Conductimétrie Conductimétrie Conductimétrie Conductimétrie –––– 2 2 2 2 ----

(1)

1 TP TP

TP TP –––– Ch Ch Ch 04 Ch 04 04 04

Nom, prénom : Classe :

Conductimétrie Conductimétrie Conductimétrie

Conductimétrie – –– – 2 2 2 2 ----

Objectifs :

Comparer les conductivités de solutions diluées de divers électrolytes ; déterminer la conductivité σ d'une solution à partir d'autres solutions de même concentration et dans les mêmes conditions.

Matériel :

conductimètre 4 béchers de 100mL

Fiole jaugée 100 mL - burette graduée

Produits :

50 mL de solutions aqueuses de concentrations 1,0.10

^-2

mol.L

^-1

en soluté apporté : de chlorure de sodium (Na Cl) : Na

⁺aq

+ Cl

^- aq

de chlorure de potassium ( KCl) : K

⁺ aq

. + Cl

^- aq

de chlorure d'ammonium ( NH

4

Cl ) : NH

4+

aq

+ Cl

aq

d'acide chlorhydrique ( HCl ) : H

⁺ aq

(ou H

3

O

⁺

) + Cl

^- aq

de nitrate de sodium ( NaNO

3

) : Na

⁺ aq

+ NO

3- aq

d'hydroxyde de potassium ( KOH) : K

⁺aq

+ HO

^- aq

d'hydroxyde de sodium (ou soude) ( NaOH) : Na

⁺ aq

+ HO

^- aq

I. Echelle relative des conductivités molaires ioniques.

1. Solutions

En commun pour deux binômes : Préparer des béchers (étiquetés) contenant 50 mL de solutions aqueuses de concentration 1,0.10^-2 mol.L^-1 de chlorure de sodium, de chlorure de potassium, de chlorure d'ammonium, d'acide chlorhydrique, de nitrate de sodium, d'hydroxyde de potassium et d'hydroxyde de sodium (ou soude).

2. Mesures

a. Dans une première étude, on s'intéresse aux cations, on choisit donc des solutions aqueuses (de même concentration et dans les mêmes conditions) dont l'anion est toujours le même : l'ion chlorure Cl^-(aq).

• Immerger, toujours de la même façon, la cellule successivement dans les 4 béchers contenant l'ion chlorure.

• Prendre soin de rincer à chaque fois la cellule à l'eau distillée au-dessus d'un verre à pied "poubelle", et de l’essuyer.

(2)

• Noter chaque fois la valeur de la c

solution aqueuse

(ou

• Conclure en classant les conductivités molaires ioniques des cations par valeurs décroissantes.

• Remarque : quel est l’ion qui possède une conductivité molaire ionique très supérieure à celle des autres cations ?

• Les tables de chimie donnent les données suivantes : Rayon ionique de l'ion hydraté Na+(aq) : 1,8.10

Rayon ionique de l'ion hydraté K+(aq) :

Montrer que la différence entre les rayons ioniques peut expliquer la différence de conductivité molaire de ces ions.

L’ion Na⁺ (non hydraté) est plus petit que l’ion K Na⁺(aq) est plus gros que l’ion hydraté K

b. Dans une 2° étude, on veut classer les

Préciser le mode opératoire, et indiquer dans le tableau formules des ions en présence :

Noter chaque fois la valeur de la conductivité et compléter le tableau suivant :

solution aqueuse σσσσ (…………..)

+

) +

Conclure en classant les conductivités molaires ioniques des cations par valeurs décroissantes.

quel est l’ion qui possède une conductivité molaire ionique très supérieure à celle des autres

Les tables de chimie donnent les données suivantes : Rayon ionique de l'ion hydraté Na+(aq) : 1,8.10^-10 m ; Rayon ionique de l'ion hydraté K+(aq) : 1,3.10^-10 m ;

Montrer que la différence entre les rayons ioniques peut expliquer la différence de conductivité molaire de

(non hydraté) est plus petit que l’ion K⁺ (non hydraté), qu’est-ce qui peut expliquer que l’ion hydraté est plus gros que l’ion hydraté K⁺(aq) ?

b. Dans une 2° étude, on veut classer les anions par conductivités molaires ioniques décroissantes.

Préciser le mode opératoire, et indiquer dans le tableau suivant les noms des solutions testées, ainsi que les

2

quel est l’ion qui possède une conductivité molaire ionique très supérieure à celle des autres

Montrer que la différence entre les rayons ioniques peut expliquer la différence de conductivité molaire de

ce qui peut expliquer que l’ion hydraté

par conductivités molaires ioniques décroissantes.

les noms des solutions testées, ainsi que les

(3)

3 -

Conclure en classant les conductivités molaires ioniques des anions par ordre décroissant.

-

Remarque : quel est l’ion qui possède une conductivité molaire ionique très supérieure à celle des autres anions ?.

II. Application : Détermination indirecte de la conductance d'une solution.

Pour déterminer la conductivité d'une solution d'hydroxyde de potassium (ou potasse) (K⁺(aq) + HO^-(aq)) de concentration en soluté apporté C =

1,0.10

^-2

mol . L

^-1

,

on peut utiliser les mesures réalisées précédemment.

a) Exprimer la conductivité de chacune des solutions suivantes en fonction de la concentration (C) en soluté apporté et des conductivités molaires ioniques

( λ

M+

+ λ

X-

).

1. Solution d’hydroxyde de sodium :

σ ₁ = ………..

2. Solution de chlorure de sodium :

σ 2 =………..

3. Solution de chlorure de potassium :

σ 3 =………..

b) Montrer que la conductivité d'une solution d'hydroxyde de potassium, de même concentration que les précédentes, peut se calculer à partir des conductivités des solutions précédentes :

σ =………..

……….

3. Déterminer expérimentalement la conductivité de la solution d'hydroxyde de potassium (ou potasse) à

Solution Ions Conductivité

σσσσ (………)

(4)

1,0.10

^-2

mol . ^L

^-¹

solution aqueuse

4.

Comparer les résultats (calcul et mesure directe) . Calculer l’écart relatif.

solution aqueuse

_σσσσ ( ………..)

+

tats (calcul et mesure directe) . Calculer l’écart relatif.

4

tats (calcul et mesure directe) . Calculer l’écart relatif.