Conductimetría (II): Conductímetros

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Las medidas de conductividad se realizan en el conductímetro, instrumento que puede ser tan simple como un vaso (célula) en el que se introducen dos electrodos de platino platinado de cierta área y separados una distancia fija. Estos electrodos van integrados dentro de una célula de conductividad como la que se muestra en la siguiente figura. Consisten en un tubo de vidrio que contiene en su extremo dos placas de platino (los electrodos) de 1 cm2 de superficie cada uno, separados 1 cm.

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Las medidas conviene hacerlas dentro de un termostato porque la conductividad presenta una fuerte dependencia de la temperatura.

La célula se conecta a una fuente de corriente alterna (unos 6 voltios y entre 300 y 4000 Hz de frecuencia) y se introduce en la disolución cuya conductividad se quiere medir. (Otra opción es emplear corrientes de frecuencias muy altas (hasta 30 MHz) y dejar los electrodos fuera de la disolución; la técnica se denomina entonces conductimetría de alta frecuencia u oscilometría.) También puede realizarse el experimento con corriente continua, pero la ventaja de la alterna es que como la polaridad de los electrodos cambia sin cesar (es decir, el positivo se convierte en negativo y viceversa cíclicamente, en milésimas de segundo o menos) no da tiempo a que se acumulen cargas en torno a los electrodos y se evita que disminuya la conductancia con el tiempo por polarización por concentración. Además, se minimiza la electrolisis.

Antes de hacer las medidas es necesario conocer la constante de célula, θ, que puede calcularse a partir de siguiente expresión:

G = Λĉ/1000θ

Basta medir la conductancia, G, de un electrolito patrón de concentración conocida y cuya conductividad equivalente también se conozca. El KCl es el ideal. Una vez conocida θ, se introduce este dato en el microprocesador del instrumento para que automáticamente, a partir de la medida de la resistencia, calcule G, y a partir de ese valor y de θ calcule la conductividad κ.

Sensores conductimétricos

clip_image006Se han ideado varios tipos de sensores cuyas propiedades analíticas se basan en la medida de la conductividad. Son muy útiles para estudiar gases. El quimiorresistor de absorción en polímero contiene un polímero que cambia su conductividad cuando entra en contacto con ciertas sustancias químicas. En el sensor catalítico cambia la resistencia de un elemento activo cuando dentro de él se quema un hidrocarburo. El sensor de óxido metálico semiconductor responde a cambios de concentración de oxígeno. También existen biosensores conductimétricos provistos de enzimas o de otros compuestos bioquímicos o microorganismos.

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