Unidades SI | siemens por metro (S m −1 ) |
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Otras unidades | (Ω m) −1 |
Dimensión | M -1 · L -3 · T 3 · I 2 |
Naturaleza | Tamaño escalar intensivo |
Símbolo habitual | |
Enlace a otros tamaños | = · / |
La conductividad eléctrica caracteriza la capacidad de un material o una solución para permitir que las cargas eléctricas se muevan libremente y así permitir el paso de una corriente eléctrica .
La conductividad eléctrica es la inversa de la resistividad . La conductividad de un material homogéneo es igual a la conductancia de un conductor cilíndrico hecho de este material, dividida por su sección y multiplicada por su longitud.
Entre los mejores conductores de electricidad , se encuentran:
Algunos materiales, como los semiconductores , tienen una conductividad que depende de otras condiciones físicas, como la temperatura o la exposición a la luz , etc. Estas propiedades se utilizan cada vez más para producir sensores .
Cuando la conductividad depende de la dirección, se expresa como una cantidad vectorial ( CEI ).
En el SI, la conductividad se mide en Sm -1 ( siemens por metro), pero la mayoría de las veces la medición con un conductímetro da el resultado en mS.cm -1 ( milisiemens por centímetro).
Ampliamente utilizado en química , su unidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es siemens por metro (1 S / m = 1 A 2 · s 3 · m -3 · kg -1 ). Es la relación entre la densidad de corriente y la amplitud del campo eléctrico. Es el reverso de la resistividad . El símbolo generalmente utilizado para denotar la conductividad es la letra griega sigma : σ , que varía con los materiales desde 10 8 S m -1 a 10 −22 S m -1 .
En un conductor perfecto, σ tiende a infinito.
En el campo de la electrostática y magnetostática , la conductividad eléctrica expresada en (Ω.m) -1 se utiliza más generalmente . La unidad de σ es homogénea a la de en la medida en que el siemens es homogéneo a Ω -1 .
La conductividad de una solución acuosa permite estimar su carga en iones, generalmente se expresa en µS / cm.
La ley de Nernst-Einstein permite calcular la conductividad según otros parámetros fundamentales del material:
o
La conductividad de las soluciones iónicas viene dada por la ley de Kohlrausch . Esto toma dos formas, dependiendo de los autores.
En química, la ley de Kohlrausch permite determinar la conductividad de un ion i en función de su concentración:
con el número de cargas del ion. Por ejemplo, para el ion sulfato ).
y la conductividad iónica equivalente del ion a la concentración considerada (este valor de hecho depende de la concentración). El término "equivalente" indica que la conductividad está relacionada con una carga (ya sea 1+ o 1-), de ahí la necesidad de multiplicarla por el número de cargas . La conductividad iónica equivalente se expresa en Sm 2 .eq -1 , a diferencia de la conductividad iónica molar (ver más abajo) que se expresa en Sm 2 .mol -1 .
Si la solución no está muy concentrada, las conductividades iónicas equivalentes se toman iguales a las conductividades iónicas equivalentes a dilución infinita anotadas . Estos valores están tabulados. Si la solución no está concentrada, generalmente no se conocen las conductividades iónicas.
La conductividad de la solución toma entonces la siguiente forma general:
La ley de Kohlrausch también se expresa de la siguiente manera:
donde este tiempo es la conductividad molar iónica del ion a la concentración considerada.
La conductividad molar iónica es una cantidad característica de un ion , es la contribución del ion a la conductividad eléctrica de la solución. Depende en particular de la concentración, la temperatura, la carga y el tamaño del ion. Para una solución débilmente concentrada, se agregan las conductividades de los diferentes iones en solución:
,y la conductividad toma la siguiente forma general: