Comment calculer la concentration en ions à partir de la conductivité ?

Comment calculer la concentration en ions à partir de la conductivité

Introduction

La conductivité d'une solution ionique mesure sa capacité à conduire l'électricité. Elle est directement proportionnelle à la concentration des ions dans la solution. Cette relation est connue sous le nom de loi de Kohlrausch.

Loi de Kohlrausch

La loi de Kohlrausch stipule que la conductivité molaire d'une solution ionique (Λ) est égale à la somme des conductivités molaires des ions individuels (λ) :

Λ = λ+ + λ-

où :

• Λ est la conductivité molaire de la solution (S/cm²·mol)
• λ+ est la conductivité molaire des cations (S/cm²·mol)
• λ- est la conductivité molaire des anions (S/cm²·mol)

Calcul de la concentration en ions

Pour calculer la concentration en ions ([ion]), on peut utiliser la relation suivante :

[ion] = Λ / (λ+ + λ-)

où :

• [ion] est la concentration en ions (mol/L)
• Λ est la conductivité molaire de la solution (S/cm²·mol)
• λ+ est la conductivité molaire des cations (S/cm²·mol)
• λ- est la conductivité molaire des anions (S/cm²·mol)

Étapes du calcul

Voici les étapes pour calculer la concentration en ions à partir de la conductivité :

1. Mesurer la conductivité de la solution à l'aide d'un conductimètre.
2. Rechercher les conductivités molaires des ions individuels dans une table de constantes.
3. Substituer les valeurs de Λ, λ+ et λ- dans l'équation de concentration en ions.

Exemple

Calculons la concentration en ions d'une solution de NaCl dont la conductivité est de 0,12 S/cm. La conductivité molaire du Na+ est de 50,1 S/cm²·mol et celle du Cl- est de 76,3 S/cm²·mol.

[ion] = Λ / (λ+ + λ-)
[ion] = 0,12 S/cm / (50,1 S/cm²·mol + 76,3 S/cm²·mol)
[ion] = 0,0012 mol/L

Par conséquent, la concentration en ions dans la solution de NaCl est de 0,0012 mol/L.