TP Chimie N° 05

Conductance

et

 facteurs d’influence.

Enoncé.

 

   

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Correction 

 Objectifs :

-  ;Mesurer la conductance d’une portion de solution électrolytique.

-  Étudier quelques facteurs influençant la conductance

 

Matériel :

Un G.B.F, deux multimètres (un noir et un jaune), 5 cellules de conductimétrie,

des fils de connexion, des béchers,

Des solutions : 

(Na + + Cl )  (C1 = 2,0 x 10 – 3  mol / L ; C = 5,0 x 10 – 3  mol / L  ; C2 = 1,0 x 10 – 2  mol / L), 

(Na + + HO )  et (H + + Cl ), (C = 5,0 x 10 – 3  mol / L ).

I- Conductance.
1)- Définitions.
2)- Mesure de la conductance.
II- Facteurs influençant la conductance.
1)- Influence des caractéristiques S et de la cellule.
2)- Influence des caaractéristiques de la solution.

I-   La conductance.

 

1)- Définitions :

-    Dans une solution aqueuse électrolytique, le passage du courant électrique est assuré par le déplacement des ions. 

-    On s’intéresse au caractère conducteur d’une solution électrolytique.

-    Dans certaines conditions, une solution ionique se comporte comme un conducteur ohmique. 

-    Elle répond alors à la loi d’ohm (vue en troisième) :

-   

-    R est une grandeur caractéristique du conducteur. 

-    Elle rend compte de la capacité de celui-ci à s’opposer au passage du courant (d’où son nom).

-    Les chimistes préfèrent étudier l’inverse c’est-à-dire la capacité qu’a la solution électrolytique à laisser passer le courant. 

-    Ils étudient la conductance G qui est l’inverse de la résistance :

-              

-    Loi d’Ohm :

-     

     

2)- Mesure de la conductance.

a)- Principe.

-    Pour déterminer la valeur de G, on utilise la loi d’Ohm :

-   

-    Il faut connaître U et I.

-    Pour cela, on plonge dans la solution ionique, deux plaques métalliques, appelées électrodes, reliées à un générateur.

-    On mesure la tension U entre les électrodes avec un voltmètre.

-    On mesure l’intensité I du courant dans le circuit avec un ampèremètre.

-    L‘ensemble constitué par les deux plaques métalliques planes et parallèles est appelé : Cellule conductimétrique.

-    On détermine ensuite la valeur de la conductance G de la portion de solution ionique comprise entre les électrodes.

b)- Dispositif expérimental :

-    Prendre l’électrode S = 1 cm 2 et  = 1 cm.

-    Schéma :

ManipulationRéaliser le montage et les différents réglages avant de rincer les électrodes.

c)- Mesure :

ManipulationRincer les électrodes à l’eau distillée.

-    Éliminer l’eau de rinçage délicatement avec du papier absorbant.

-    Agiter doucement la cellule dans la solution pour bien homogénéiser.

-    La solution ionique est une solution de chlorure de sodium de concentration  :

-    C = 5,0 x 10 – 3  mol / L.

-    Réaliser une mesure de G.

Animation CabriJava

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II- Facteurs influençant la conductance.

 

1)- Influence des caractéristiques S et de la cellule.

-    On dispose d’un jeu de cellules conductimétriques. 

-    On peut faire varier la distance entre les électrodes et la surface S de leur partie immergée.

a)- Influence de la distance entre les électrodes.

-    Faire une mesure avec S = 1 cm 2   et  = 3 cm

-    Comparer la valeur de cette mesure à celle obtenue au I- 2)- c)-. Conclusion.

b)- Influence de S.

-    La distance  entre les électrodes étant maintenue constante (ℓ = 1 cm   ), on fait varier S = 3 cm 2.

-    Faire une mesure et la comparer à la valeur obtenue au I- 2)- c)-. (S = 1 cm2 et = 1 cm ). Conclusion.

2)- Influence des caractéristiques de la solution.

-    On utilise la cellule conductimétrique du I- 2)- b)-dont les dimensions sont fixées. 

-    On peut ainsi mettre en évidence des grandeurs d’influence propres à la solution.

a)- Influence du soluté.

-    On dispose de solutions (Na + + Cl  –)  ; (Na + + HO) ; (H + + Cl ) de même concentration : 

-    C = 5,0 x 10 – 3  mol / L.

ManipulationRéaliser les mesures puis reproduire et compléter le tableau suivant.

 

Solution

(Na + + Cl

(Na + + HO

(H + + Cl )

en mS

 

 

 

 

 

 

RédactionConclusion.

b)- Influence de la concentration.

-    On dispose de la solution (Na + + Cl )  de concentration :

-    C1 = 2,0 x 10 – 3  mol / L ; C = 5,0 x 10 – 3  mol / L  ; C2 = 1,0 x 10 – 2  mol / L.

ManipulationRéaliser les différentes mesures, reproduire et compléter le tableau.

 

C     

 mmol / L

    2    

     5    

     10    

G  

mS

 

 

 

 

 

 

RédactionConclusion.

c)- Influence de la température.

-    Relever la température θ de la solution (Na + + Cl )   de concentration 

-    C = 5,0 x 10 – 3  mol / L :

-    θ  =

-    faire chauffer la solution et relever la température θ’ de cette solution.

-    θ’ =

-    réaliser la mesure et comparer la valeur obtenue à celle du I- 2)- c)-. Conclusion.