aurélie juin 2001


conductivité :

fiche cours (interactive)

fiche : ce qu'il faut retenir

travaux pratiques

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1

solution CaCl2

Le chlorure de calcium proposé en ampoule de 10 mL contient 1 g de CaCl2, x H2O. On veut déterminer la valeur de x par conductimétrie. On dispose pour étalonner la cellule conductimétrique, d'une échelle de concentration en chlorure de calcium. Le tableau ci dessous donne la conductance de ces différentes solutions:

c (mmol/L)
1
2,5
5
7,5
10
G(mS)
0,53
1,32
2,63
3,95
5,21

  1. Tracer la courbe G= f(c).
  2. Le contenu d'une ampoule a été dikué 100 fois. La mesure de la conductance donne G=2,42 mS. En déduire la valeur de la concentration de la solution diluée, puis celle de l'ampoule.
  3. Calculer la masse m de CaCl2 contenue dans une ampoule et en déduire x.

corrigé


concentration de la solution diluée : 4,6 10-3 mol/L d'après le graphe.

concentration de la solution mére : (facteur de dilution =100)

100*4,6 10-3 = 0,46 mol/L

donc : 0,46 * 0,01 = 4,6 10 -3 mol dans 10 mL d'une ampoule

masse molaire CaCl2 , x H2O: 40 + 2*35,5 +18 x= 111+18 x g/mol

masse (g) / masse molaire = 1 / (111+18x) = 4,6 10-3 mol

111+18 x = 1 / 4,6 10-3 = 217

18 x = 217-111 d'où x voisin de 6

CaCl2, 6H2O


2

calcul de conductance

On a déterminé avec le même montage, à la même température, la conductance contenant respectivement 4 mmol/L de chlorure de sodium, de chlorure de potassium, de nitrate de potassium: G(Na+ + Cl- )= 1,16 mS ;G(K+ + Cl- )= 1,37 mS ; G(K+ + NO3- )= 1,33 mS .

  1. Montrer que ces données permettent de calculer la conductance d'une solution de nitrate de sodium de même concentration, avec le même montage et à la même température.
  2. Calculer cette conductance.
  3. De ces 4 solutions, laquelle est la plus conductrice?

corrigé


1,16 = 4 10-3 [lNa+ + l Cl-] (1).

1,37 = 4 10-3 [lK+ + l Cl-] (2).

1,33 = 4 10-3 [lK+ + l NO3-] (3).

(3) + (1)- (2) donne : 1,12 = 4 10-3 [lNa+ + l NO3-]

La solution la plus conductrice possède la plus grande conductance:

solution de chlorure de potassium


3

solution

Ca(NO3)2

 

  1. Calculer la concentration molaire des ions d'une solution de nitrate de calcium à 1,5 g/L
  2. Calculer sa conductivité à 25°C.

données : à 25°C
lCa2+ = 11,90 mS m² mol-1 ; lNO3- = 7,14 mS m² mol-1 ;


corrigé


Ca(NO3)2 donne par dissolution Ca2+ + 2 NO3-.

masse molaire : 40 + 2*(14+3*16)= 164 g/mol

concentration des ions Ca2+ : 1,5 /164 = 9,15 10-3 mol/L

concentration des ions nitrate : 2* 9,15 10-3 = 1,83 10-2 mol /L

conductivité de la solution :

s = 9,15 10-3 lCa2+ +1,83 10-2lNO3-

s = 9,15 10-3 *11,9 +1,83 10-2 *7,14 = 0,234 mS/m


4

solubilité du fluorure de calcium

 

  1. Rappeler la formule du fluorure de calcium. Calculer sa conductivité molaire à 18°C.
  2. la conductivité à 18 °C d'une solution saturée de fluorure de calcium est de 3,71 mS /m . En déduire les concentrations molaires des ions de la solution. En déduire la solubilité du fluorure de calcium à 18°C

données à 18 °C : lCa2+ = 10,50 mS m² mol-1 ; lF- = 4,04 mS m² mol-1 ;

 

 


corrigé


CaF2 donne par dissolution Ca2+ + 2F-.

la solution reste électriquement neutre ;

j'en déduis : [F-] = 2 [Ca2+]

conductivité de la solution :

3,71 = [Ca2+]*10,5 + [F-] * 4,04

3,71 = [Ca2+]*10,5 + 2 [Ca2+] * 4,04

[Ca2+] = 3,71 / ( 10,5+2*4,04 )= 0,2 mol /m3.

et [F-] = 0,4 mol /m3.


5

dosage d'un détartrant

On veut déterminer la concentration en acide chlorhydrique d'un détartrant. Pour cela on dilue 200 fois ce détartrant. On prélève V= 100 mL de la solution diluée S obtenue, on ajoute tout en agitant une solution d'hydroxyde de sodium de concentration 0,096 mol/L. On mesure la conductance de la solution et on obtient le graphe ci-dessous.

  1. Comment réaliser la dilution du détartrant?
  2. Quelle est la réaction de dosage? Ecrire son équation.
  3. Justifier qualitativement l'évolution de la conductance au cours du dosage.
  4. Déterminer le volume versé à l'équivalence puis en déduire la concentration des ions oxonium dans la solution S, puis la concentration en acide chlorhydrique du détartrant.


corrigé


dilution du détartrant :

le facteur de dilution est de 200 .

prélever à la pipette jaugée 5 mL de détartrant

placer dans une fiole jaugée de 1L ( 1000 / 200 = 5 mL)

compléter avec de l'eau distilée

équation de dosage :

H3O+ + HO- donne 2 H2O réaction acide base.

le volume équivalent est déterminer par l'intersection des deux droites soit 11 mL.

Avant l'équivalence, les ions oxonium réagissent avec les ions hydroxyde.

Des ions sodium sont apportés par la soude.

Or la conductivité molaire ionique des ions oxonium est bien plus grande que celle des ions sodium: en conséquence la conductivité de la solution diminue.

après l'équivalence on ajoute à la solution des ions sodium et hydroxyde: en conséquence la conductivité de la solution va coître à nouveau.

A l'équivalence les quantités de matière des réactifs mis en présence sont en proportions stoéchiométriques.

Quantité de matière de soude : 0,096 *11 = 1,056 mmol

quantité de matière d'ion oxonium : 100 C mmol

100C=1,056 d'où C= 1,056 10-2 mol/L

le facteur de dilution est égal à 200 : la concentration de l'acide chlorhydrique dans la solution de détartrant est donc 2,1 mol/L

 



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