Mesure en chimie/Conductimétrie
Conduction des solutions aqueuses modifier
Solutions conductrices modifier
Un matériau conducteur contient les particules chargées qui peuvent être mises en mouvement lorsqu’il est soumis à une différence de potentiel. Ces particules chargées sont appelées porteurs de charges.
Remarque : dans les métaux, les porteurs de charges sont les électrons et dans les solutions, ce sont les ions.
Déplacement des ions dans une solution modifier
Les cations (ions positifs) de la solution se dirigent vers l'électrode négative (anode) tandis que les anions (ions négatifs) se dirigent vers l'électrode positive (cathode).
Donc, dans une solution aqueuse, le transport du courant électrique est assuré par un double déplacement d'ions, les anions en direction de la cathode et les cations en direction de l'anode .
Conductivité d'une solution aqueuse modifier
Définition modifier
Un conductimètre est constitué par deux électrodes en cuivre rectangulaire plongeant dans la solution à étudier. L'ensemble est soumis à une tension alternative sinusoïdale de valeur efficace UAB mesurée par un voltmètre. L'intensité efficace I est mesurée par un ampèremètre.
On définit donc la résistance de la portion d'électrolyte placée entre les deux électrodes :
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avec :
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et la conductance G est :
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= avec :
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Facteur dont dépend la conductance de l'électrolyte modifier
Ces facteurs peuvent être classés en deux catégories, ceux qui caractérisent la cellule de mesure et ceux qui caractérisent la solution étudiée.
Facteurs caractérisant la cellule de mesure modifier
- La conductance est inversement proportionnelle à la distance entre les plaques.
- La conductance est proportionnelle à la surface immergée des électrodes.
Facteurs caractérisant la solution étudiée modifier
- La conductance dépend des espèces chimiques présentes dans la solution.
- La conductance est proportionnelle à la concentration de la solution.
- La conductance dépend de la température de la solution.
Interprétation modifier
À partir de ces facteurs on peut trouver une formule pour la conductance G :
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G = σ ×
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Conductivité des solutions ioniques modifier
Pour une solution diluée, pour S (surface des électrodes) et L (distance entre les électrodes) fixés, la conductance est proportionnelle à la concentration c de la solution.
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σ = Δ × c avec :
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Conductivité molaire ionique modifier
Relation pour une solution quelconque modifier
Soit une solution contenant un cation M⁺ de concentration [M] et un anion A⁻ de concentration [A].
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σ = λM⁺ . [M] + λA⁻ . [A] avec :
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Exemples de valeurs modifier
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