Química

Condutancia Específica

Publicado por Mónica González

Por la ley de Ohm, cuando se aplica un voltaje V a un conductor, la corriente i que pasa por el mismo está dada por:

V = Ri

La magnitud R es definida como la resistencia que el conductor ofrece al pasaje de corriente (electrones) y su unidad es el Ohm. Cuanto mayor fuese el largo del conductor, mayores serán los obstáculos que los electrones enfrentarán en el pasaje por el mismo. Y cuanto mayor fuese el área del conductor, mayor será el espacio que los electrones podrán recorrer y menor la probabilidad de chocarse con los electrones del conductor, siendo menor la resistencia que este conductor ofrecerá al pasaje de corriente.

Así se puede decir que la resistencia de un conductor es directamente proporcional al largo d e inversamente proporcional al área A del mismo:

R = ρd/A

Donde ρ, es la constante de proporcionalidad, es llamada como resistividad y está ligada a la constitución química del conductor. La conductancia mide cual es la facilidad que el conductor ofrece al pasaje de corriente, o sea, cual es su capacidad de conducir la corriente. La conductancia L está dada por el inverso de la resistencia:

L = 1/R = kA/d

En ohm-1 o mho o S

k = Ld/A

en mho / cm

La magnitud k es llamada como conductancia específica del conductor, pues depende apenas de las características químicas propias del conductor.

Así, la conductancia específica puede ser considerada como la conductancia de una muestra de conductor de 1 cm. de largo y de 1 cm2 de área, o sea, la conductancia de un cubo de 1 cm. de arista.

Este cubo sería totalmente constituido por el material del conductor. Cuando se trata de la conductancia de un conductor metálico, la conducción de la corriente se debe a los electrones libres del conductor, sin embargo cuando se trata de conductancia de una solución de una especie química disuelta en determinado solvente, la conducción se debe a la presencia de iones positivos y negativos en esta solución.

La especie química es llamada electrolito. Para que el electrolito se disocie en iones positivos y negativos, el papel del solvente es esencial, pues es el solvente que promoverá esta disociación solvatando los iones.

Cuando un solvente como el agua posee una constante dieléctrica alta, el promueve una efectiva disociación de los iones, acarreando un aumento en la conductancia de la solución formada.

Al contrario, si el solvente posee una constante dieléctrica baja, el no es muy eficiente en proporcionar una disociación de iones, disminuyendo la conductancia del electrolito. La conductancia específica de un electrolito varía con la concentración, aumentando marcadamente con el aumento de la concentración, en el caso de electrolitos fuertes.

Para los electrolitos débiles, este aumento es gradual y en ambos casos, el aumento de la conductancia es debido al aumento del número de iones por unidad de volumen de la solución.

Además de la concentración, la temperatura también juega un papel importante en la conductancia de una solución. A medida que la temperatura aumenta, la energía cinética de las partículas también aumenta, lo que permite un mayor movimiento de los iones y, por lo tanto, una mayor conductancia. Sin embargo, este efecto es más pronunciado en electrolitos débiles que en fuertes.

Otro factor que puede afectar la conductancia es la presencia de impurezas en la solución. Las impurezas pueden interferir con el movimiento de los iones, lo que reduce la conductancia. Por lo tanto, es importante asegurarse de que la solución esté lo más pura posible para obtener mediciones precisas de la conductancia.

Además de los electrolitos, también existen otros tipos de conductores, como los semiconductores y los superconductores. Los semiconductores son materiales que tienen una conductancia que se encuentra entre la de los conductores y los aislantes. Su conductancia puede ser modificada mediante la adición de impurezas, un proceso conocido como dopaje.

Los superconductores, por otro lado, son materiales que pueden conducir electricidad sin resistencia cuando se enfrían a temperaturas extremadamente bajas. Este fenómeno, conocido como superconductividad, tiene aplicaciones potenciales en una variedad de campos, incluyendo la computación cuántica y la generación de energía.

En resumen, la conductancia es una medida de la capacidad de un material para conducir la electricidad. Esta propiedad depende de varios factores, incluyendo la composición química del material, su tamaño y forma, la temperatura y la presencia de impurezas. Al entender estos factores, podemos diseñar materiales con propiedades de conductancia específicas para diversas aplicaciones.