TP N°1 Analyse chimique Conductimetrie

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• Publié par: tayeb1190
• Publié le: 13 décembre 2013
• Nombre de lectures: 6 448
• Langue: Français

Extrait

République Algérienne Démocratique et populaire
Ministère de l ’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
UUnniivveerrssiittéé AAbbddeerrrraahhmmaannee MMIIRRAA ddee BBeejjaaiiaa
Département Chimie
Faculté de science exacte










Réaliser Par :

 BENMAKHLOUF TAYEB

Spécialité :

 Master 1 chimie Analytique

Sous Groupe :

 3



Année Universitaire : 2013 /2014 I- Introduction :

Ce TP nous fait aborder les phénomènes électriques en chimie (électrochimie) et
en particulier une méthode d’analyse : la conductivité. La mesure de la conductivité est
une méthode extrêmement répandue et utile, tout particulièrement dans des applications de
contrôle de la qualité. Elle est basée sur la propriété qu’ont les solutions à conduire
l’électricité (même l’eau pure : autodissociation). Pour mesurer cette conductivité, on utilise
un conductimètre. C’est un appareil muni d’une sonde qui mesure le passage du courant
entre deux électrodes.
Dans une solution, les électrons ne se déplacent pas comme dans un solide
(indépendamment des cations) mais les charges sont transportées en même temps que les
ions qualifiés d’électrolyte. Ces ions peuvent provenir d’un sel, d’un acide ou d’une base ou
encore de l’eau elle-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.
Après avoir déterminé la conductivité de différentes solutions, une méthode permettant de
trouver le point d’équivalence d’un titrage acide-base (HCl-NaOH) sera établie. Une autre
permettant de trouver la constante d’acidité.
D’une manière générale, on peut dire que la conductivité constitue un moyen rapide et peu
coûteux de déterminer la force ionique d’une solution.










II- Rappel théorique :
II-1- Qu’est-ce que la conductivité ?

La conductivité est la capacité d’une solution, d'un métal ou d'un gaz – autrement
dit de tous les matériaux – à faire passer un courant électrique. Dans une solution, ce sont
les anions et les cations qui transportent le courant alors que dans un métal ce sont les
électrons.

II-2- Qu’est-ce qu’une solution conductrice ?

La conductivité est typiquement mesurée dans des solutions aqueuses d’électrolytes. Les
électrolytes sont des substances qui contiennent des ions, c’est-à dire des solutions de sels
ioniques ou de composés qui s'ionisent en solution. Ce sont les ions formés dans la solution
qui vont transporter le courant électrique. Les électrolytes, acides, bases et sels, peuvent
être soit forts soit faibles.

II-3- Electrolytes forts :

Les électrolytes forts sont des substances qui sont entièrement ionisées en solution. Il en
résulte que la concentration des ions en solution est proportionnelle à la concentration de
l’électrolyte ajouté. Ils comprennent les solides ioniques et les acides forts, par exemple
HCl.

II-4- Electrolytes faibles :

Les électrolytes faibles sont des substances qui ne sont pas entièrement ionisées en solution.
Par exemple, l’acide acétique se dissocie partiellement en ions acétate et en ions hydrogène.
Une solution d’acide acétique va donc contenir à la fois la molécule et les ions.

II-5- Conductance :

La conductance G est définie comme étant l’inverse de la résistance électrique R d’ une
solution entre deux électrodes.
G = 1/R (S)
Dans la pratique, les conductimètres mesurent la conductance et affichent la conductivité
après avoir effectué les opérations de conversion.

II-6- La constante de cellule :

C’est le rapport de la distance (d) entre les électrodes sur la surface des électrodes (a)
K = d/a
K = constante de cellule (cm-1)
a = surface réelle des électrodes (cm2)
d = distance entre les électrodes (cm) II-7- Le Conductimètre :

Typiquement, un conductimètre applique un courant
alternatif I à une fréquence optimale à deux électrodes
actives, puis il mesure le potentiel V qui en résulte.
Le courant et le potentiel vont tous deux être utilisés pour
déterminer la conductance (I/V). En se servant de la
conductance obtenue et de la constante de cellule, le
conductimètre va afficher la conductivité.

Conductivité = constante de cellule * conductance


II-8- Les paramètres qui influencent la mesure :

L'exactitude d’une mesure de conductivité peut être influencée par :

• Polarisation • Contamination • Changement de fréquence • Température

Polarisation :
Imposer un courant électrique à des électrodes en
solution risque de provoquer une accumulation d’espèces ioniques à
proximité de la surface de l’électrode et d’entraîner des réactions à la
surface. Ceci va augmenter la résistance de polarisation à la surface de
l’électrode.

Contamination de la surface des électrodes :

Un dépôt à la surface des électrodes d’une cellule à 2 pôles aura le même
effet qu’une erreur de polarisation.

Changement de fréquence :

On travaille à basse fréquence pour des conductivités faibles où la
résistance de polarisation est négligeable comparée à la résistance de la solution.
De hautes fréquences sont appliquées pour des conductivités fortes où la résistance de la
solution est petite.

Influence de la température :

La conductivité est dépendante de la température ; si la température
augmente, la conductivité augmente aussi. Par exemple, pour une solution de KCl 0,01D la
conductivité est de 1,273 mS/cm à 20 °C et elle augmente à 1,409 mS/cm à 25 °C. III- Partie Pratique :

III-1- But de TP :
Le but de ce TP est d’utiliser la conductimétrie pour effectuer un titrage acido-
basique et détermination du point d’équivalence.
III-2- Matériels et produits :
Matériels : Produits :
 1pipette jaugée de 10ml  Solution pour étalonnage du conductimètre
 1burette de 25 ml  Solution de chlorhydrique de concentration
0,1M  1 bécher de 250 ml
 Solution d’hydroxyde de sodium de  1 pissette d’eau distillée
concentration inconnue  1eprouvette de 100 ml
 Indicateur coloré BBT  Papier absorbant
 1 conductimètre et sa cellule
III-3- Manipulation :
On verse 30 ml de la solution de HCl dans le bécher et ajoute quelques
goutes de BBT puis on mesure la conductivité de la solution de HCl initiale.
On remplie la burette par la solution de soude et on commence a titré en ajoutant des
volumes de 2ml de cette solution au bécher en mesurant la conductivité de la solution après
chaque ajout.
Les résultats sont dans le tableau ci-dessous :
V NaOH (ml) 0 2 4 6 8 10 12 14
Couleur du BBT J J J J J J J J
34,6 30,00 26,80 23,90 21,20 18 ,91 16,84 14,89

16 18 20 22 22,5 23 23,5 24 24,5 25 25,5
J J J J J J J J J J J
13,12 11,47 10,01 08,62 08,30 07,99 07,67 07,37 07,07 06,77 06,49

26 26,5 27 27,5 28 28,5 29 29,5 30 30,5 31
J J J J J B B B B B B
06,18 05,91 05,36 05,09 04,84 04,74 04,85 04,95 05,07 05,20 05,31
III-4- Réponse aux questions :
1- Le tracé de la courbe d’évolution de la conductivité en fonction du volume de soude



2- La réaction de bilan du dosage :