10 Soluciones Conductoras 2s4m6h

Experimento

Soluciones Conductoras

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En este experimento estudiará la conductividad eléctrica del agua y de varias soluciones acuosas. Una solución puede contener moléculas, iones o ambos. Algunas sustancias como la sacarosa (C12H22O11) y la glucosa (C6H12O6), se disuelven aportando a la solución mayormente moléculas. La ecuación que representa la disolución de sacarosa (azúcar de mesa) en agua es: C12H22O11(s) ← → C12H22O11(ac) donde (s) indica una sustancia sólida y (ac) una sustancia disuelta en agua. Otras sustancias como el cloruro de calcio (CaCl2), se disuelve en agua para producir una solución aportando mayoritariamente iones. La ecuación en este caso es: → Ca2+(ac) + 2 Cl–(ac) CaCl2(s) ← Los iones de calcio son necesarios para la contracción muscular, la actividad mitocondrial, la formación de huesos y muchos otros procesos metabólicos. Los organismos pueden obtener minerales como el calcio del agua circundante, ya que los iones se disuelven en el agua. Usted determinará la conductividad de las soluciones usando el sensor de conductividad conectado a la interfaz para computador. La unidad de conductividad utilizada en este experimento es microsiemens por centímetro, o µS/cm.

OBJETIVOS En este experimento • • •

Escribirá las ecuaciones que caracterizan la disolución de sustancias en agua. Usará el sensor de conductividad para medir la conductividad de las soluciones. Determinará si son moléculas o iones los responsables de la conductividad eléctrica de las soluciones.

Figura 1

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Experimento 10

MATERIALES Computador Interfaz Vernier para computador Sensor de Conductividad Vernier Logger Pro Cloruro de sodio, NaCl, solución Cloruro de calcio, CaCl2, solución Cloruro de aluminio, AlCl3, solución Soporte universal

etanol, C2H6O, solución sacarosa, C12H22O11, solución glucosa, C6H12O6, solución Agua corriente o de un lago Agua del océano (opcional) Diversos alimentos en solución Agua destilada abrazaderas

EXERCISIOS PRE-LAB Muchos de los materiales que usará hoy se encuentran en los artículos domésticos comunes. Debajo encontrará una lista de los nombres comunes y usos de los mismos: Cloruro de sodio, NaCl Cloruro de calcio, CaCl2 Ácido acético, CH3COOH Etanol, C2H6O Fructuosa, C6H12O6 Sacarosa, C12H22O11 Glucosa, C6H12O6

Sal doméstica común Usado para encurtir pepinos o para facilitar la fragua del concreto en tiempo helado Vinagre Se encuentra en la gasolina o en bebidas alcohólicas. Usualmente se obtiene de la fermentación de la levadura Azúcar de fruta Azúcar de mesa, azúcar de caña o de betarraga Azúcar de maíz

1. La ecuación que representa la disolución de sacarosa en agua es: C12H22O11(s) ← → C12H22O11(ac) Como la sacarosa sólida, las sustancias como la glucosa, C6H12O6(s) y el etanol, C2H6O(l), se disuelven en agua proporcionando a la solución mayormente moléculas. Escriba las ecuaciones que representan la disolución de estos dos líquidos en agua en la Tabla 1. 2. La ecuación que representa la disolución de CaCl2 en agua es: CaCl2 (s) ← → Ca2+(ac) + 2 Cl–(ac) Como el CaCl2, las sustancias como el NaCl y el AlCl3 se disuelven en agua proporcionando a la solución mayormente iones. Escriba las ecuaciones que representan la disolución de estos dos sólidos en agua en la Tabla 2.

PROCEDMIENTO 1. Obtenga y use guantes. 2. Fije el sensor de Conductividad en el soporte universal con la ayuda de las abrazaderas como se indica en la Figura 1. 3. Conecte el sensor de Conductividad a la interfaz para computador. Compruebe que el sensor de Conductividad tiene el selector de escala en el intervalo 0 – 20 000 µS/cm. 4. Prepare el computador para la toma de datos abriendo el archivo “05 Soluciones Conductoras” en la carpeta Biología con Vernier del Logger Pro.

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Soluciones Conductoras 5. Mida la conductividad de cada una de las soluciones que aparecen en la tabla de datos. Puede medir en cualquier secuencia. a. Levante cuidadosamente cada frasco con su contenido hasta que la punta del sensor de Conductividad y el hueco cercano a su extremo inferior se encuentre completamente sumergido en la solución que se va a medir. Importante: Como los dos electrodos se encuentran a cada lado del hueco mencionado, hay que asegurar que esta parte del sensor esté completamente sumergida. b. Agite brevemente el contenido del vaso. Una vez que la lectura de conductividad indicada en el medidor esté estable, registre el valor en la Tabla 3. c. Antes de medir la próxima solución, limpie los electrodos colocando el sensor dentro de un vaso de precipitado de 250 mL y lavándolo con agua destilada usando un frasco de lavado. Seque el exterior del extremo inferior del sensor con un papel absorbente. No es necesario secar el interior del hueco ubicado cerca del extremo final del sensor.

DATOS Tabla 1 C6H12O6(s)

C2H6O(l)

Tabla 2 NaCl(s)

AlCl3(s)

Tabla 3 Solución

Material

1

Agua destilada

2

Cloruro de sodio, NaCl

3

Cloruro de calcio, CaCl2

4

Cloruro de aluminio, AlCl 3

5

Etanol, C2H6O

6

sacarosa, C12H22O11

7

glucosa, C6H12O6

8

Agua corriente

9

Agua de río

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Agua de océano

Conductividad (µS/cm)

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PREGUNTAS 1. ¿Cuáles soluciones conducen mejor la electricidad, las que mayoritariamente contienen iones o las que mayoritariamente contienen moléculas? 2. ¿El agua destilada conduce bien la electricidad? Explique. 3. ¿El agua corriente conduce la electricidad? Explique su respuesta. 4. Considerando las lecturas de conductividad para las soluciones de NaCl, CaCl2 y AlCl3, ¿qué tendencia observa? Explique esta tendencia. 5. ¿Cómo se compara la conductividad del agua de océano con el agua de lago o de río? ¿Cómo podría explicar esto? 6. ¿Cuáles alimentos en solución condujeron bien la electricidad? ¿Cómo podría explicar esto? 7. Sugiera tres otras sustancias cuyas soluciones acuosas conducirían bien la electricidad. Explique el criterio que empleó para hacer su selección.

EXTENSION 1. Haga el experimento correspondiente para validar la predicción que hizo en la pregunta 7 de arriba.

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