Fiche de révision : Solutions aqueuses électrolytiques

📋 Plan du Cours

1. Solides ioniques et dissolution
2. Transport électrique des ions
3. Conductance et conductivité
4. Loi de Kohlrausch et dosage

📖 1. Solides ioniques et dissolution

🔑 Notions clés & Définitions

• Solide ionique : Cristal constitué de cations et d’anions reliés par des liaisons ioniques, électriquement neutre car il possède autant de charges positives que négatives.

★ À maîtriser

• La dissolution d’un solide ionique sépare ses ions dans l’eau, qui sont alors notés en solution aqueuse.

Compléments

• La dissolution du chlorure de sodium s’écrit $\mathrm{NaCl(s) \rightarrow Na^+(aq) + Cl^-(aq)}$.

• La dissolution du chlorure d’aluminium s’écrit $\mathrm{AlCl_3(s) \rightarrow Al^{3+}(aq) + 3Cl^-(aq)}$.

💡 Astuce mémo

Métal → cation ; non-métal → anion

📖 2. Transport électrique des ions

📝 Points essentiels

• Le courant électrique dans une solution ionique résulte du déplacement simultané des ions positifs vers la borne négative et des ions négatifs vers la borne positive.

💡 Astuce mémo

Ions positifs vers la borne négative, ions négatifs vers la borne positive

📖 3. Conductance et conductivité

🔑 Notions clés & Définitions

• Conductance : Quantifie le caractère conducteur de la portion de solution comprise entre deux plaques.
• Conductivité : Quantifie le caractère conducteur de la solution elle-même et s’exprime en siemens par mètre.

★ À maîtriser

📐 Formule - La conductance vérifie $G=\frac{1}{R}=\frac{I}{U}$, où G s’exprime en siemens, R en ohms, I en ampères et U en volts.

Compléments

📐 Formule - La conductivité vérifie $\sigma=G\frac{L}{S}=G K_{\mathrm{cel}}$, avec $K_{\mathrm{cel}}=\frac{L}{S}$, où L est la longueur et S la surface des plaques.

💡 Astuce mémo

G décrit la portion entre plaques, σ décrit la solution elle-même

📖 4. Loi de Kohlrausch et dosage

★ À maîtriser

📌 Selon la loi de Kohlrausch, chaque espèce ionique contribue à la conductivité par une quantité proportionnelle à sa concentration, le coefficient de proportionnalité étant la conductivité molaire ionique λᵢ.

📐 Formule - La loi de Kohlrausch s’écrit $\sigma=\sum_i \lambda_i[X_i]$, avec les concentrations en mol·m⁻³.

• Le dosage par étalonnage permet de déterminer une concentration inconnue à partir de la relation expérimentale entre la concentration et la conductivité.

Compléments

• Pour une solution de chlorure de sodium, la conductivité vérifie $\sigma=(\lambda_{\mathrm{Na^+}}+\lambda_{\mathrm{Cl^-}})C(\mathrm{NaCl})$.

• Pour une solution de chlorure d’aluminium, la conductivité vérifie $\sigma=(\lambda_{\mathrm{Al^{3+}}}+3\lambda_{\mathrm{Cl^-}})C(\mathrm{AlCl_3})$.

• La courbe représentant la conductivité en fonction de la concentration est une droite passant par l’origine, ce qui traduit une proportionnalité entre ces deux grandeurs.

💡 Astuce mémo

Concentration augmente → conductivité augmente proportionnellement

📊 Tableaux de synthèse

Conductance et conductivité