TP15 - Université de Genève - Université de Genève · Dans le cas de l’eau il est normal que...

Groupe 9 TP 15 : Conductimétrie 23.9.2009Luca MAILLARD Quentin VEROLET076/2057418 076/[email protected] [email protected]

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TP15 : Conductimétrie

1. Résumé et introduction générale

Ce TP nous fait aborder les phénomènes électriques en chimie (électrochimie) et enparticulier une méthode d’analyse : la conductivité. Elle est basée sur la propriété qu’ont lessolutions à conduire l’électricité (même l’eau pure : autodissociation). Pour mesurer cetteconductivité, on utilise un conductimètre. C’est un appareil muni d’une sonde qui mesure lepassage du courant entre deux electrodes.

Dans une solution, les électrons ne se déplacent pas comme dans un solide (indépendammentdes cations) mais les charges sont transportées en même temps que les ions qualifiésd’électrolyte. Ces ions peuvent provenir d’un sel, d’un acide ou d’une base ou encore de l’eauelle-même. C’est pourquoi la notion de dissociation est importante (électrolyte fort/faible).Nous verrons aussi que la concentration des ions influe sur la conductivité.

Aprè avoir déterminé la conductivité de différentes solutions, une méthode permettant detrouver le point d’équivalence d’un titrage acide-base (HCl-NaOH) sera établie. Une autrepermettant de trouver la constante d’acidité de l’aspirine.

Enfin, nous aborderons les substances appelées tensioactives. Ce sont des molécules avec unepartie hydrophile et une partie hydrophobe. Elles ont donc un comportement particulier ensolution en fonction de la polarité du solvant. Ces longues molécules se regroupentnotamment en petites particules appelées micelles losque la concentration atteint un pointcritique. Ce phénomène influe sur la conductivité et c’est pourquoi nous pourrons mesurercette concentration micellaire critique (CMC). Nous verrons la notion d’émulsion qui esten fait une suspension de ces micelles en solution.

2.1 Etalonnage de la cellule de conductivité

2.1.1 Méthodologie

Sécher du KCl a 120°C pour préparer 250 mL d’une solution 0.01 M.Pipeter 50 mL de cette solution et la diluer dans un ballon jaugé de 100mL on obtient alorsune solution de 0.005MAprès avoir laissé la température se stabiliser mesurer la conductance G ainsi que latempérature de la solution

On peut déterminer la conductivité molaire grâce a la formule : )25(*02.01

07178.0 1

CSmk

°−+=

−

ϑ Une fois la conductivité trouvée il est facile de trouver la constante de la cellule

Groupe 9 TP 15 : Conductimétrie 23.9.2009

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2.1.2 Résultats

Masse de KCl :

Mise à sécher : 0.3g masse théorique : 0.186g masse pesé 0.1865g

Tableau n°1

KCl 0.005 MG conductance S 0.00184Température °C 19.5k conductivité Sm-1 0.08065constante de la cellule m-1 43.90

la conductivité molaire k se trouve avec la formule :)25(*02.01

07178.0 1

CSmk

°−+=

−

ϑ

la constante de la cellule se trouve avec la relation : C = k/G

2.1.3 Discussion

La constante de la cellule est propre a chaque appareil on peut normalement la calculer enmesurant l’aire des électrode ainsi que la distance qui les sépare. La constante se trouve alorspar la relation C = L/A

2.2 Tester la conductivité des solutions

2.2.1 Méthodologie

Préparer la solution suivante :

• 1 L de solution NaOH 0.2 M par dilution d’une solution de NaOH 4 M• 500 mL de solution NaOH 0.01 M par dilution d’une solution de NaOH 0.2 M préparé

précédemment• 250 mL de solution HCl par dilution d’une solution de HCl standardise 0.01M• 100 mL d’une solution d’acide acétique 0.01 M et d’une solution de glycérine 0.01M

Grâce à l’appareil mesurer la conductance des solutions de concentration 0.01M de KCl,NaOH, HCl, acide acétique et glycérine. Ainsi que celle de l’eau du robinet et l’eaudéminéralisée.


