Conductivité d'une solution - loi de Kolrausch - CHIMIE - TERMINALE

Florence RAFFIN la physique chimie au lycée

24 Jun 202005:06

Summary

TLDRCette vidéo explique la conductivité d'une solution aqueuse en utilisant des expériences avec de l'eau, de l'eau salée et de l'eau sucrée. Elle montre que toutes les solutions conduisent le courant, mais avec des niveaux de conductivité différents. La conductivité est influencée par la nature et la concentration des ions, comme illustré par les expériences avec le chlorure de sodium et le chlorure de calcium. La conductivité molaire ionique est également discutée, ainsi que la façon dont elle peut être mesurée avec un conducteur. La relation entre la conductivité et la concentration des ions est expliquée, soulignant l'importance de cette propriété pour les dosages par étalonnage.

Takeaways

🧪 L'expérience démontre que toutes les solutions aqueuses, y compris l'eau pure, l'eau salée et l'eau sucrée, peuvent conduire un courant électrique, bien que l'eau salée le fasse de manière plus efficace.
💧 L'eau purifiée contient des ions hydroxyde et protons résultant de l'autoprotolyse de l'eau, ce qui lui confère une faible conductivité.
🌊 Le chlorure de sodium est un composé ionique qui, lorsqu'il est dissous dans l'eau, se dissocie en ions, augmentant ainsi la conductivité de la solution.
🍬 La solution d'eau sucrée est composée de molécules et non d'ions, ce qui explique sa faible capacité à conduire le courant électrique.
⚡ La conductivité d'une solution est une mesure de sa capacité à conduire le courant électrique et dépend à la fois de la nature des ions et de leur concentration.
🔍 La loi de Kohlrausch établit que la conductivité d'une solution est la somme des contributions individuelles des différents ions présents dans la solution.
📚 La conductivité molaire ionique est une caractéristique intrinsèque de chaque ion et est utilisée pour calculer la conductivité d'une solution à partir de la concentration des ions.
🛠️ Un conductimètre est un appareil utilisé pour mesurer la conductivité d'une solution en envoyant un courant électrique à travers celle-ci et en mesurant la résistance électrique.
🔢 La conductance, qui est la capacité d'une substance à conduire le courant électrique, est l'inverse de la résistance électrique et est mesurée en siemens.
⚖️ La conductivité d'une solution avec un seul type de solute est proportionnelle à la concentration de ce solute, ce qui est utile pour des dosages par étalonnage.

