Pregunta 3 · Técnicas Instrumentales UB Juny 2018

a. Exposeu breument el principi físic en el qual es basa aquesta tècnica.

Solución: Es fonamenta en la capacitat que tenen els ions dissolts per conduir el corrent elèctric mitjançant un fenomen de migració causat per l'atracció i repulsió electrostàtica cap als elèctrodes de polaritat oposada.

b. Quin tipus de cel·la s'utilitza i quines característiques especials presenta pel que fa al subministrament elèctric i als materials dels elèctrodes?

Solución: S'utilitza una cel·la electrolítica modificada dotada generalment de dos elèctrodes paral·lels de platí (recoberts de negre de platí). S'aplica corrent altern d'alta freqüència amb l'objectiu d'anul·lar les reaccions redox faràdiques i minimitzar els efectes de polarització als elèctrodes.

c. El potencial establert a la cel·la és de naturalesa espontània o no espontània?

Solución: No espontània

d. Descriviu el mecanisme de transport dels ions implicat i definiu el concepte de nombre de transport, enumerant les variables físiques de les quals depèn.

Solución: El mecanisme és la migració electrostàtica. El nombre de transport ($t_i$) és la fracció del corrent total que transporta una espècie iònica determinada a la solució ($t_i = I_i / I_{\mathrm{total}}$). Aquest paràmetre depèn de: - Mobilitat elèctrica: a major mobilitat, major transport de càrrega. - Càrrega de l'ió: a major càrrega neta, més intensa és la força electrostàtica. - Radi hidrodinàmic: un radi solvatat més gran implica més fricció i menor mobilitat. - Temperatura: l'augment de temperatura redueix la viscositat del solvent, augmenta la mobilitat i la dissociació electrolítica, incrementant la conductivitat.

e. Indiqueu de manera raonada si la conductivitat iònica límit de l'ió clorur (Cl⁻) pren el mateix valor o valors diferents quan es mesura en una dissolució de NaCl en comparació amb una dissolució de KCl.

Solución: La conductivitat iònica molar a dilució infinita d'un ió individual ($\lambda^0_{\mathrm{Cl^-}}$) és una propietat intrínseca de l'ió a una temperatura donada (Llei de migració independent de Kohlrausch) i és idèntica en ambdues sals a dilució infinita. Tanmateix, a concentracions finites, la conductivitat equivalent i el coeficient d'activitat depenen de la força iònica total i de les interaccions amb el catió corresponent ($\mathrm{Na^+}$ o $\mathrm{K^+}$), per la qual cosa la contribució efectiva i el transport mesurat en cada solució presenten petites variacions en funció del contraió.