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…)