Q & A

Qu'est-ce que la conductivité d'une solution aqueuse et pourquoi est-elle importante?
-La conductivité d'une solution aqueuse est la mesure de sa capacité à conduire le courant électrique. Elle est importante car elle indique la présence et la concentration des ions dans la solution, ce qui est utile pour diverses applications scientifiques et industrielles.
Quels sont les porteurs de charge électrique dans les solutions aqueuses?
-Les porteurs de charge électrique dans les solutions aqueuses sont généralement les ions, qui peuvent provenir de la dissociation d'ions hydroxyde et d'hydrogène dues à l'autoprotolyse de l'eau, ou d'autres sels dissociés comme le chlorure de sodium.
Pourquoi la solution d'eau salée (avec du chlorure de sodium) conduit-elle mieux le courant électrique comparée à l'eau sucrée?
-La solution d'eau salée contient des ions chlorure et sodium qui sont des porteurs de charge électrique, alors que le saccharose dans l'eau sucrée est un composé moléculaire qui ne se dissocie pas en ions, donc il n'y a pas de porteurs de charge pour conduire le courant.
Que signifie l'expression 'autoprotolyse de l'eau' et comment cela affecte la conductivité?
-L'autoprotolyse de l'eau se réfère au processus par lequel l'eau se dissocie légèrement en ions hydroxyde (OH-) et protons (H+). Cela affecte la conductivité car ces ions contribuent à conduire le courant électrique, bien que leur concentration soit faible comparée à celle des sels dissociés.
Comment la concentration d'un sel influence-t-elle la conductivité d'une solution?
-La conductivité d'une solution augmente généralement avec la concentration des ions, car plus il y a d'ions, plus il y a de porteurs de charge pour conduire le courant électrique. Cependant, cette relation peut être non linéaire et dépend de la nature des ions.
Quelle est la loi de Kohlrausch et comment est-elle utilisée pour calculer la conductivité d'une solution?
-La loi de Kohlrausch exprime la conductivité d'une solution comme une somme des contributions individuelles de chaque type d'ion présent, multipliées par leur concentration. Elle permet de calculer la conductivité en tenant compte de la nature et de la concentration des ions.
Quels sont les facteurs qui déterminent la conductivité molaire ionique et comment est-elle mesurée?
-La conductivité molaire ionique est déterminée par la nature des ions et leur capacité à conduire le courant électrique. Elle est mesurée à 25 degrés Celsius et les valeurs sont souvent fournies dans des tables pour différents ions.
Comment fonctionne un conductimètre et en quoi consiste l'unité de mesure des siemens?
-Un conductimètre mesure la conductivité d'une solution en envoyant un courant électrique à travers celle-ci et en enregistrant la valeur. L'unité de mesure des siemens (S) est l'inverse de l'ohm (Ω) et représente la capacité d'un matériau à conduire le courant électrique.
Quelle est la différence entre la conductance et la conductivité, et pourquoi est-il préférable de mesurer la conductivité?
-La conductance est la capacité d'un matériau à conduire le courant électrique et est inversement proportionnelle à sa résistance. La conductivité est une propriété intrinsèque du matériau, indépendante de la géométrie. Il est préférable de mesurer la conductivité car elle est une constante physique qui ne dépend pas de la taille de l'appareil de mesure, contrairement à la conductance.
Comment la conductivité peut-elle être utilisée pour faire des dosages par étalonnage?
-La conductivité peut être utilisée pour faire des dosages par étalonnage car elle est proportionnelle à la concentration de solute dans une solution avec un seul solute. En mesurant la conductivité de solutions de concentrations connues, on peut établir une courbe d'étalonnage pour déterminer la concentration d'une solution inconnue.

Outlines

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🔬 Expérience de conductivité des solutions

Cette vidéo explore la conductivité électrique des solutions aqueuses en utilisant des exemples pratiques. L'expérience démontre que toutes les solutions, qu'elles soient de l'eau pure, salée ou sucrée, permettent la transmission d'un courant électrique. Cependant, l'eau salée, contenant des ions provenant du chlorure de sodium, a une meilleure conductivité. L'explication est donnée par la présence d'ions hydroxyde et d'hydrogène dans l'eau, ainsi que par l'existence d'ions chlorures et sodium issus du chlorure de sodium. L'eau sucrée, composée de molécules sucrées, a une faible conductivité car elle ne contient pas d'ions. De plus, l'expérience montre que la conductivité est également affectée par la nature des ions et leur concentration dans la solution.

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📚 Conclusion de la vidéo

La vidéo se termine par une conclusion qui résume les principaux enseignements de l'expérience. Elle souligne que la conductivité des solutions est une propriété importante qui dépend à la fois de la nature des ions présents dans la solution et de leur concentration. La relation entre la conductivité et la concentration est expliquée par la loi de Kohlrausch, qui indique que la conductivité est la somme des contributions individuelles de chaque ion, multipliées par leur concentration. La vidéo met également en évidence que la conductivité peut être mesurée à l'aide d'un conductimètre et que l'unité de mesure est le siemens par centimètre. Enfin, la vidéo explique que la conductivité d'une solution avec un seul solute est proportionnelle à la concentration de ce solute, ce qui est utile pour des dosages par étalonnage.

Mindmap

Keywords

💡Conductivité

La conductivité est la capacité d'un matériau à conduire un courant électrique. Elle est un concept clé dans la vidéo car elle explique pourquoi certaines solutions, comme l'eau salée, conduisent mieux l'électricité que d'autres, comme l'eau sucrée. Dans le script, la conductivité est mesurée en microsiemens par centimètre et est influencée par la nature et la concentration des ions dans la solution.

💡Ions

Les ions sont des atomes ou des groupes d'atomes qui possèdent un charge électrique négative ou positive. Ils sont mentionnés dans le script comme étant les porteurs de charge électrique dans les solutions, ce qui leur permet de conduire le courant. Par exemple, le chlorure de sodium dans l'eau salée se dissocie en ions chlorure et sodium, augmentant ainsi la conductivité.

