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Conductimétrie

Posté par
Gimlix
18-04-20 à 18:15

Bonjour,
J'ai un TP à analyser en conductimétrie, Voilà une partie de l'énoncé:
On mesure une conductivité de 1,40 mS/cm à 25°C pour une solution saturée de CaSO4.
a) En utilisant les conductivités molaires ioniques (voir tableau), calculer la concentration des ions
sulfates et calciums dans cette solution.
Le problème c'est qu'avec la formule  sigma=somme Ci×lambda i, on a la concentration de la solution et non celle des ions séparés.
En y travaillant jee demandais si on pouvais dire que [Ca2+]=[SO42-] comme les coefficients stoechiometriques sont les même, mais je ne suis pas sûr...
Merci d'avance pour votre aide

Posté par
vanoise
re : Conductimétrie 18-04-20 à 18:23

Bonjour
Tu as raison en ce qui concerne l'égalité des concentration. Difficulté : tu parles de solution saturée ; les lois habituelles de la conductimétrie ne sont valides que pour les solutions très diluées (au max 10-2mol/L)

Posté par
Gimlix
re : Conductimétrie 18-04-20 à 18:38

D'accord merci de votre réponse mais ça voudrais dire que je dois trouver une autre formule ou celle la peut convenir ?

Posté par
vanoise
re : Conductimétrie 18-04-20 à 19:53

Si tu notes c la quantité de sulfate de suivre dissoute par litre :
c=[Cu2+]=[SO42-] ;
La conductivité de la solution vaut ainsi :

\sigma=c\cdot\left(\lambda_{Cu^{2+}}+\lambda_{SO_{4}^{2-}}\right)

Le problème est que les tables fournissent les conductivités molaires mesurées aux très faibles concentrations...

Posté par
Gimlix
re : Conductimétrie 18-04-20 à 20:04

Ok dans ce cas je vais plutot opter pour la première solution, même si elle n'est pas totalement adequate...
Merci pour votre réponse 😁

Posté par
gts2
re : Conductimétrie 18-04-20 à 20:30

Bonjour,

J'ai l'impression que l'on parle de sulfate de calcium, qui n'est pas très soluble, donc on doit pouvoir concilier faibles concentrations et solution saturé.

Posté par
Gimlix
Conductimétrie suite 18-04-20 à 21:27

Bonsoir, voici la suite de l'énoncé:
On mesure une conductivité de 1,40 mS/cm à 25°C pour une solution saturée de CaSO4
a) En utilisant les conductivités molaires ioniques (voir tableau), calculer la concentration des ions
sulfates et calciums dans cette solution.
b)En déduire la solubilité du CaSO4 dans l'eau pure à la température de l'expérience.
c) Calculer le produit de solubilité de CaSO4 : Ks et pKs.

Donc pour la question a) je trouve 0,10 mol.L
La question b) je ne suis pas sur mais je trouve 0,1.
Et enfin la question c) je trouve Ks=0,01 et pKs= 2.
Est ce que c'est juste ?
Merci d'avance pour l'aide

*** message déplacé ***

Posté par
gbm Webmaster
re : Conductimétrie 18-04-20 à 21:31

Bonsoir,

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?

Posté par
vanoise
re : Conductimétrie 18-04-20 à 22:30

Je n'ai pas le temps ce soir de vérifier tes valeurs numériques mais elles me semblent peu réalistes.  Erreur classique des étudiants  : puisque les conductivités molaires et la conductivité sont mesurées dans le système d'unités internationales, les concentrations obtenues sont mesurées en mol/m3. Il faut ensuite les convertir en mol/L pour obtenir Ks.

Posté par
vanoise
re : Conductimétrie 18-04-20 à 23:37

Dans un première lecture peu attentive, j'ai effectivement lu sulfate de cuivre et non sulfate de calcium (merci gts2). Le sulfate de calcium étant beaucoup moins soluble que le sulfate de cuivre, la méthode proposée peut conduire à un résultat acceptable.
Je viens de faire le calcul : avec =0,140S/m et
Ca++=119.10-4m2Smol-1 et SO42-=160.10-4m2Smol-1
Je n'obtiens pas ton résultat. En revanche, le résultat que j'obtiens pour Ks est conforme à celui indiqué le plus souvent par les tables thermodynamiques. Il n'y a donc pas d'erreur dans l'énoncé.

