🧪 10 Exercices: Mesure des Quantités de Matière par Conductimétrie
1ère Bac Sciences Expérimentales SExp
Exercice 1: Conductivité et concentration
Une solution de NaCl a une conductivité \(\sigma = 1,24 \, \text{S.m}^{-1}\). Sachant que \(\lambda(\text{Na}^+) = 5,0 \times 10^{-3} \, \text{S.m}^2.\text{mol}^{-1}\) et \(\lambda(\text{Cl}^-) = 7,6 \times 10^{-3} \, \text{S.m}^2.\text{mol}^{-1}\), calculer sa concentration.
Exercice 2: Calcul de conductivité molaire ionique
Une solution de KCl à \(0,01 \, \text{mol.L}^{-1}\) a une conductivité de \(0,141 \, \text{S.m}^{-1}\). Calculer \(\lambda(\text{K}^+)\) sachant que \(\lambda(\text{Cl}^-) = 7,6 \times 10^{-3} \, \text{S.m}^2.\text{mol}^{-1}\).
Exercice 3: Conductivité d’un électrolyte fort
Calculer la conductivité d’une solution de \(\text{CaCl}_2\) à \(0,005 \, \text{mol.L}^{-1}\) avec \(\lambda(\text{Ca}^{2+}) = 11,9 \times 10^{-3} \, \text{S.m}^2.\text{mol}^{-1}\) et \(\lambda(\text{Cl}^-) = 7,6 \times 10^{-3} \, \text{S.m}^2.\text{mol}^{-1}\).
Exercice 4: Relation entre conductance et conductivité
Une cellule conductimétrique a une constante \(k = 125 \, \text{m}^{-1}\). Lorsqu’elle contient une solution de NaCl, la conductance mesurée est \(G = 1,5 \times 10^{-2} \, \text{S}\). Calculer la conductivité \(\sigma\) de la solution.
Exercice 5: Mélange de solutions
On mélange 100 mL de NaCl \(0,1 \, \text{mol.L}^{-1}\) (\(\sigma_1 = 1,2 \, \text{S.m}^{-1}\)) et 200 mL de KCl \(0,05 \, \text{mol.L}^{-1}\) (\(\sigma_2 = 0,7 \, \text{S.m}^{-1}\)). Calculer la conductivité du mélange.
Exercice 6: Détermination de la constante de cellule
Avec une solution étalon de KCl \(0,01 \, \text{mol.L}^{-1}\) (\(\sigma = 0,141 \, \text{S.m}^{-1}\)), on mesure une conductance \(G = 1,13 \times 10^{-3} \, \text{S}\). Déterminer la constante \(k\) de la cellule.
Exercice 7: Conductivité d’un acide faible
Un acide faible HA (\(\lambda_{\text{A}^-} = 4,0 \times 10^{-3} \, \text{S.m}^2.\text{mol}^{-1}\)) de concentration \(C = 0,1 \, \text{mol.L}^{-1}\) a un degré de dissociation \(\alpha = 0,05\). Calculer sa conductivité.
Exercice 8: Conductivité et dilution
Une solution a une conductivité de \(1,5 \, \text{S.m}^{-1}\). Quelle sera sa conductivité après dilution (facteur 5)?
Exercice 9: Comparaison de conductivités
Classer par conductivité croissante (à même concentration) :
a) NaCl
b) MgCl2
c) AlCl3
Données : \(\lambda(\text{Na}^+) = 5,0\); \(\lambda(\text{Mg}^{2+}) = 10,6\); \(\lambda(\text{Al}^{3+}) = 18,3\); \(\lambda(\text{Cl}^-) = 7,6\) (en \(10^{-3} \, \text{S.m}^2.\text{mol}^{-1}\))
Exercice 10: Synthèse
On prépare 250 mL d’une solution de \(\text{Na}_2\text{SO}_4\) à \(0,02 \, \text{mol.L}^{-1}\).
1. Calculer la masse de sel nécessaire (M = 142 g/mol)
2. Donner les concentrations effectives des ions
3. Calculer la conductivité (\(\lambda(\text{Na}^+) = 5,0 \times 10^{-3}\), \(\lambda(\text{SO}_4^{2-}) = 16,0 \times 10^{-3} \, \text{S.m}^2.\text{mol}^{-1}\))
