La Conductimétrie Chapitre C.4: Comment déterminer des quantités de matières en solution à l’aide d’une mesure physique?

Les solutions électrolytiques conduisent le courant électrique. 1. Conductance (G) d’une portion de solution: 1.1 Conduction du courant par une solution: A Eau distillée? I = 0 A ou très faible Eau sucrée? I = 0 A ou très faible Eau salée? I = A Les solutions électrolytiques conduisent le courant électrique.

U = R . I 1 R G = 1.2 Rappel de la loi d’Ohm: Tension aux bornes de la solution U = R . I Intensité qui traverse la solution. Également valable en courant alternatif: u = R . i A V W On peut définir l’inverse de la résistance, c’est-à-dire une capacité à faire passer le courant: G = 1 R 1.3 Conductance: W Siemens (S)

Cellule conductimétrique 1.4 Mesure de la conductance G ~ GBF Montage électrique: ? V A Cellule conductimétrique ! Le mode alternatif permet d’éviter l’électrolyse (réactions chimiques aux électrodes) A et V doivent être en mode alternatif! (~) Calculer G en fonction des grandeurs mesurées. G = 1 R Or u = R i Donc G = i / u

Cellule conductimétrique: Schéma et caractéristiques:

Photo de la cellule conductimétrique: Retour

Retour

G = s s = G S l l S 2. Conductivité: 2.1 Lien entre conductance et conductivité: Afin de ne pas dépendre du système de mesure (état des plaques, l ,S), on utilise la conductivité s La conductance dépend de La distance l entre les électrodes augmente alors G diminue La Surface S des électrodes diminue alors G diminue G = s S l Donc la conductivité: s = G l S m S.m-1 m2 S k = l / S est la constante de cellule (souvent en cm-1)

2.2 Relation entre s et concentration / dosage par étalonnage / TPn°1conductimétrie s est proportionnelle à la concentration de la solution (pour c < 10-2 mol/L) Application: dosage par étalonnage (Tracer G ou s en fonction de c) Conductance mesurée Concentration recherchée Cette méthode est non destructive.

Donc s = s+ + s - 3. Conductivité molaire ionique (li) + - Intro: Courant dans les électrolytes + - I - + I Le courant est dû aux charges + dans le sens du courant et aux charges – dans le sens inverse. + + - - Donc s = s+ + s -

s = S li [Xi] 3.1 Conductivité et conductivité molaire ionique: Concentration molaire de l’ion mol.m-3 s = S li [Xi] n i = 1 S.m-1 Conductivité molaire de l’ion S.m2.mol-1 Ex: sNaCl = lNa+ [Na+] + lCl- [Cl-]

3.2 Tableau de conductivité molaire ionique

3.3 Limite de la méthode d’étalonnage: - Valable pour des concentrations < 0,01mol/L - Non applicable pour déterminer la concentration d’un ion dans un mélange d’espèces ioniques. - Il faut maintenir les conditions constantes (Température, cellule…)