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2.2.2 Résultats

Tableau n°2

solution G contuctance

µStempérature

en °C

KCl 54.01 19.6NaOH 209.58 19.2HCl 1157.63 19.6

acide acétique 4.16 19.7glycérine 3.55 20.3

eau déminéralisé 1.23 18.3

eau du robinet 782.00 18.7

2.2.3 Discussion

La conductance est une mesure de la capacité de la solution à transporter un courantélectrique.On remarque que les solutions qui se dissocie très facilement et donc libèrent beaucoup de iondans la solution sont de très bon conducteur il n’est donc pas étonnant de voir les solution deHCl, NaOH, KCl, être de bien meilleur conducteur que acide acétique et la glycérine.Dans le cas de l’eau il est normal que le courant passe moins bien dans une eau déminéraliséeque dans l’eau du robinet ou l’on trouve de cation (Mg+ Ca++ …) qui augmente la capacité atransporter un courant électrique.

Concernant l’eau du robinet, nous trouvons une conductivité de 0.0343 S/m, ce qui est assezproche de la conductivité théorique relevée dans le TP 5 de 0.0315 S/m et de celle calculée aupoint 4 (questions) valant 0.0249 S/m.


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2.3 Point d’équivalence d’un titrage acide-base

2.3.1 Introduction

Il s’agit ici de comparer deux méthodes de titrage : celle de l’indicateur, déjà souvent exercée,et celle par conductimétrie, introduite dans ce TP. En effet, on peut trouver le pointd’équivalence de cette manière, car il est lié à la conductivité de la solution : dans lessolutions acides ou basique, la conductivité est permise par la présence d’ions hydronium(H3O+) et/ou hydroxide (OH-).

N.b. Les ions complémentaires (ici Na+ et Cl-) sont aussi conducteurs, mais leur conductivitémolaire étant beaucoup plus faible que celle des ions hydroxide et hydronium, nous n’entiendrons pas compte.

Pour que la conductivité soit élevée, il faut qu’il y ait la présence d’un des deux ions (H3O+ ouOH-) en quantité élevée : c’est le cas d’une solution très acide ou très basique. De ce fait, aupoint d’équivalence aucun de ces ions ne sera en grande quantité en solution. Nous pouvonsdonc observer un minimum dans la conductivité au point d’équivalance.Ce point déterminé, il est possible de trouver la concentration d’une des deux solutions nonstandardisées, en l’occurance la base dans cette expérience.

2.3.2 Méthodologie

En pipetant précisément 25 mL d’une solution de HCl 0.01 M standardisée on connaîtexactement le nombre de moles de H3O+ présent en solution. Avant de titrer, on dilue cettesolution avec 100 mL d’eau et on y ajoute quelques gouttes de bleu de bromothymol (pr voirle point de virage).On remplit une burette avec une solution de NaOH 0.01 M. Ensuite nous mesurons laconductance par palier d’ajout de 2 mL de base. Autour du point d’équivalence (env. aprèsajout de 25 mL de base) faire des ajouts plus petits.En trouvant le volume de NaOH au point d’équivalance par une régression polynomialegraphique, il est possible de déterminer assez précisément la concentration de la solutioninitiale de NaOH.


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2.3.3 Résultats

Mesures 1

Tableau 1Vol. NaOH ajouté (mL)

Conductance (mS)

0 1.972 1.634 1.506 1.388 1.1910 1.1012 0.9914 0.9516 0.7518 0.6720 0.59

20.5 0.5721 0.55

21.5 0.5322 0.51

22.5 0.5023 0.4824 0.46

24.3 0.4424.6 0.4225 0.42

25.4 0.4025.6 0.4426 0.46

26.2 0.4627.5 0.5028 0.5229 0.5630 0.5932 0.6534 0.7036 0.7638 0.8340 0.88

Graphe 1.1 Conductance en fct du volume NaOH

1

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0 10 20 30 40

Volume NaOH (mL)C

on

du

ctan

ce (

mS

)

Graphe 1.2 Régression polynomiale

1

y = 0.4167x2 - 21.05x + 266.25R2 = 1

0.38

0.39

0.4

0.41

0.42

0.43

0.44

0.45

24.9 25 25.1 25.2 25.3 25.4 25.5 25.6 25.7Volume NaOH ajouté (mL)

Con

duct

ance

(mS)

x min = 25.2580

Virage indicateur : 25.8


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Mesures 2


Conductance (mS)

0 1.722 1.614 1.506 1.388 1.2610 1.1812 1.0814 0.9716 0.8818 0.7820 0.7022 0.6023 0.56

