Conductivité des électrolytes

L'intérêt de la conductimétrie est de pouvoir comparer la conductivité de différentes solutions. On définit donc la conductivité par unité de concentration ou conductivité molaire.

Conductivité molaire d'un ion

Soit un ion i, elle est notée

λi = |zi|uiF
avec :
λi = la conductivité molaire en Sm²/mol
|zi| = la charge en valeur absolue de l'ion i
ui: sa mobilité en m²/s.V
F: la constante de faraday en C/mol

Si la concentration de l'ion i → 0, λi devient λi°, la conductivité molaire à concentration nulle également appelée conductivité molaire limite.

Conductivité ionique molaire d'une solution

Dans une solution, chaque ion contribue à la conductivité proportionnellement à sa concentration.

La conductivité ionique molaire s'écrit:

σ = Σλici
Avec:
σ: la conductivité ionique molaire en s/m
λi: la conductivité molaire de l'ion en S.m²/mol
ci: la concentration en mol/m3

Conductivité molaire d'un électrolyte

On définit la conductivité molaire d'un électrolyte le rapport de conductivité ionique et sa concentration. C'est la loi de Kohlrausch et elle s'écrit:

Λ= σ/c = Σλi
Pour les solutions diluées c → 0, Λ devient Λ°.

Cas des électrolytes forts

Les électrolytes sont considérés comme forts lorsque leur dissociation est complète α=1. Dans ce cas de figure, on peut démontrer la relation: Λ = Λ° - k√c
On peut par la suite déterminer par extrapolation la conductivité molaire limite Λ° en traçant Λ en fonction de √c.
La pente de cette droite permet de déterminer la valeur de la constante k.

Cas des électrolytes faibles

Dans ce cas, la variation de Λ n'est plus linéaire en fonction √c mais prend une allure hyperbolique. Il n'est plus possible de déterminer Λ° par extrapolation.

kohlrausch
CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+
A t = 0 C0 0 10-7
A t final (1-α)C0 αC0 ~αC0

Dans le cas d'une solution suffisamment diluée, il est possible d'écrire la relation suivante :
Λ = α(λ+ + λ-) = α(λ°+ + λ°-) = αΛ°