Calculadora de condutividade molar
Calcule a condutividade molar (Λm) de uma solução eletrolítica a partir da condutividade medida κ e da concentração molar c. Informe os dois valores com suas unidades e obtenha resultados em S·cm²/mol e S·m²/mol.
Condutividade molar a partir da condutividade e da concentração
Condutividade molar
Onde:
- \(\Lambda_m\) — condutividade molar (S·cm²/mol ou S·m²/mol)
- \(\kappa\) — condutividade específica da solução (S/cm)
- \(c\) — concentração molar do eletrólito (mol/L)
Quando \(\kappa\) está em S/cm e \(c\) em mol/L, a forma prática da fórmula é \(\Lambda_m = 1000\,\kappa / c\), que fornece \(\Lambda_m\) diretamente em S·cm²/mol. O fator 1000 faz a conversão entre mol/L e mol/cm³.
Condutividade molar – Exemplo de cálculo
Exemplo: uma solução de cloreto de potássio 0,01 mol/L apresenta condutividade medida de 1,413 mS/cm a 25 °C. Qual é a sua condutividade molar?
\[ \kappa = 1.413 \text{ mS/cm} = 1.413 \times 10^{-3} \text{ S/cm} \]
\[ \Lambda_m = \frac{1000 \times 1.413 \times 10^{-3}}{0.01} = 141.3 \text{ S·cm}^2\text{/mol} \]
\[ \Lambda_m = \frac{141.3}{10^4} = 0.014130 \text{ S·m}^2\text{/mol} \]
Resultado: a condutividade molar é 141,3 S·cm²/mol (0,01413 S·m²/mol), um valor típico para o KCl nessa concentração.
Como usar a calculadora de condutividade molar
- Digite a condutividade da solução (κ) medida no primeiro campo — a leitura do seu condutivímetro.
- Selecione a unidade da leitura de condutividade (µS/cm, mS/cm, S/cm ou S/m) no menu ao lado.
- Informe a concentração molar (c) do eletrólito no segundo campo.
- Selecione a unidade de concentração (mol/L, mmol/L ou mol/m³) no menu ao lado.
- Leia a condutividade molar em S·cm²/mol e a condutividade molar (SI) em S·m²/mol, junto com o cálculo passo a passo.
O que é condutividade molar?
A condutividade molar \(\Lambda_m\) (também chamada de condutância molar) é a condutividade de uma solução eletrolítica normalizada para um mol de eletrólito dissolvido. A condutividade bruta \(\kappa\) medida por um condutivímetro depende da quantidade de sal dissolvido, de modo que uma solução concentrada de um eletrólito mau condutor e uma solução diluída de um bom condutor podem dar a mesma leitura no aparelho. Dividir \(\kappa\) pela concentração molar \(c\) elimina essa ambiguidade e mostra com que eficiência um mol da substância conduz corrente elétrica.
A unidade consagrada é o S·cm²/mol, usada pela maioria dos livros-texto e tabelas de referência de química. A unidade do SI é o S·m²/mol, e a conversão é simples: 1 S·m²/mol = 10⁴ S·cm²/mol. A calculadora exibe as duas para que você possa usar o formato que o seu curso ou publicação pedir.
A condutividade molar é mais útil no estudo de eletrólitos fortes e fracos. Para eletrólitos fortes (NaCl, KCl, HCl), \(\Lambda_m\) diminui apenas um pouco com o aumento da concentração, porque os íons permanecem totalmente dissociados e as atrações interiônicas apenas os desaceleram; a variação segue a lei de Kohlrausch \(\Lambda_m = \Lambda_m^\circ - K\sqrt{c}\). Para eletrólitos fracos (ácido acético, amônia), \(\Lambda_m\) cai acentuadamente com a concentração, pois o grau de dissociação \(\alpha\) diminui. A razão \(\Lambda_m / \Lambda_m^\circ\) aproxima \(\alpha\), e é nisso que se baseia a determinação de constantes de dissociação — e, por extensão, dos produtos de solubilidade de sais pouco solúveis — a partir de medidas de condutividade.
Para referência: a 25 °C, as condutividades molares limitantes \(\Lambda_m^\circ\) de eletrólitos fortes comuns ficam aproximadamente entre 100 e 430 S·cm²/mol (KCl ≈ 149,9; ½ H₂SO₄ ≈ 426). Um resultado muito fora dessa faixa normalmente indica erro de unidade, e não química incomum.
Premissas, limitações e dicas práticas
- A condutividade deve ser a condutividade específica. O valor que você digitar já deve estar corrigido pela constante da célula — ou seja, o que um condutivímetro calibrado exibe, e não a condutância bruta.
- A concentração refere-se à unidade de fórmula. Se a solução estiver rotulada em termos de uma fração da fórmula (por exemplo, ½ H₂SO₄), informe a concentração de forma consistente com essa definição, como fazem as tabelas de referência.
- A temperatura importa. A condutividade de soluções aquosas aumenta cerca de 2% por °C. \(\kappa\) e \(c\) devem se referir à mesma temperatura — 25 °C é a referência padrão.
- Fique atento a trocas de unidades. Os erros mais comuns são digitar µS/cm em vez de mS/cm, ou mmol/L em vez de mol/L. A calculadora avisa quando o resultado é implausivelmente grande (>500 S·cm²/mol) ou pequeno (<5 S·cm²/mol).
