La Conductividad Molar

La conducción de electricidad puede ser medida a través de la resistencia del material, cuya unidad en el SI es el Ohm, simbolizado por Ω, o a través de su conductancia que es el inverso de la resistencia y tiene como unidad en el SI el siemens, cuyo símbolo es el S, entonces S = Ω^-1.

Se define aun la resistividad que es el producto de la resistencia por el área de la sección transversal recta del conductor dividido por el largo de este último. Su unidad en el SI es el Ωm . El inverso de la resistividad es la conductividad por tanto la conductividad es el producto de la conductancia por el largo del conductor dividido por el área de la sección transversal de este último. La unidad en el SI para la conductividad es Sm^-1 y el símbolo k será utilizado para representarla.

Además, es importante mencionar que la conductividad molar es una propiedad que depende de la temperatura. A medida que la temperatura aumenta, la energía cinética de las partículas del electrolito también aumenta, lo que a su vez aumenta la conductividad molar. Sin embargo, este aumento de la conductividad molar con la temperatura no es lineal, sino que sigue una relación exponencial. Esto se debe a que a temperaturas más altas, las partículas del electrolito tienen más energía para superar las fuerzas intermoleculares que las mantienen unidas, lo que facilita su movimiento y, por lo tanto, aumenta la conductividad molar.

Célula de conductividad es un aparato destinado a la medida de la conductividad de medios líquidos. Ella contiene un electrolito que es un conductor iónico de corriente eléctrica, como por ejemplo una solución iónica acuosa y dos electrodos siendo cada uno de ellos un conductor metálico de corriente eléctrica en contacto con el mismo electrolito. En células de conductividad se utiliza la corriente alternada de alta frecuencia del orden de 1kHz, lo que evita la aparición de:

1 – Reacción Química, al contrario de lo que sucede en una célula electroquímica, porque en esta última se desea que ocurra una reacción química y de la

2 – Polarización electrodica, que es la modificación en la composición del electrolito en los alrededores del electrodo, sin que ocurra reacción química. La polarización electrodica por tanto es una reorganización de las partículas del electrolito causada por el campo eléctrico reorganización que afecta de forma local la composición del electrolito.

Evidentemente las reacciones químicas deben ser evitadas porque causarían alteración temporal y espacial en el valor de la conductividad del líquido, en tanto que la polarización electródica debe ser evitada porque produciría no-uniformidades espaciales en el valor de la conductividad.

En una célula de conductividad, la fuera propulsora que actúa sobre las partículas del medio líquido es homogénea, lo que significa que es espacialmente constante, sin embargo no precise ser temporalmente constante.

Esto sucede porque el campo eléctrico producido por la diferencia de potencial entre los electrodos de la célula también es homogéneo.

Recordando que el estado estacionario es aquel en el cual todas las propiedades del sistema son invariantes en el tiempo, mas allá que no precisen ser espacialmente constantes, aparentemente el estado de la célula no es estacionario, porque mas allá que la dirección del campo sea temporalmente constante, su módulo y su sentido varían con el tiempo.

Por tanto, aparentemente el proceso de medida que ocurre en la célula de conductividad es homogéneo, no estacionario.

Por esto, el uso de la corriente alterna de alta frecuencia, para evitar la aparición de las indeseables reacciones químicas y polarizaciones electródicas, aparentemente crearía, sin embargo, otra forma de sistema si alterar en el tiempo, o sea, otra forma de alteración temporal en el valor medido para la conductividad del líquido. Pero para frecuencias del orden de 1kHz, la variación del módulo y del sentido del campo es tan rápida que las oscilaciones inducidas en las partículas por tal variación, no traspasan la amplitud de 3nm (nm = 10^–9m).

Como, en términos macroscópicos, alteraciones sucedidas en regiones cuyas dimensiones sean de este orden, pueden ser despreciadas, en términos macroscópicos el proceso de medida de la conductividad podrá ser  considerado, además de homogéneo, también estacionario.

Por tanto; el uso de corriente alterna de frecuencia suficientemente alta garantiza que la conductividad medida realmente se refiera al líquido homogéneo presente en la célula termostática antes del inicio de su funcionamiento.

Es importante mencionar que la conductividad molar también depende de la concentración del electrolito. A medida que la concentración del electrolito aumenta, la conductividad molar disminuye. Esto se debe a que a concentraciones más altas, hay más partículas del electrolito en el medio, lo que aumenta las interacciones entre ellas y dificulta su movimiento, lo que a su vez disminuye la conductividad molar. Sin embargo, este efecto de la concentración en la conductividad molar es más notable a concentraciones más bajas, ya que a concentraciones más altas, el efecto de la temperatura en la conductividad molar es más dominante.

Finalmente, es relevante mencionar que la conductividad molar también puede ser afectada por la presencia de impurezas en el electrolito. Las impurezas pueden alterar la estructura del electrolito y afectar su capacidad para conducir la corriente eléctrica. Por lo tanto, es crucial asegurarse de que el electrolito esté libre de impurezas antes de realizar cualquier medición de conductividad molar.