Physique-Chimie · Terminale · Déterminer les composantes d’un système chimique
Propriétés électriques des solutions
Les ions portent le courant.
En bref
Une solution ionique conduit le courant parce que ses ions se déplacent.
Une solution ionique conduit le courant parce que ses ions se déplacent. Mesurer cette aptitude, c’est mesurer indirectement combien d’ions sont là — et lesquels.
Conductance et conductivité
| Grandeur | Symbole, unité | Dépend de… |
|---|---|---|
| Conductance | G, en siemens (S) | La solution et la géométrie de la cellule |
| Conductivité | σ, en S·m⁻¹ | La solution seule |
G = 1/R = I/U, et G = σ × S/L, où S est la surface des électrodes et L leur distance.
On obtient σ avec un conductimètre étalonné sur une solution de conductivité connue.
La loi de Kohlrausch
Chaque ion apporte sa part, indépendamment des autres, tant que la solution est diluée :
σ = Σ λᵢ × [Xᵢ]
Piège d’unités systématique : les concentrations y entrent en mol·m⁻³, pas en mol·L⁻¹. Rappel : 1 mol·L⁻¹ = 10³ mol·m⁻³. Oublier le facteur mille fausse le résultat de trois ordres de grandeur.
Tous les ions ne se valent pas
| Ion | λ, en mS·m²·mol⁻¹ | Pourquoi |
|---|---|---|
| H₃O⁺ | 35,0 | Relais de proton |
| HO⁻ | 19,9 | Relais de proton |
| Les autres ions courants | de l’ordre de 5 à 8 | Ils traversent physiquement la solution |
H₃O⁺ et HO⁻ conduisent environ cinq fois mieux que les autres : ils se déplacent par relais de molécule d’eau en molécule d’eau, sans avoir à parcourir la distance eux-mêmes.
Le titrage conductimétrique
C’est la conséquence directe de la remarque précédente : au cours d’un titrage, la conductivité varie linéairement par morceaux.
| Ce qu’on observe | Ce que cela signifie |
|---|---|
| Un segment de droite | Un jeu d’ions donné |
| Une rupture de pente | L’équivalence |
On trace les deux droites, on lit leur intersection.
| Quand la préférer | Pourquoi |
|---|---|
| Solution colorée ou trouble | Un indicateur coloré y serait invisible |
| Saut de pH peu marqué | La conductimétrie ne dépend pas du saut |
Toujours travailler avec un grand volume dans le bécher, ou corriger la dilution : sans cela, l’ajout de titrant dilue les ions et courbe les segments qu’on veut droits.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Quelle est l’unité de la conductivité σ ?
2.La conductance G dépend de la géométrie de la cellule de mesure.
3.Que dit la loi de Kohlrausch ?
4.Dans la loi de Kohlrausch, en quelle unité entrent les concentrations ?
5.Quels ions conduisent le mieux le courant en solution aqueuse ?
6.Comment repère-t-on l’équivalence sur un titrage conductimétrique ?
0 / 6 questions
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