23.5 0.5424 0.52

24.5 0.5025 0.48

25.3 0.4625.6 0.4625.8 0.4426 0.44

26.3 0.4827 0.5028 0.4830 0.5032 0.5334 0.5836 0.6338 0.7440 0.79

Graphe 2 : Conductance en fct du volume NaOH

2

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0 10 20 30 40Volume NaOH (mL)

Co

nd

uct

an

ce (

mS

)

Graphe 2.1 Régression polynomiale

2

y = 0.2602x2 - 13.477x + 174.93

0.440.440.450.450.460.460.470.470.480.480.49

25.4 25.6 25.8 26 26.2 26.4Volume NaOH (mL)

Con

duct

ance

(mS)

x min = 25.9036



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Mesures 3


Conductance (mS)

0 1.742 1.634 1.546 1.428 1.3010 1.2012 1.1014 1.0016 0.9018 0.8120 0.7122 0.6223 0.5824 0.54

24.5 0.5124.8 0.4925.5 0.4725.8 0.4526 0.45

26.3 0.4526.5 0.4727.5 0.4728 0.4930 0.5432 0.5934 0.6336 0.6938 0.7540 0.79

Graphe 3

3

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

0 10 20 30 40Volume NaOH

Con

duct

ance

(mS)

Graphe 3.1

3

y = 0.0899x2 - 4.6777x + 61.285R2 = 0.9328

0.45

0.45

0.46

0.46

0.47

0.47

0.48

25.4 25.6 25.8 26 26.2 26.4 26.6Volume NaOH (mL)

Con

duct

ance

(mS)

x min = 26.0161



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Tableau 4 : solution HClConcentration

MVolume L

HCl 0.010 0.0250

Tableau 5 : Calcul concentration NaOHMesures 1 2 3 Moyenne

x min 25.2580 25.9038 26.0161 25.7260c(NaOH) M 0.0099 0.0097 0.0096 0.0097

Ecart-type 0.0002

-Calcul x min pour les graphes 1.1, 2.1 et 3.1 :

x = -b / 2a

Avec b et a issu de la régression polynomiale de type ax2 + bx + cCette valeur x min correspond au volume de NaOH au point d’équilibre : v(base).

-Calcul c(NaOH) : au point d’équivalence et en présence d’une stoechiométrie 1 :1, lenombre de moles d’ion hydroxide est égal au nombre de moles d’ion hydronium, d’où :

c(base) = [c(acide) * v(acide) ] / v(base)

2.3.4 Discussion :

Nous avons trouvé une valeur moyenne d’environ 0.0097 M pour la concentration de NaOH ;cette valeur est proche de la valeur théorique attendue de 0.01 M. Néanmoins, nous voyonsqu’entre les différentes mesures, la valeur du x minimum calculé par régression polynomialediffère de façon assez flagrante : 25.2 pour la mesure 1 et 26 pour la mesure 3. Alors qu’avecla méthode de l’indicateur, les écarts sont moins importants.

Nous voyons par cette expérience que non seulement la procédure avec l’indicateur est plusfacile de manipulation, mais elle est aussi plus précise (plus ou moins 1/2 goutte).

Remarque : Les tables donnent une conductivité molaire ionique de OH- (19.91 S/m*M)étant plus faible que celle de H3O+ (34.96 S/m*M).Ces données se notent bien sur les graphes 1, 2 et 3 : la croissance après le pointd’équivalence est bcp plus faible qu’avant. D’une solution acide où les ions hydronium sontmajoritaires, on passe dans une solution basique où les ions hydroxides sont majoritaires.

2.4 Conductivité des électrolytes forts.

2.4.1 Méthodologie

Remplir une burette de solution KCl 0.01M. dans une becher mettre 120 mL eau et ajouter1mLde solution de KCl et mesure la conductance jusqu’a l’addition de 40 mL de KCl.Calculer la conductivité k = G*C


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Ainsi que la concentration dans le bécher : VV

Vcc+

=°

°

°c concentration de la solution dans la burette (0.01M)V volume ajouté (mL)°V volume initial (120mL)

Il est alors possible de calculer la conductivité molaire _ = k/c

2.4.2 Résultats

Tableau n°3

avec 120mL eau constante cellule m-1 43.90volume

ajouté NaOH mL

G conductance

µSk S/m

concentration M

conductivité molaire ?