💡Chloride de sodium

Le chlorure de sodium est un composé ionique utilisé dans l'expérience décrite dans le script pour illustrer la conductivité d'une solution. Lorsqu'il est dissous dans l'eau, il se dissocie en ions chlorure et sodium, ce qui rend l'eau salée conductrice du courant électrique. C'est un exemple concret de la relation entre la nature des ions et la conductivité.

💡Autoprotolyse de l'eau

L'autoprotolyse de l'eau est un processus chimique naturel où l'eau se dissocie légèrement en ions hydroxyde et protons, contribuant ainsi à la conductivité de l'eau pure. Le script mentionne cette réaction comme une source de ions dans l'eau, même sans ajout de sel ou de sucre.

💡Saccharose

Le saccharose, ou sucre, est un composé moléculaire utilisé dans le script pour montrer que les solutions sucrées ne conduisent pas le courant électrique de la même manière que les solutions ioniques. Cela illustre la différence entre les composés ioniques et moléculaires en termes de conductivité.

💡Conductivité molaire ionique

La conductivité molaire ionique est une mesure de la contribution individuelle d'un ion à la conductivité totale d'une solution. Elle est mentionnée dans le script pour expliquer pourquoi certaines solutions, comme celle avec du chlorure de calcium, conduisent mieux que d'autres, même avec des concentrations identiques.

💡Loi de Kohlrausch

La loi de Kohlrausch est une loi qui relie la conductivité d'une solution à la somme des conductivités molaires ioniques des ions présents. Elle est abordée dans le script comme une méthode pour calculer la conductivité en tenant compte de la nature et de la concentration des ions.

💡Conducteur m

Le conducteur m est l'appareil utilisé pour mesurer la conductivité d'une solution. Il est décrit dans le script comme un outil qui envoie un courant électrique à travers la solution et mesure la conductance, qui est ensuite convertie en conductivité. Il est utilisé pour illustrer comment la conductivité peut être déterminée expérimentalement.

💡Conductance

La conductance est la capacité d'un matériau à conduire le courant électrique. Elle est l'inverse de la résistance électrique et est mentionnée dans le script comme une mesure qui dépend de la nature des ions, de leur concentration, de la surface et de l'écartement entre les électrodes. La conductance est différente de la conductivité car elle dépend de la taille et de la forme de l'appareil de mesure.

💡Concentration

La concentration fait référence à la quantité d'un soluté dissoute dans une solution. Dans le script, la concentration est un facteur clé qui influence la conductivité d'une solution. Plus la concentration est élevée, plus la conductivité est élevée, en supposant que la nature des ions reste la même.

Highlights

Introduction à la conductivité d'une solution aqueuse.

Expérience avec trois bouteilles d'eau, chlorure de sodium et saccharose.

Toutes les solutions conduisent le courant, mais l'eau salée le fait mieux.

Présence d'ions hydroxyde et protons dans l'eau due à l'autoprotolyse.

Chloride de sodium est un composé ionique avec des ions supplémentaires.

Solution d'eau sucrée contient des composés moléculaires non conducteurs.

Nouvelle expérience avec du chlorure de sodium et du chlorure de calcium de même concentration.

La conductivité est meilleure avec le chlorure de calcium malgré la même concentration.

La conductivité (sigma) dépend de la nature des ions et de leur concentration.

Présentation de la loi de Kohlrausch qui relie conductivité et concentration ionique.

Explication de la conductivité molaire ionique et son importance.

Le calcium conduit mieux le courant que le sodium en raison de sa conductivité molaire ionique.

Mesure de la conductivité avec un conductimètre et son unité, le microsiemens par centimètre.

Explication de la conductance et de sa relation avec la conductivité.

Importance de la surface des plaques et de l'écartement entre elles dans la mesure de la conductance.

La conductivité est indépendante de l'appareil de mesure, contrairement à la conductance.

Relation de proportionnalité entre la conductivité et la concentration d'un seul soluté.

Application de cette relation pour faire des dosages par étalonnage.

Conclusion sur la loi de Kohlrausch et la relation de proportionnalité entre conductivité et concentration.