR. (15 de 10 de 2012). Sólidos Disueltos Totales y Electroconductividad. Obtenido de http://panachlor.com/wp-content/uploads/pdf/Solidos-DisueltosTotales-(TDS)-Electroconductividad-(EC).pdf 4. VILLACORTA, M. (4 de 12 de 2017). Conductividad de Disoluciones Electrolíticas. Recuperado el 28 de 04 de 2019, de file:///C:/Users/Equipo/Downloads/GU%C3%8DA %20N%C2%B03%20CONDUCTIVIDAD%20DE%20LAS%20DISOLUCIONES%20ELECTROL %C3%8DTICAS.pdf