S/m*M√concentration

1 32.4 0.0014 0.00008 17.21 0.0092 61.7 0.0027 0.00016 16.52 0.0133 91.1 0.0040 0.00024 16.40 0.0164 124.3 0.0055 0.00032 16.92 0.0185 154.4 0.0068 0.00040 16.95 0.0206 181.3 0.0080 0.00048 16.72 0.0227 206.0 0.0090 0.00055 16.41 0.0238 238.0 0.0104 0.00063 16.72 0.0259 264.0 0.0116 0.00070 16.61 0.026

10 290.0 0.0127 0.00077 16.55 0.02812 343.0 0.0151 0.00091 16.56 0.03014 396.0 0.0174 0.00104 16.64 0.03216 445.0 0.0195 0.00118 16.61 0.03418 494.0 0.0217 0.00130 16.63 0.03620 538.0 0.0236 0.00143 16.53 0.03825 649.0 0.0285 0.00172 16.53 0.04230 750.0 0.0329 0.00200 16.46 0.04535 844.0 0.0371 0.00226 16.41 0.04840 934.0 0.0410 0.00250 16.40 0.05045 1019.0 0.0447 0.00273 16.40 0.05250 1093.0 0.0480 0.00294 16.32 0.054


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graph 1

16.2016.3016.4016.5016.6016.7016.8016.9017.0017.1017.2017.30

0.00000

0.00050

0.00100

0.00150

0.00200

0.00250

0.00300

0.00350

concentration

cond

uctiv

ité m

olai

re

graph 2

y = -10.581x + 16.928

16.2016.3016.4016.5016.6016.7016.8016.9017.0017.1017.2017.30

0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060

racine carree concentration

cond

uctiv

ité m

olai

re

On peut calculer _º thétique en utilisant _º = _ K+ + _cl-

Tableau n°4valeurs expérimental K = -10.581

? ° = 16.928 S/m*Mvaleur théprique ?∞ = 14.98 S/m*M

2.4.3 Discussion

En tracant la régression linéaire du graphique de la conductivité molaire en fonction de c ontrouve on pente qui est égale a la loi de Kohlrausch _ = _º - K c .Il est alors facile d’isoler _º et K


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Avec la conductimétrie nous trouvons une valeur proche de la valeur théorique (2 unitéd’écart) ce qui nous prouve que cette méthode est relativement précise.

2.5 conductivité des électrolytes faibles

But déterminer la constante d’acidité pKa de la réaction HAsp + H2O _ Asp- + H3O+

Par un titrage conductimétrique.

Méthodologie

Prendre 0.45 g d’aspirine et la dissoudre dabs 250 mL d’eauRemplir une burette avec la solution d’aspirine et titre 100mL d’eau déminéralisé.Faire des tout petit ajout au début puis des plus gros a la fin et noter la conductance aprèschaque ajout.Dans un tableau Excel calculer la concentration totale d’aspirine, la conductivité ainsi que laconductivité molaire et calculer le pKa de l’aspirine.

En tracent une régression linéaire du graphique de 1/ Λ en fonction de k on remarque quel’equation de la pente est égale a la loi d’ Ostwald

AKk*

112°° Λ

+Λ

=Λ

Résultats

Pour déterminer la concentration de la solution d’aspirine

On connaît : La masse molaire de l’aspirine : 180.15 g/mol Le poid exacte peser 0.4520g

Donc le nb de mol : 0.0025 mol

Le volume de la solution : 250 mL

Donc la concentration : 0.01 M


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Tableau n°5Volume solution

aspirine mLG µS

concentration M

k conductivité S/m

conductivité molaire ?

S/m*M1/? m*M/S

0.2 18.54 0.00002 0.0008 48.74 0.0210.4 28.7 0.00003 0.0013 37.79 0.0260.7 44 0.00006 0.0019 33.19 0.0300.8 52.2 0.00007 0.0023 34.48 0.0291.1 68.3 0.00009 0.0030 32.89 0.0301.2 73.4 0.00010 0.0032 32.43 0.0311.4 80.6 0.00012 0.0035 30.57 0.0331.6 90.2 0.00013 0.0040 29.99 0.0331.8 100.3 0.00015 0.0044 29.69 0.0342 107.4 0.00016 0.0047 28.66 0.035

2.2 115.7 0.00018 0.0051 28.11 0.0362.5 125.2 0.00020 0.0055 26.84 0.0372.6 134.9 0.00021 0.0059 27.83 0.0362.8 141.9 0.00023 0.0062 27.22 0.0373 149 0.00024 0.0065 26.72 0.037

