De la musique avant tout chose

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1. Conductance d'une solution ionique, G :

1.1. Particularité des solutions aqueuses ioniques :
Expérience :
                                                          solution aqueuse contenant des ions.

Un courant électrique circule dans le circuit. Les ions en solution assurent le passage d'un courant électrique dans la solution.
Rappels :
* Les cations (ions positifs) vontvers la borne - du générateur (que l'on appelle cathode).
* Les anions (ions négatifs) vont vers la bornes + du générateur (que l'on appelle anode).
1.2. Résistance ou conductance d'une solution ionique :
L'intensité du courant électrique qui circule dans la solution dépend entre autres de la nature des ions qui se trouvent dans la solution. On constate expérimentalement que la tensionaux bornes d'une portion d'une solution est proportionnelle à l'intensité qui traverse le circuit. La portion de solution se comporte comme un conducteur ohmique et on peut lui appliquer la loi d'Ohm :

                                                                

Où U est la tension aux bornes de la portion de la solution et I l'intensité dans le circuit (ou dans la solution). R est larésistance de la solution. Dans le cas des solutions ioniques on utilisera l'inverse de la résistance, c'est à dire la conductance.
Relation entre la résistance et la conductance :

                                                                   

G en Siemens (S) et R en ohm ().

1.3. Paramètres qui influencent la conductance :
La conductance varie avec :
* La surface desélectrodes plongées dans la solution.
* La distance entre les plaques.
* La concentration de la solution.
* La nature des ions en solution.
* La température de la solution.
* La nature et l'état des électrodes.
On dit que ces paramètres sont des grandeurs d'influence car si un des paramètres change la valeur de la conductance change. Pour étudier l'influence d'un seulparamètre, on doit fixer tous les autres paramètres.

1.4. mesure d'une quantité de matière grâce à la mesure de la conductance :
La conductance G est proportionnelle à la concentration de la solution (en fixant tous les autres paramètres d'influence, dans ce cas il n'influencent plus la conductance !). Pour une espèce chimique donnée, on trace la courbe G= f(c), que l'on appelle courbed'étalonnage et qui permet de déterminer une concentration inconnue de la même solution. Voir T.P. n°5.

2. La conductivité d'une solution ionique : .
G dépend de plusieurs paramètres. Certains de ces paramètres ne dépendent que de la solution ionique (nature des ions, concentration). En fixant certains paramètres qui ne dépendent pas de la solution, on peut écrire :                                                       

Où caractérise la cellule de mesure utilisée et  la caractéristique de la solution.
On appelle  la conductivité de la solution et elle se mesure en S.m-1.
 dépend de la concentration des ions en solution ainsi que de leur nature. La conductivité d'une solution,  peut s'écrire :

                                                         

Où  est la conductivité molaire du soluté et c laconcentration molaire du soluté.  s'exprime en S.m2.mol-1.
 caractérise la nature de tous les ions en solution.

3. Conductivité molaire ionique : .
La conductivité molaire,  ,peut être décomposé en conductivités molaires ioniques qui caractérisent chaque espèce ionique de la solution.
Dans l'exemple d'une solution aqueuse de chlorure de sodium,  du soluté (Na+ + Cl-)aq peut s'écrire

(Na+ + Cl-)aq = +

où et sont les conductivités molaires ioniques des ions Na+ et Cl-.
La conductivité de la solution peut donc s'écrire :
 = ( + ) c
Ou encore, sachant que [Na+] = [Cl-] = c :
 = [Na+] + [Cl-]
Et la conductance de la solution aqueuse de chlorure de sodium :...
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