- Condutividade de fundo. Em soluções muito diluídas, o CO₂ dissolvido e impurezas do solvente contribuem para \(\kappa\) e inflam \(\Lambda_m\); subtraia a condutividade do solvente puro se você trabalhar com concentrações micromolares.
- A calculadora apenas computa \(\Lambda_m = \kappa/c\). Para extrapolar a diluição infinita \(\Lambda_m^\circ\) de um eletrólito forte, meça \(\Lambda_m\) em várias concentrações e ajuste em função de \(\sqrt{c}\).
Condutividades molares limitantes típicas a 25 °C
| Eletrólito | \(\Lambda_m^\circ\) (S·cm²/mol) |
|---|---|
| KCl | 149,9 |
| NaCl | 126,5 |
| HCl | 426,2 |
| ½ H₂SO₄ | 426 |
| CH₃COOH (fraco) | 390,7 |
| NH₃·H₂O (fraco) | 271 |
Esses valores valem para diluição infinita; em concentrações finitas, o \(\Lambda_m\) medido é um pouco menor. Se você também analisa amostras de água, as verificações baseadas em condutividade combinam naturalmente com nossa calculadora de dureza da água.
Perguntas frequentes
Por que há um fator 1000 na fórmula da condutividade molar?
O fator 1000 converte litros em centímetros cúbicos. A condutividade \(\kappa\) é medida por centímetro, enquanto a concentração \(c\) é dada por litro. Como 1 L = 1000 cm³, a fórmula fica \(\Lambda_m = 1000\,\kappa / c\), que fornece o resultado diretamente na unidade consagrada, o S·cm²/mol. Se você mesmo converter \(c\) para mol/cm³, basta dividir \(\kappa\) por \(c\), sem o fator.
Como converter condutividade molar entre S·cm²/mol e S·m²/mol?
Divida S·cm²/mol por 10⁴ para obter S·m²/mol, ou multiplique S·m²/mol por 10⁴ para obter S·cm²/mol. Por exemplo, 141,3 S·cm²/mol equivalem a 0,01413 S·m²/mol. O fator vem das unidades de área: 1 m² = 10⁴ cm². Livros-texto e tabelas de referência usam majoritariamente o S·cm²/mol, enquanto publicações orientadas ao SI preferem o S·m²/mol — a calculadora mostra os dois.
Qual é um valor normal de condutividade molar?
A 25 °C, as condutividades molares limitantes de eletrólitos fortes comuns ficam entre cerca de 100 e 430 S·cm²/mol: NaCl ≈ 126,5, KCl ≈ 149,9, HCl ≈ 426. Eletrólitos fracos, como o ácido acético, só atingem ≈ 390 na diluição infinita e apresentam valores bem menores em concentrações práticas. Se o seu resultado estiver abaixo de 5 ou acima de 500 S·cm²/mol, um erro de unidade é muito mais provável do que química incomum.
Como calcular a condutividade molar manualmente?
Primeiro converta a condutividade para S/cm e a concentração para mol/L. Em seguida, multiplique a condutividade por 1000 e divida pela concentração: \(\Lambda_m = 1000\,\kappa / c\). Por exemplo, com \(\kappa = 1.413\) mS/cm e \(c = 0.01\) mol/L: \(\Lambda_m = 1000 \times 0.001413 / 0.01 = 141.3\) S·cm²/mol. Confira sempre se o seu aparelho lê em µS/cm ou mS/cm antes de converter.
Posso usar a condutividade molar para encontrar o grau de dissociação de um eletrólito fraco?
Sim. A razão \(\alpha \approx \Lambda_m / \Lambda_m^\circ\) estima o grau de dissociação, em que \(\Lambda_m^\circ\) é a condutividade molar limitante na diluição infinita. Como eletrólitos fracos, tais como o ácido acético, dissociam-se apenas parcialmente, \(\Lambda_m\) cai acentuadamente com o aumento da concentração. Combinando \(\alpha\) com a lei de diluição de Ostwald \(K_a = c\alpha^2/(1-\alpha)\), você determina a constante de dissociação a partir de medidas de condutividade.
Qual é a diferença entre condutividade molar e condutividade equivalente?
A condutividade molar é normalizada por mol de unidades de fórmula, enquanto a antiga condutividade equivalente é normalizada por mol de carga (equivalente). Para um eletrólito 1:1, como o KCl, as duas são idênticas; para o H₂SO₄ elas diferem por um fator de 2. A convenção moderna da IUPAC desaconselha os equivalentes, e é por isso que a calculadora pede a concentração em mol/L. Se você for comparar com valores da literatura antiga rotulados como 'condutância equivalente', verifique como a unidade de fórmula foi definida.
Por que meu resultado muda quando diluo a solução?
A condutividade molar depende da concentração. Para eletrólitos fortes, ela sobe um pouco com a diluição porque as atrações interiônicas enfraquecem, seguindo a lei de Kohlrausch \(\Lambda_m = \Lambda_m^\circ - K\sqrt{c}\). Para eletrólitos fracos, ela sobe fortemente porque a diluição aumenta o grau de dissociação. Não existe um único valor 'correto' para uma substância — informe sempre a concentração (e a temperatura) junto com \(\Lambda_m\), ou extrapole para \(\Lambda_m^\circ\).