TP n°9 : Conductance d`une solution électrolytique

Conductance d’une solution électrolytique
La conductimétrie est une technique de mesure qui étudie le comportement de solutions ioniques traversées par
un courant alternatif. Le but de ce TP est de définir puis d’étudier la conductance d’une portion de solution.
Remarques importantes :
 A chaque manipulation, vous veillerez à ce toute la surface de cuivre de la cellule conductimétrique plonge
dans la solution.
 Entre chaque manipulation, rincer les électrodes avec de l’eau distillée et les essuyer.
 Quand vous changez de solutions, reprenez toujours le calibre le plus grand de l’ampèremètre.
I.
Les conditions d’étude.
1. Pourquoi se limiter aux solutions électrolytiques ?
A




Réaliser le circuit électrique ci-dessous
Plonger la cellule dans une solution de saccharose.
Noter vos observations et conclusions sur votre compte rendu
Ramener cette solution au bureau après la manipulation

Remplacer maintenant la solution de saccharose par une solution d’acide sulfurique (ampèremètre sur le
calibre 10A). Plonger rapidement la cellule dans la solution d’acide sulfurique. Noter vos observations et
conclusions.
cellule
6V
V
+
2. Pourquoi travailler avec des signaux électriques alternatifs ?
Reprendre le montage précédent avec la même solution d’acide sulfurique mais utiliser la source de tension
alternative du générateur. Noter vos observations et conclusions.
II.
Conductance d’une portion de solution électrolytique.
1. Définition de la conductance.
Expérience :
 Dans un bécher de forme haute de 100 mL, verser une solution de
chlorure de sodium de concentration 10-2 mol.L-1.
 Réaliser le circuit schématisé ci-contre et plonger les électrodes de
cuivre dans la solution. (Veillez à immerger toute la surface des
électrodes)
 Faire varier la tension U aux bornes de la cellule conductimétrique à
l’aide du potentiomètre. Compléter le tableau ci-dessous.
A
12 V
f = 50 Hz
cellule
V
U (V)
I (mA)
U(V)/I(A)


Rappeler la loi d’Ohm vue au collège pour un conducteur ohmique de résistance R.
Cette loi est-elle vérifiée pour une portion de solution électrolytique ?
Définition :
La conductance G, en Siemens (S), d’une portion de solution électrolytique est, par définition, par la relation
1
G
où R, en Ohms (), est la résistance de cette même portion.
R

Donner l’expression de la conductance G en fonction de U et I.
2. Conductance de différentes solutions électrolytiques.
Réaliser le montage représenté ci-dessous, puis plonger la cellule dans les différentes solutions proposées.
Compléter le tableau ci-dessous.
A
cellule
12 V
S1 : eau distillée
S2 : eau du robinet
S3 : solution de chlorure de sodium 10-2 mol.L-1
S4 : solution de chlorure de potassium 10-2 mol.L-1
S5 : solution d’acide chlorhydrique 10-2 mol.L-1
S6 : solution d’hydroxyde de sodium 10-2 mol.L-1
V
On placera les différentes solutions dans 6 bechers que l’on conservera.
S1
S2
S3
S4
S5
S6
I
U
G

Classer les solutions par conductance croissante.

Proposer une interprétation au fait que des solutions de même concentration en soluté ont des conductances
différentes.
3. Grandeurs d’influence de la conductance.

Pour une solution électrolytique donnée (chlorure de sodium par exemple), quelles modifications des
paramètres expérimentaux proposeriez-vous, qui pourraient conduire à une modification de la conductance
mesurée ?

Soumettre vos propositions au professeur puis réaliser les expériences nécessaires pour valider vos
hypothèses.

Conclure en donnant les grandeurs d’influence de la conductance. Préciser dans quel sens varie la
conductance lorsque l’on fait varier la grandeur d’influence étudiée.