L’essentiel du cours 715
Qu’est-ce qu’un suivi par conductimétrie ?
La conductivité d’une solution est son aptitude à conduire un courant. Pour la mesurer on utilise un
conductimètre, un appareil qui impose une tension alternative aux bornes des deux électrodes
de la sonde conductimétrique qui plonge dans la solution. Cette tension génère un champ
électrique qui provoque un déplacement des ions en solution sous l’effet de la force de Lorentz (voir
le chapitre 13) donc un courant. Les mesures de l’intensité efficace I de celui-ci et de la tension
efficace U imposée permettent d’accéder à la conductance de la solution définie par G = I/U
puis à la conductivité σ proportionnelle à G. En effet, σ = KG où K = /s est la constante de
cellule (en m
−1 ) de la sonde conductimétrique qui dépend de la surface s de ses électrodes et de
la distance les séparant.
Le conductimètre associé à une sonde conductimétrique est un appareil affichant la conductivité σ (en S · m
−1 ) d’une solution électrolytique (contenant des ions).
Définition : Conductimètre
L’étalonnage du conductimètre consiste à déterminer la constante de cellule à l’aide
d’une solution étalon de concentration et de conductivité connues.
Chaque type d’ions présents dans la solution électrolytique contribue à la conductivité proportionnellement à sa concentration. Mais ces contributions diffèrent d’un type à un autre en fonction de
la taille et de la charge des ions. Cela se traduit par des coefficients de proportionnalité différents
appelés conductivités molaires ioniques. Dans les conditions usuelles d’expérience, les solutions
sont suffisamment diluées pour qu’on puisse assimiler les conductivités molaires ioniques λ i aux
conductivités molaires ioniques limites λ
◦
i (valeurs extrapolées pour une dilution infinie) :
λ i λ
◦
i .
La conductivité σ (en S · m
−1 ) d’une solution électrolytique s’exprime sous la forme :
σ =
i
|z i |λ
◦
i [ion i ]
où z i est la charge de l’ion de type i, [ion i ] sa concentration (en mol · m
−3 ) et λ
◦
i sa conductivité
molaire ionique limite (en S · m
2
· mol
−1 ).
Méthode 27.2 : Exprimer la conductivité d’une solution électrolytique
Pour l’expression de la conductivité, les concentrations doivent être en mol · m
−3 et
non pas en mol · L
−1 .
D’après le tableau d’avancement précédent, la concentration en ions éthanoate CH 3 CO
–
2 (noté Et
– )
s’identifie à l’avancement volumique x de sorte que la méthode précédente fournit :
— à l’état initial : σ 0 = λ Na + [Na
+
] 0 + λ OH − [OH
– ] 0 = (λ Na + + λ OH − )a,
— à un instant t : σ = λ Na + [Na
+
]+λ OH − [OH
– ]+λ Et − [Et
– ] = (λ Na + )a+(λ OH − )(a−x)+(λ Et − )x,
— à l’état final : σ ∞ = λ Na + [Na
+ ] ∞ + λ Et − [Et
– ] ∞ = (λ Na + + λ Et − )a.
Il ne faut surtout pas oublier les ions spectateurs Na
+ apportés en même quantité que
les ions hydroxyde OH
– , car ils participent à la conductivité de la solution.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
Qu’est-ce qu’un suivi par conductimétrie ?
La conductivité d’une solution est son aptitude à conduire un courant. Pour la mesurer on utilise un
conductimètre, un appareil qui impose une tension alternative aux bornes des deux électrodes
de la sonde conductimétrique qui plonge dans la solution. Cette tension génère un champ
électrique qui provoque un déplacement des ions en solution sous l’effet de la force de Lorentz (voir
le chapitre 13) donc un courant. Les mesures de l’intensité efficace I de celui-ci et de la tension
efficace U imposée permettent d’accéder à la conductance de la solution définie par G = I/U
puis à la conductivité σ proportionnelle à G. En effet, σ = KG où K = /s est la constante de
cellule (en m
−1 ) de la sonde conductimétrique qui dépend de la surface s de ses électrodes et de
la distance les séparant.
Le conductimètre associé à une sonde conductimétrique est un appareil affichant la conductivité σ (en S · m
−1 ) d’une solution électrolytique (contenant des ions).
Définition : Conductimètre
L’étalonnage du conductimètre consiste à déterminer la constante de cellule à l’aide
d’une solution étalon de concentration et de conductivité connues.
Chaque type d’ions présents dans la solution électrolytique contribue à la conductivité proportionnellement à sa concentration. Mais ces contributions diffèrent d’un type à un autre en fonction de
la taille et de la charge des ions. Cela se traduit par des coefficients de proportionnalité différents
appelés conductivités molaires ioniques. Dans les conditions usuelles d’expérience, les solutions
sont suffisamment diluées pour qu’on puisse assimiler les conductivités molaires ioniques λ i aux
conductivités molaires ioniques limites λ
◦
i (valeurs extrapolées pour une dilution infinie) :
λ i λ
◦
i .
La conductivité σ (en S · m
−1 ) d’une solution électrolytique s’exprime sous la forme :
σ =
i
|z i |λ
◦
i [ion i ]
où z i est la charge de l’ion de type i, [ion i ] sa concentration (en mol · m
−3 ) et λ
◦
i sa conductivité
molaire ionique limite (en S · m
2
· mol
−1 ).
Méthode 27.2 : Exprimer la conductivité d’une solution électrolytique
Pour l’expression de la conductivité, les concentrations doivent être en mol · m
−3 et
non pas en mol · L
−1 .
D’après le tableau d’avancement précédent, la concentration en ions éthanoate CH 3 CO
–
2 (noté Et
– )
s’identifie à l’avancement volumique x de sorte que la méthode précédente fournit :
— à l’état initial : σ 0 = λ Na + [Na
+
] 0 + λ OH − [OH
– ] 0 = (λ Na + + λ OH − )a,
— à un instant t : σ = λ Na + [Na
+
]+λ OH − [OH
– ]+λ Et − [Et
– ] = (λ Na + )a+(λ OH − )(a−x)+(λ Et − )x,
— à l’état final : σ ∞ = λ Na + [Na
+ ] ∞ + λ Et − [Et
– ] ∞ = (λ Na + + λ Et − )a.
Il ne faut surtout pas oublier les ions spectateurs Na
+ apportés en même quantité que
les ions hydroxyde OH
– , car ils participent à la conductivité de la solution.
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