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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 272 — #280
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CHAPITRE 5 – FORCES INTERMOLÉCULAIRES
Des tables fournissent les conductivités ioniques molaires équivalentes limites à 25 °C :
λ 0
K + = 7,35.10 −3 S·m 2 ·mol −1 et λ 0
NO
−
3
= 7,14.10 −3 S·m 2 ·mol −1 . Dans les conditions de l’expérience, le nitrate de potassium est entièrement dissocié en ions K + et NO
–
3 (électrolyte fort).
L’expérience est menée à 25 °C, le conductimètre est préalablement étalonné en utilisant une
solution de chlorure de potassium de concentration 0,1 mol·L −1 . La conductance mesurée
est G = 12,60 mS pour une conductivité (tabulée) de 1,288 S·m −1 à 25 °C (rappelons que
les valeurs des conductivités des solutions étalons de chlorure de potassium sont tabulées en
fonction de la température et en fonction de la concentration). Nous pouvons en déduire la
valeur de la constante de cellule K dans les conditions de l’expérience :
K =
1, 288
12, 60.10 −3 = 102,2 m
−1 = 1,022 cm
−1 .
La cellule conductimétrique est alors plongée dans la solution de nitrate de potassium, la
conductance mesurée est G = 1,29.10 −3 S. La connaissance de la constante de cellule permet
d’estimer la conductivité de la solution : σ = 0,132 S·m −1 . La relation de KOHLRAUSCH
liant la conductivité aux concentrations ioniques en solution permet d’écrire :
σ = ∑
i
|z i | λ i,eq c i = (λ NO
−
3
+ λ K + )c
d’où la détermination expérimentale :
λ NO
−
3
+ λ K + = 0,0132 S·m
2 ·mol
−1 = 13,2 mS·m
2 ·mol
−1 .
Les tables fournissant les conductivités ioniques molaires équivalentes limites à 25 °C permettent de calculer λ 0
NO
−
3
+ λ 0
K + = 14,5 mS·m 2 ·mol −1 . Ce résultat valide l’approximation
rencontrée pour les solutions diluées : λ i,eq ≈ λ 0
i,eq (l’erreur commise est inférieure à 10 %).
2.5 Choix d’un solvant, chimie verte
Le concept de chimie verte a été développé au début des années 1990. Il s’agit d’une chimie soucieuse de l’environnement et du développement durable. Ses principes consistent à
économiser au maximum les ressources, à minimiser les rejets, et à bannir les substances
toxiques ou potentiellement néfastes pour l’environnement. Les solvants sont encore largement utilisés en chimie organique, et la chimie verte propose de réaliser un maximum de
réactions dans le solvant eau (évidemment le moins toxique des solvants !) ou en absence de
solvant. Certaines réactions ne pouvant pas être observées dans l’eau, la recherche consiste
à utiliser le solvant le moins toxique possible et il existe des alternatives acceptables, visant
notamment à ne plus utiliser les solvants chlorés (toxiques) ou certains éthers-oxydes (dangereux par formation de peroxydes explosifs). Nous présentons ici certains de ces solvants
verts, et leur domaine d’utilisation (voir les structures de ces molécules figure 5.17).
• Le 2-méthyltétrahydrofurane A combine les propriétés chimiques du THF (tétrahydrofurane) et du toluène. Il est issu de sources renouvelables (sucre de canne) mais présente une
alternative au THF qui est un dérivé pétrochimique.
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Des tables fournissent les conductivités ioniques molaires équivalentes limites à 25 °C :
λ 0
K + = 7,35.10 −3 S·m 2 ·mol −1 et λ 0
NO
−
3
= 7,14.10 −3 S·m 2 ·mol −1 . Dans les conditions de l’expérience, le nitrate de potassium est entièrement dissocié en ions K + et NO
–
3 (électrolyte fort).
L’expérience est menée à 25 °C, le conductimètre est préalablement étalonné en utilisant une
solution de chlorure de potassium de concentration 0,1 mol·L −1 . La conductance mesurée
est G = 12,60 mS pour une conductivité (tabulée) de 1,288 S·m −1 à 25 °C (rappelons que
les valeurs des conductivités des solutions étalons de chlorure de potassium sont tabulées en
fonction de la température et en fonction de la concentration). Nous pouvons en déduire la
valeur de la constante de cellule K dans les conditions de l’expérience :
K =
1, 288
12, 60.10 −3 = 102,2 m
−1 = 1,022 cm
−1 .
La cellule conductimétrique est alors plongée dans la solution de nitrate de potassium, la
conductance mesurée est G = 1,29.10 −3 S. La connaissance de la constante de cellule permet
d’estimer la conductivité de la solution : σ = 0,132 S·m −1 . La relation de KOHLRAUSCH
liant la conductivité aux concentrations ioniques en solution permet d’écrire :
σ = ∑
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|z i | λ i,eq c i = (λ NO
−
3
+ λ K + )c
d’où la détermination expérimentale :
λ NO
−
3
+ λ K + = 0,0132 S·m
2 ·mol
−1 = 13,2 mS·m
2 ·mol
−1 .
Les tables fournissant les conductivités ioniques molaires équivalentes limites à 25 °C permettent de calculer λ 0
NO
−
3
+ λ 0
K + = 14,5 mS·m 2 ·mol −1 . Ce résultat valide l’approximation
rencontrée pour les solutions diluées : λ i,eq ≈ λ 0
i,eq (l’erreur commise est inférieure à 10 %).
2.5 Choix d’un solvant, chimie verte
Le concept de chimie verte a été développé au début des années 1990. Il s’agit d’une chimie soucieuse de l’environnement et du développement durable. Ses principes consistent à
économiser au maximum les ressources, à minimiser les rejets, et à bannir les substances
toxiques ou potentiellement néfastes pour l’environnement. Les solvants sont encore largement utilisés en chimie organique, et la chimie verte propose de réaliser un maximum de
réactions dans le solvant eau (évidemment le moins toxique des solvants !) ou en absence de
solvant. Certaines réactions ne pouvant pas être observées dans l’eau, la recherche consiste
à utiliser le solvant le moins toxique possible et il existe des alternatives acceptables, visant
notamment à ne plus utiliser les solvants chlorés (toxiques) ou certains éthers-oxydes (dangereux par formation de peroxydes explosifs). Nous présentons ici certains de ces solvants
verts, et leur domaine d’utilisation (voir les structures de ces molécules figure 5.17).
• Le 2-méthyltétrahydrofurane A combine les propriétés chimiques du THF (tétrahydrofurane) et du toluène. Il est issu de sources renouvelables (sucre de canne) mais présente une
alternative au THF qui est un dérivé pétrochimique.
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