[PDF] Conductance et conductivité dune solution ionique

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Conductance et conductivité d"une solution ionique

1.Conductance

?Mesure

La mesure de conductance s'effectue avec

un conductimètre. ?Définition (en courant continu ou alternatif) G

RUI1==G: conductance en siemens (S) ou ohm

-1 -1 I: intensité du courant en ampère (A) et Utension en volt (V)

2.Conductivité d'une solution ionique

?Conductance et conductivité G S l =Gconductance en siemens (S)

σconductivité en S.m

-1 ldistance des plaques (m) et Ssurface des plaques (m 2 La conductivité σdépend de la nature et de la concentration cde la solution. ?Migration des ions Dans un électrolyte le passage du courant est dû au double déplacement des ions : - un courant d'ions positifs dans le sens conventionnel ;

- un courant d'ions négatifs en sens inverse du sens conventionnel.?Conductivité molaire ionique

La conductivité est la somme des conductivités dues aux cations, σ , et aux anions, σ Dans un électrolyte où existent les cations A (aq) et les anions B (aq) on a : A+ [A (aq)]etσ B- [B (aq)]

σ: en siemens par mètre (S.m

-1 [X] : en mol par mètre cube (mol.m -3 x :en siemens mètre carré par mol (S.m 2 .mol-1 A+ et λ B- sont les conductivités molaires ioniquesdes ions [A ] et [B ?Conductivité et concentration molaire Si cest la concentration molaire de l'électrolyte, on peut écrire : [A (aq)] = [B (aq)] = cet σ= (λA+ A- ).c 1 104
CHAPITRE 5ÉTAT D'ÉQUILIBRE D'UN SYSTÈMECelluleconductimétrique

Électrolyte

S l 105
courssavoir-faireexercicescorrigÈs À l'aide d'un conductimètre, on mesure la conductivité σ= 4,6.10 -3 S.m -1 d'une solution aqueuse d'acide éthanoïque CH 3 CO 2

H de concentration molaire

c i = 1,0.10 -3 mol.L -1 . Calculer la concentration molaire des espèces chimiques présentes dans la solution. Calculer le pH de la solution. Vérifier que la réaction de l'acide éthanoïque sur l'eau n'est pas totale. Données :valeurs des conductivités molaires ioniques à 25 °C : l H 3 O+ = 3,50.10 -3 S.m 2 .mol -1 et l

CH3CO2-

= 4,09.10 -3 S.m 2 .mol -1 corrigé commenté Conseil :construire le tableau de suivi de la transformation, même s'il n'est pas demandé, pour calculer les concentrations molaires des différentes espèces. Tableau descriptif de l'évolution du système: Si V est le volume de la solution d'acide éthanoïque, calculons les concentra- tions molaires des différentes espèces en solution. À l'état final ou état d'équilibre l'on a, d'après le tableau : n

CH3CO2H

= n i - x f et n

CH3CO2

= n H3O+ = x f , avec n i = c i .V [H 3 O ] = [CH 3 CO 2- x V f et [CH 3 CO 2 H] = nx V if -_i soit [CH 3 CO 2

H] = c

i - [H 3 O Les ions présents dans la solution sont les ions positifs oxonium et les ions négatifs éthanoate. La conductivité σest la somme des conductivités dues aux cations et aux anions. H3O+ [H 3 O

CH3CO2

[CH 3 CO 2- H3O+

CH3CO2

) [H 3 O 3 ,.mol m01 2 HO HO

350 10 409 1046 10

HO CHCO233

33
33
bbll ::DD [H 3 O ] = [CH 3 CO 2- ] = 1,2.10 -4 mol.L -1 et [CH 3 CO 2

H] = 1,0.10

-3 - 1,2.10 -4 = 8,8.10 -4 mol.L -1 pH = - log [H 3 O ] = - log 1,2.10 -4 soit pH = 3,9

L'avancement maximal est x

m = n i = 1,0.10 -3 mol et l'avancement final x f = 1,2.10 -4 mol. Calculons le taux d'avancement final: ,.,.%xxt10 1012 1012 mf 34
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