Fiche de physique - chimie

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Conductance, conductivité et conductivité molaire ionique

Conductance d'une solution ionique

La conductance G d'une solution électrolytique est égale à l'inverse de la résistance de la même portion de solution.

$\boxed{G=\frac{1}{R}}$

Or d'après la loi d'Ohm : $\dfrac{1}{R}=\dfrac{I}{U}$

$I$ : intensité en ampère (A)
$U$ : tension en volt (V)

Donc $\boxed{G = \dfrac{I}{U}}$

On peut mesurer la conductance en plongeant dans une solution électrolytique, deux électrodes parallèles de surface S écartées d'une longueur L :

Conductance, conductivité et conductivité molaire ionique : image 1

La conductance est donné par la formule :

$\boxed{G=\sigma.\frac{S}{L}}$

    $G$ : conductance en S
    $\sigma$ : conductivité de la solution en S.m^-1
    $S$ : surface en m²
    $L$ : longueur en m

La concentration de la solution ionique, la nature de l'électrolyte, la température et la propreté des électrodes influencent la conductivité de la solution.

Conductivité molaire ionique d'un ion en solution

La conductivité molaire ionique d'un soluté est le rapport de la conductivité de la solution sur sa concentration.

$\Lambda=\dfrac{\sigma}{c}$
    $\Lambda$ : conductivité molaire en S.m².mol^-1
    $\sigma$ : conductivité de la solution en S.m^-1
    $c$ : concentration de la solution en mol.m^-3

Dans le cas d'une solution ionique d'un soluté unique contenant uniquement des ions monochargés.

$\Lambda=\lambda_{M^+}+\lambda_{X^-}$

Conductivité d'une solution ionique quelconque

Définition

Soit une solution ionique quelconque contenant p ions monochargés différents notés $X_i$ et de concentrations $[X_i]$ et de conductivités molaires ioniques $\lambda_i$

Soit $\boxed{\sigma=\sum_{i=1}^p\lambda_i.[X_i]}$

Pour les calculs de conductivité, il est important que la concentration de la solution ne dépasse pas $1.10^{-2}mol.L^{-1}$ .

Tableau des conductivités molaires ioniques de quelques ions monochargés

Nom	Symbole	$\lambda$ $S.m^2.mol^{-1}$	Nom	Symbole	$\lambda$ $S.m^2.mol^{-1}$
Oxonium	$H_3O^+$	$349,8.10^{-4}$	Hydroxyde	$HO^-$	$198,6.10^{-4}$
Potassium	$K^+$	$73,5.10^{-4}$	Bromure	$Br^-$	$78,1.10^{-4}$
Sodium	$Na^+$	$50,1.10^{-4}$	Iodure	$I^-$	$76,8.10^{-4}$
Ammonium	$NH_4^+$	$73,5.10^{-4}$	Chlorure	$Cl^-$	$76,3.10^{-4}$
Lithium	$Li^+$	$38,7.10^{-4}$	Fluorure	$F^-$	$55,4.10^{-4}$
Césium	$Cs^+$	$77,3.10^{-4}$	Nitrate	$NO_3^-$	$71,4.10^{-4}$
Rubidium	$Rb^+$	$77,8.10^{-4}$	Ethanoate	$Ch_3COO^-$	$40,9.10^{-4}$
Argent	$Ag^+$	$61,9.10^{-4}$	Benzoate	$C_6H_5COO^-$	$32,3.10^{-4}$

Facteurs influençant la conductivité

concentration :
la conductivité d'une solution électrolytique augmente si la concentration des espèces chimiques présentes dans cette solution augmente.

température :
la conductivité d'une solution électrolytique augmente si la température de cette solution augmente.

Publié par skops, refaite par gbm, relue par shadowmiko le 14-03-2021

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