CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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Annexe 2
s
K cell est appelée constante de cellule ; elle ne dépend
que des dimensions de la cavité constituée par les deux
plaques :
K cell = , / s
(7)
Cependant , et s ne sont pas parfaitement connues, un
étalonnage est nécessaire (cf. § 2.3.).
La conductance s’exprimant en siemens S, la conductivité
s s’exprime en S . m –1 dans le Système International,
mais le S . cm –1 est souvent utilisé en travaux-pratiques.
2.2 Le conductimètre
Un conductimètre est un ohmmètre. Il est alimenté en
courant alternatif, afin que les mesures ne soient pas
perturbées par des réactions d’électrolyse.
2.3 Réalisation d’une mesure
l
fils de connexion
plaque de platine recouverte
de platine pulvérulent
s
m –1
K = ,
Avant toute mesure, il est nécessaire de rincer la cellule
avec de l’eau distillée ou déminéralisée et de l’essuyer
extérieurement (ne jamais toucher les plaques de platine).
Il suffit alors de la plonger dans la solution à étudier
et de choisir le calibre adapté.
Lorsque les mesures conductimétriques ont pour but la détermination
de la conductivité s de la solution à partir de la
mesure de la conductance G, il est nécessaire de connaître
(cf. relation (6)) la valeur de la constante de cellule K cell .
■ Détermination de la constante de cellule
Pour déterminer la constante d’une cellule, on mesure la
conductance d’une solution-étalon, généralement une
solution de chlorure de potassium à 0,100 mol.L –1 , dont
la conductivité est connue (doc. 4) :
K cell = s (étalon) / G (étalon)
m
m 2
Doc. 3 Schéma d’une cellule conductimétrique.
c
c
b
m –1 m m 2
Q (°C)
s(mS .cm –1 )
■ Détermination Q (°C) de la conductivité d’une solution
Mesurer s(mS .cm alors la conductance de la solution, soit G(sol.) ;
–1 22 23 24 25 26
) 12,15 12,39 12,64 12,88 13,12
la conductivité s (sol.) s’en déduit :
3
Applications des mesures
conductimétriques
3.1 Détermination de la concentration
d’ions en solution
Considérons par exemple, une solution saturée d’iodure
de plomb (II) PbI 2 , obtenue par agitation du solide dans
de l’eau déminéralisée. En solution s’établit l’équilibre
d’équation :
PbI 2(s) = Pb 2+ + 2 I –
La conductance G de la solution est la somme de la conductance
du solvant et de celle du soluté :
G solution = G eau + G soluté
d’où : G soluté = G solution – G eau
or : s (soluté) = K cell . G soluté
D’autre part :
s (soluté) = 2 . l(1/2 Pb 2+ ) . [Pb 2+ ] +1.l(I – ) . [I – ]
En remarquant que [I – ] = 2 . [Pb 2+ ] et en supposant que la
solubilité est faible, c’est-à-dire que la solution est diluée,
il vient :
s (soluté) = 2 . [Pb 2+ ] . (l 0 (1/2 Pb 2+ ) + l 0 (I – ))
soit : [Pb 2+ ] =
17
10,95
18
11,19
s (sol.) = K cell . G(sol.)
Remarque : Avec les unités de base du S.I., la concentration
des ions Pb 2+ ainsi obtenue est en mol .m –3 .
3.2 Suivi d’une réaction
19
11,43
20
11,67
21
11,9
Doc. 4 Conductivité s d’une solution de chlorure
de potassium à 0,100 mol . L –1 en fonction de la
température q .
Lorsqu’au cours d’une réaction chimique, la disparition des
réactifs ioniques et la formation des produits ioniques s’accompagnent
d’une variation de conductivité de la solution,
il est possible de suivre cette réaction par conductimétrie :
c’est le cas pour de nombreux dosages et pour certaines
réactions lentes.