La conductimétrie est une méthode électrochimique permettant de mesurer les propriétés d’une solution conductrice.
1. Le conductimètre
Un conductimètre permet en premier lieu de mesurer la conductance d’une solution. Pour cela, il applique un courant alternatif à 2 électrodes immergées dans la solution et mesure la tension aux bornes de ces 2 électrodes. Ensuite, la conductance, $G$, est calculée en faisant le rapport de l’intensité $I$ sur la tension $U$.
$G=\frac{I}{U}$
Avec :
$G$ la conductance en $S$
$I$ l’intensité en $A$
$U$ la tension en $V$
Remarque : l’utilisation d’un courant alternatif plutôt que continu permet de limiter la polarisation des électrodes.
2. La conductivité
La conductance G d’une solution dépend de la nature de la solution et des ions qu’elle contient, mais aussi de la géométrie de la cellule de mesure.
On introduit alors la notion de conductivité $\sigma$ qui, elle, ne dépend pas des caractéristiques de la cellule de mesure. Ces 2 grandeurs sont liées par la relation :
$G=\frac{\sigma.S}{l}$
Avec :
$G$ la conductance en $S$
$\sigma$ la conductivité en $S/m$
$S$ la surface des plaques des électrodes en $m^2$
$l$ la longueur entre les électrodes en $m$
La conductivité $\sigma$ dépend de :
- La nature de la solution ionique
- La concentration des ions
- La température de la solution
3. Loi de Kohlrausch
La conductivité $\sigma$ d’une solution contenant des espèces ioniques est directement reliée à la concentration des ions présents dans la solution par la formule de Kohlrausch :
$\sigma=\sum _i \lambda _i . [X_i]$
Avec :
$\sigma$ la conductivité en $S/m$
$\lambda _i$ la conductivité molaire ionique de l’ion $X_i$ en $S.m^2.mol^{-1}$
$[X_i]$ la concentration de l’ion $X_i$ en $mol.m^{-3}$
Attention : cette relation n’est valable que pour des solutions de faible concentration. Il sera donc souvent nécessaire de diluer la solution étudiée si elle est trop concentrée.