3.5 168.1 0.00028 0.0074 25.95 0.0394 182.3 0.00032 0.0080 24.72 0.040

4.5 198.9 0.00036 0.0087 24.07 0.0425 214 0.00040 0.0094 23.40 0.043

5.5 229 0.00044 0.0101 22.86 0.0446 242 0.00048 0.0106 22.23 0.045

6.8 260 0.00054 0.0114 21.21 0.0477 266 0.00055 0.0117 21.11 0.047

7.5 280 0.00059 0.0123 20.82 0.0488 291 0.00063 0.0128 20.37 0.049

8.5 301 0.00066 0.0132 19.91 0.0509 313 0.00070 0.0137 19.63 0.051

9.5 326 0.00074 0.0143 19.44 0.05110 337 0.00077 0.0148 19.17 0.05211 354 0.00084 0.0155 18.44 0.05412 373 0.00091 0.0164 17.95 0.056

13.3 394 0.00100 0.0173 17.27 0.05814 409 0.00105 0.0180 17.13 0.05815 422 0.00112 0.0185 16.61 0.06016 438 0.00118 0.0192 16.29 0.06117 454 0.00125 0.0199 16.01 0.06218 466 0.00131 0.0205 15.63 0.06419 480 0.00137 0.0211 15.36 0.06520 494 0.00143 0.0217 15.13 0.06622 520 0.00155 0.0228 14.68 0.06824 543 0.00167 0.0238 14.25 0.07026 564 0.00179 0.0248 13.85 0.07228 587 0.00190 0.0258 13.57 0.07430 606 0.00201 0.0266 13.26 0.07533 633 0.00216 0.0278 12.84 0.07836 659 0.00232 0.0289 12.49 0.08039 684 0.00246 0.0300 12.20 0.08245 727 0.00274 0.0319 11.66 0.08650 759 0.00295 0.0333 11.29 0.089

constante cellule m -143.90


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graphique n°3

y = 1.9076x + 0.0248

0.0000.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.0900.100

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250 0.0300 0.0350

conductivité

1/co

nduc

tivité

mol

aire

Loi d’ Ostwald AK

k*

112°° Λ

+Λ

=Λ

Tableau n°61/Ë ° 0.021/Ë

°2Ka 1.91

Ka 0.00pKa 3.49

Discutions

En tracent une régression linéaire du graphique de 1/ Λ en fonction de k on remarque quel’équation de la pente est égale a la loi d’ OstwaldIl est alors possible d’isoler Ka et donc de calculer le pKa de la solution.


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2.6 La concentration micellaire critique par conductimétrie.

2.6.1 Introduction

Cette expérience consiste à mesurer l’évolution de la conductivité d’une solution detensioactif.

2.6.2 Manipulations

On prépare une solution de dodécylsulfate 0.04 M (NaC12H25SO4) un jour à l’avance pouréviter la formation de mousse. On mesure la conductivité en faisant des ajouts de 1mL decette solution dans 125 mL d’eau déminéralisée à température ambiante.

Tableau 1 : préparation de la solutionmasse g MM g/mol Volume L Concentration

MDodécylsulfate 1.153 288 0.1 0.040

Données complémentaires :

Volume d’eau = 0.125 LConstante de la cellule (C) : 43.90 m-1


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2.6.3 Résultats

Tableau 2Vol.

Dodécylsulfate mL

Conductance µS

Conductance S

Conductivité (S/m)

Concentration M

Conductivité molaire (S/m*M)

0 2.45 2.450E-06 0.0001 0.0000 01 68 6.800E-05 0.0030 0.0003 9.39612 145 1.450E-04 0.0064 0.0006 10.09743 194 1.940E-04 0.0085 0.0009 9.07734 259 2.590E-04 0.0114 0.0012 9.16005 327 3.270E-04 0.0144 0.0015 9.32376 385 3.850E-04 0.0169 0.0018 9.21827 440 4.400E-04 0.0193 0.0021 9.09908 503 5.030E-04 0.0221 0.0024 9.17069 553 5.530E-04 0.0243 0.0027 9.0293

