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gisele-hernandez
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Chapitre C.4:
La Conductimétrie
Comment déterminer des quantités de matières en solution à l’aide d’une
mesure physique?
1. Conductance (G) d’une portion de solution:
A
Eau distillée?
Eau sucrée?
Eau sallée?
I = 0 A ou très faible
I = 0 A ou très faible
Les solutions électrolytiques conduisent le courant électrique.
1.1 Conduction du courant par une solution:
1.2 Rappel de la loi d’Ohm:
Intensité qui traverse la solution.
Tension aux bornes de la solution
U = R . I Également valable en courant alternatif:
u = R . i A
V
On peut définir l’inverse de la résistance, c’est-à-dire une capacité à faire passer le courant:
1.3 Conductance:G =
1
R Siemens (S)
1.4 Mesure de la conductance:TP n°1 de conductimétrie
?Montage électrique: ~
GBF
V
A
!•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.
Or u = R i Donc G = i / uG =1
R
Cellule conductimétrique
Cellule conductimétrique:
Schéma et caractéristiques:
Photo de la cellule conductimétrique:
Retour
Retour
2. Conductivité: 2.1 Lien entre conductance et conductivité:
La conductance dépend de La distance l entre les électrodes: l augmente alors G G diminue (proportionnellement)La Surface S des électrodes: S diminue alors G diminue (proportionnellement)
Afin de ne pas dépendre du système de mesure (état des plaques, l ,S), on utilise la conductivité s
Donc la conductivité:
G = S
l
= G lS
m
m2
S
S.m-1
NB: k = l / S est la constante de cellule (souvent en cm-1)
2.2 Relation entre et concentration / dosage par étalonnage / TPn°2conductimétrie
est proportionnelle à la concentration de la solution (pour c < 10-2 mol/L)
Application: dosage par étalonnage (Tracer G ou en fonction de c)
Conductance mesurée
Concentration recherchée
Cette méthode est non destructive.
3. Conductivité molaire ionique (i)
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 = + + -
3.1 Conductivité et conductivité molaire ionique:
= i [Xi]n
i = 1S.m-1
Conductivité molaire de l’ion
S.m2.mol-1
Concentration molaire de l’ion
mol.m-3
3.2 Tableau de conductivité molaire ionique
Ex: NaCl = Na+ [Na+] + Cl- [Cl-]
3.3 Limite de la méthode d’étalonnage:
- Valable pour des concentrations < 0,01 mol/L
- Non applicable pour déterminer la concentration d’un ion dans un mélange d’espèces ioniques.
- Il faut maintenir les conditions constantes (Température, cellule…)