Doser par conductimétrie

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Economiser les ressources et respecter l'environnement
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Doser par conductimétrie

FB_Bac_98601_ChiT_S_037

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Rappels de cours

1Définition et loi de Kohlrausch

 La conductimétrie permet l’étude quantitative de la conductivité des électrolytes, solutions conductrices du courant électrique constituées d’ions mobiles (des cations et des anions). Cette technique consiste à mesurer la conductance d’une solution conductrice. La conductance , exprimée en siemens , est l’inverse de la résistance  : .

Le conductimètre affiche la conductivité :



en

, conductance, en siemens

, distance entre les plaques, en

, surface d’une plaque, en

 La conductivité d’une solution est fonction des concentrations des espèces chargées la constituant (loi de Kohlrausch) :



, conductivité de la solution, en

désigne la concentration d’une espèce ionique présente dans la solution, en

désigne la conductivité molaire de chaque ion présent, exprimée en

Dans une solution diluée, chaque ion se comporte comme s’il était seul. La conductivité dépend de la nature des ions, de leurs concentrations et de la température.

2Dosages par étalonnage et par titrage direct

 Pour une solution diluée de l’espèce ionique .

 On mesure la conductivité de solutions étalons et on trace la courbe d’étalonnage . En reportant sur cette courbe la mesure de la conductivité d’une solution inconnue, on peut déterminer sa concentration.

 Comme chaque ion conduit le courant différemment, la conductivité de la solution varie au fur et à mesure de la disparition des ions titrants et titrés, et de l’apparition des ions produits par la réaction de dosage. Quand l’équivalence est dépassée, la conductivité varie encore, mais uniquement en raison de l’ajout des ions titrants non consommés.

Pour des solutions suffisamment diluées, la courbe est constituée de segments de droites dont l’intersection permet de repérer l’équivalence et de déterminer le volume versé en ce point.

On peut expliquer l’évolution de la conductivité σ en comparant la conductivité molaire λ propre à chaque ion dans la solution.

Méthode

Interpréter une courbe de titrage conductimétrique


On titre une solution d’acide chlorhydrique par une solution d’hydroxyde de sodium (soude). On suit la conductivité de la solution en fonction du volume de soude versé. Justifier l’allure de la courbe obtenue.

Données :

conductivités molaires ioniques (en à )


Ions






λ





Solution

L’équation de la réaction s’écrit : .

Les ions et sont des ions spectateurs, ils n’apparaissent pas dans l’équation.

Au début du titrage, dans la solution, sont présents les ions et . Avant l’équivalence, le réactif titrant versé est limitant : les ions réagissent complètement avec les ions alors diminue et croit. Mais donc la conductivité du mélange décroît.

Après l’équivalence, le réactif titré est limitant, les ions sont en excès, donc et augmentent et la conductivité croît.

Ainsi à l’équivalence, la conductivité est minimale.

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