En raison de leur constitution, les solutions ioniques sont susceptibles de conduire le courant. Cette capacité peut être quantifiée à l'aide d'une grandeur, la conductance, qui dépend de la concentration des espèces ioniques.

Comment déterminer la conductance d'une solution ?

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Doc. 1
Conductance et conductivité

Une portion de solution ionique comprise entre deux plaques métalliques peut conduire le courant. On peut alors mesurer la résistance R, en ohm (Ω), de cette portion de solution, ou sa conductance G, en siemens (\text{S} ), qui est l'inverse de la résistance :

G=\frac{1}{R}

G : conductance (\text{S})
R : résistance (Ω)

La conductance G est également liée à la conductivité σ propre à la solution et indépendante des caractéristiques des plaques utilisées pour la mesure. On mesure \sigma à l'aide d'un conductimètre. Celle-ci s'exprime en (S⋅m^-1).

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Doc. 2
Matériel nécessaire

Plusieurs béchers
Deux plaques métalliques
Pinces crocodiles
Fils électriques
Voltmètre
Ampèremètre
Générateur de tension alternative
Conductimètre
Cinq solutions de chlorure de sodium (\text{Na}⁺\text{(aq)} ; \text{Cl}^{-}\text{(aq))} de concentration c_1 = 0{,}10 mol⋅L^-1, c_2 = 0{,}20 mol⋅L^-1, c_3 = 0{,}30 mol⋅L^-1, c_4 = 0{,}40 mol⋅L^-1 et c_5 = 0{,}50 mol⋅L^-1

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Doc. 3
Utilisation du conductimètre

Schéma : mesure de conductivité d'une solution avec un conductimètre. Une sonde est immergée dans un bécher.

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Doc. 4
Montage expérimental

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Questions

Compétence(s)

REA : Effectuer des mesures avec des capteurs
REA : Mettre en œuvre un protocole

1. À partir du montage expérimental du doc. 4, proposer un protocole permettant de déterminer la conductance G en utilisant la loi d'Ohm.

2. Proposer puis réaliser plusieurs expériences permettant de vérifier l'influence de la distance l et de la surface S sur la conductance G.

3. Identifier la bonne relation entre la conductance G et la conductivité \sigma :

G=\frac{S}{l} \cdot \sigma

G=\frac{l}{S} \cdot \sigma

G=l \cdot S \cdot \sigma

G=\frac{\sigma}{l \cdot S}

4. Mesurer la conductivité \sigma des cinq solutions. Proposer une relation simple entre la conductivité \sigma et la concentration c en chlorure de sodium apporté.

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Synthèse de l'activité

Lister les paramètres influençant la mesure de la conductance.

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Physique-Chimie Terminale Spécialité

Conductance d'une solution

Doc. 1Conductance et conductivité

Doc. 2Matériel nécessaire

Doc. 3Utilisation du conductimètre

Doc. 4Montage expérimental

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Conductance et conductivité

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Matériel nécessaire

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Utilisation du conductimètre

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Montage expérimental