10 613 6.130E-04 0.0269 0.0030 9.075311 662 6.620E-04 0.0291 0.0032 8.975812 716 7.160E-04 0.0314 0.0035 8.964413 768 7.680E-04 0.0337 0.0038 8.940614 820 8.200E-04 0.0360 0.0040 8.928315 878 8.780E-04 0.0385 0.0043 8.986716 923 9.230E-04 0.0405 0.0045 8.920117 976 9.760E-04 0.0429 0.0048 8.940418 1011 1.011E-03 0.0444 0.0050 8.808119 1060 1.060E-03 0.0465 0.0053 8.810120 1100 1.100E-03 0.0483 0.0055 8.745821 1142 1.142E-03 0.0501 0.0058 8.707022 1189 1.189E-03 0.0522 0.0060 8.712523 1230 1.230E-03 0.0540 0.0062 8.679724 1274 1.274E-03 0.0559 0.0064 8.673925 1300 1.300E-03 0.0571 0.0067 8.553926 1340 1.340E-03 0.0588 0.0069 8.534527 1370 1.370E-03 0.0601 0.0071 8.458028 1407 1.407E-03 0.0618 0.0073 8.431329 1432 1.432E-03 0.0629 0.0075 8.339430 1461 1.461E-03 0.0641 0.0077 8.278131 1492 1.492E-03 0.0655 0.0080 8.233832 1523 1.523E-03 0.0669 0.0082 8.194433 1550 1.550E-03 0.0681 0.0084 8.138534 1572 1.572E-03 0.0690 0.0086 8.061935 1596 1.596E-03 0.0701 0.0088 8.001136 1619 1.619E-03 0.0711 0.0090 7.940337 1637 1.637E-03 0.0719 0.0091 7.860138 1659 1.659E-03 0.0728 0.0093 7.804039 1680 1.680E-03 0.0738 0.0095 7.747440 1700 1.700E-03 0.0746 0.0097 7.690241 1717 1.717E-03 0.0754 0.0099 7.623642 1736 1.736E-03 0.0762 0.0101 7.569843 1753 1.753E-03 0.0770 0.0102 7.510944 1775 1.775E-03 0.0779 0.0104 7.476545 1787 1.787E-03 0.0785 0.0106 7.403446 1807 1.807E-03 0.0793 0.0108 7.366547 1820 1.820E-03 0.0799 0.0109 7.304148 1838 1.838E-03 0.0807 0.0111 7.264749 1860 1.860E-03 0.0817 0.0113 7.243350 1871 1.871E-03 0.0821 0.0114 7.1814


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Calculs :

Conductivité (κ) = Conductance (G) * Constante de la cellule (C)

Concentration de la solution mesurée (c) = cdodéc * (Vdodéc/Vtot)

Condutivité molaire (λ) = conductivité (κ) / concentration de la solution (c)

Graphe 1

Conductivité en fonction de la concentration

6

7

8

9

10

11

0.0000 0.0020 0.0040 0.0060 0.0080 0.0100 0.0120)Concentration docécylsulfate (M

Con

duct

ivité

mol

aire

(S/m

*M)

CMC estimée = 0.0065 M

2.6.4 Discussion

La conductivité molaire de la solution de dodécylsulfate reste à peu près stable jusqu’à uneconcentration supérieure à 0.0065 M où l’on observe une baisse de la conductivité.Cela est dû à la formation de micelles qui se forment spontanément à partir d’une certaineconcentration : la concentration micellaire critique (CMC).Les micelles, particules sphériques, gênent fortement les déplacements des charges dans lasolution. Tandis qu’avant d’atteindre la CMC, les molécules monomériques de dodécylsulfaten’ont qu’une influence réduite sur la conductivité.

2.7 Les émulsions

2.7.1 Méthodologie

Dans un snap, ajouter environ 10 mL d’eau déminéralisée, une spatule de dodécylsulfate desodium, 10 gouttes de butanol et 1 mL d’huile de paraffine. secouer vigoureusement pendant1 a 2 minutes pour obtenir une émulsion. Mesurer la conductivité de l’émulsion. Verser


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environ 3 mL de l’émulsion dans 2 éprouvettes. Dans la première éprouvette, ajouter environ3 mL d’eau et dans l’autre environ 3 mL d’huile de paraffine. Agiter chaque éprouvetteobservé et dire si il s'agit d’une émulsion d’huile dans l’eau ou vice-versa.