Posté par
Gimlix
re : Conductimétrie 19-04-20 à 00:06

Ce que j'ai oublié de dire c'est qu'on a déja les valeurs lambda pour Ca2+ et SO42- dans un tableau fourni a part:
Conductivité molaire ionique  Ca2+ (Lambda en mS.m2.mol-1)
=5,95
Et pour SO42- c'est 8 mS.m2.mol-1

Posté par
gts2
re : Conductimétrie 19-04-20 à 08:52

Bonjour,

On vous a donné des tables de "conductivités molaires spécifiques, c'est-à-dire ramenées à l'unité de charge", il y a souvent indiqué un facteur pour le rappeler. Par exemple, dans "ma" table, il est indiqué lambda(1/2 Ca2+)=5,95...

Posté par
Gimlix
re : Conductimétrie 19-04-20 à 09:03

Bonjour,
Moi aussi il y a un facteur 1/2 sur mon document  mais dans la leçon le prof utilise, dans un exemple, 5,95 pour la conductivité molaire ee Ca2+.
Du coup quelqu'un peut verifier mes résultat s'il vous plait ?

Posté par
gts2
re : Conductimétrie 19-04-20 à 09:13

Bonjour,

Si, dans votre cours, vous utilisez les conductivités molaires spécifiques, alors la loi s'écrit :


\sigma=2\cdot \lambda_{1/2 Ca^{2+}}(Ca^{2+})+2\cdot  \lambda_{1/2 SO_{4}^{2-}}(SO_{4}^{2-})

Posté par
Gimlix
re : Conductimétrie 19-04-20 à 09:17

Ah d'accord pais pourquoi elles ne sont pas déjà multipliée par 2, autrement dit a l'unité dans les tables ?

Posté par
gts2
re : Conductimétrie 19-04-20 à 09:21

Un texte qui l'explique bien (il faut fouiller un peu dans les 5 pages) :

Posté par
vanoise
re : Conductimétrie 19-04-20 à 09:58

Bonjour Gimlix
Certaines tables thermodynamiques indiquent les conductivités molaires équivalentes, c'est à dire les conductivité rapportées non pas à une mole d'ions mais à une mole de charges électriques portée par ces ions. Si on note zi la charge d'un ion, la relation entre conductivité molaire et conductivité molaire équivalente (souvent notée \Lambda_i) est :

\lambda_{i}=|z_{i}|.\Lambda_{i}

ce qui donne comme expression générale de la conductivité de la solution :

\sigma=\sum_{i}|z_{i}|.\Lambda_{i}.c_{i}

Cependant, je crois que tu as commis une autre erreur au niveau des applications numériques.

Après correction du facteur 2, on n'obtient pas c=0,050mol/L  mais c=5,0.10-3mol/L. Fais bien attention aux unités ! C'est le piège fréquent en conductivité !

Posté par
Gimlix
re : Conductimétrie 19-04-20 à 10:51

D'accord merci a vous deux pour vos réponses, c'est plus clair pour moi à présent

Posté par
Gimlix
re : Conductimétrie 19-04-20 à 17:23

Effectivement il y a plein de conversions a faire, les mS.cm en S/m, les mol/m3 en mol/L etc...
Du coup je trouve bien une concentration de 5,0×10^-3 mol/L.
Donc j'obtiens Ks= 2,5×10^-5
Et la solubilité s=5,0×10^-3
Est ce que c'est ça ?

Posté par
vanoise
re : Conductimétrie 19-04-20 à 17:52

Oui !
Donc pKs=4,6.

Posté par
Gimlix
re : Conductimétrie 19-04-20 à 19:31

Ok merci encore

Posté par
vanoise
re : Conductimétrie 19-04-20 à 19:36

Juste une remarque : tu as oublié l'unité de la solubilité. Un jour d'examen ou de concours, toute application numérique non accompagnée de l'unité correcte, si cette unité existe évidemment, est considérée comme fausse.

Posté par
Gimlix
re : Conductimétrie 19-04-20 à 20:54

Effectivement merci pour la remarque.
On est bien sur une solubilité molaire donc en mol/L ?

Posté par
vanoise
re : Conductimétrie 19-04-20 à 21:05

Oui.



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