Dans un deuxième snap et y verser 10 ml d’huile de paraffine, une pointe de spatule dedodécylsulfate de sodium, 1 à 2 gouttes de n-butanol et 1 mL d’eau déminéralisé. Secouervigoureusement et mesurer la conductivité de l’émulsion. Mélanger l’émulsion avec de l’eauet de l’huile dans deux éprouvettes. Noter les observations dire si il s'agit d’une émulsiond’huile dans l’eau ou vice-versa.

Résultats

Snap n°1 conductance = 1280 _SÉprouvette n°1 solution + eau rien ne change (dilution) émulsion d'huile

dans eau.Éprouvette n°2 solution + d’huile de paraffine apparition de deux phase. Si on mélange

bien émulsion d'eau dans huile

Snap n°2 conductance = 160 _SÉprouvette n°1 solution + eau émulsion huile dans l’eauÉprouvette n°2 solution + d’huile de paraffine émulsion eau dans huile

Discussion

On voit que le snap n°1 a une conductivité beaucoup plus élevée que le 2 (facteur 10). Celas’explique par le fait que la composition du snap 1 est majoritairement de l’eau et donccontient une émulsion d’huile dans l’eau. Cette solution est bien conductrice, l’eau étant laphase continue conduisant naturellement l’électricité (grace aux ions dissous)

Le snap 2 contient une émulsion d’eau dans l’huile. L’huile étant l’espèce majoritaire et donccontinue, c’est presque un isolant qui rend la conductivité de la solution très faible. L’eau neconduit pas, car elle se trouve sous forme de fines gouttelettes (micelles) séparées les unes desautres.

Nous voyons donc que la conductivité dépend de la solution continue qui est elle-mêmedéfinie par la différence de quantité des deux solvants.

Remarque : le butanol sert à ce que les deux phases se mélangent.

3. Conclusion

Nous avons vu comment mesurer ou determiner la conductivité de différentes solutions et d’observer les differences.

Nous avons vu une application de la conductimétrie à des fins analytique, notamment pourtitrer une solution basique. Mais l’expérience à révélé les limites de cettes application(précision et maniabilité moyennes).


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Une autre application a permis de trouver la constante d’acidité de l’aspirine avec assez deprecision.

La determination de la CMC d’une solution d’agent moussant (dodécylsulfate) nous a inroduitla notion de micelle. Et different type d’émulsions ont été observées.

4. Questions

2. A cause de la conductivité de l’eau (forte si il y a bcp de ions dissouts, faible mais quandmême existante dans l’eau pure).

3. Conductivité des eaux du réseau genevois

Eau du lac pH = 8.2

Ions Molalité mg/L Molalité g/L Masse molaire g/mol

Concentration M

Conductivité molaire ionique S/m*M

Conductivité S/m

Calcium 43.6 0.0436 40 1.09E-03 11.90 1.30E-02Sulfate 48.1 0.0481 96 5.01E-04 16.00 8.02E-03Sodium 8.3 0.0083 23 3.61E-04 5.01 1.81E-03

Hydronium 6.31E-09 34.96 2.21E-07Hydroxide 1.58E-06 19.91 3.16E-05Chlorure 9.7 0.0097 35.5 2.73E-04 7.63 2.08E-03

Conductivité totale S/m 0.0249Cond totale microS/cm 249Valeur théorique 315

N.b. On voit que les ions hydronium et hydroxide n’influence quasiment pas la conductivité.

Réseau nappe


Concentration M


Conductivité S/m

Calcium 76.4 0.0764 40 1.91E-03 11.90 2.27E-02Sulfate 53.9 0.0539 96 5.61E-04 16.00 8.98E-03Sodium 7.54 0.00754 23 3.28E-04 5.01 1.64E-03Chlorure 12.9 0.0129 35.5 3.63E-04 7.63 2.77E-03



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Réseau Arve


Concentration M


Conductivité S/m

Calcium 50.4 0.0504 40 1.26E-03 11.90 1.50E-02Sulfate 50.4 0.0504 96 5.25E-04 16.00 8.40E-03Sodium 7.89 0.00789 23 3.43E-04 5.01 1.72E-03Chlorure 11.6 0.0116 35.5 3.27E-04 7.63 2.49E-03


Remarque : Les conductivités calculées sont inférieures à la valeur théorique du fait que tousles ions n’ont pas été inclus dans le calcul (notamment ions magnésium et nitrate), neconnaissant pas leur conductivité molaire.

4. Erreurs : unités des particules colloïdes peut-être nm au lieu de mm et émulsion.

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