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Physique-Chimie

Chimie

Analyse physique d'un système chimique

Dans cette vidéo, il est question de déterminer la conductance d'une quatrième solution inconnue en utilisant la conductance de trois autres solutions de même concentration. La conductance est exprimée comme la conductivité de la solution divisée par la constante de cellules de l'appareil de mesure. Il est nécessaire de manipuler les expressions pour déterminer la valeur de la conductance de la quatrième solution en se basant sur les conductances des autres solutions. L'utilisation des expressions de G1, G2 et G3 permet de déterminer que la conductance de la solution inconnue S4 est égale à G1 moins G2 plus G3. La valeur numérique de la conductance de S4 est de 1,12 millisiemens.

Bonjour à tous, c'est Mathis de studio. Dans cette vidéo, on va déterminer une conductance inconnue. Alors, lors d'une expérience, on mesure avec le même appareil de mesure la conductance de trois solutions ayant la même concentration en soluté. On relève les valeurs suivantes, donc pour les trois solutions qui ont des solutés différentes. Le premier de Na+, et de Cl-. Le deuxième de K+, et Cl-. Et le dernier de K+, et NO3-. Alors, la conductance résultante est relevée juste ici, et on souhaite maintenant déterminer la conductance d'une quatrième solution, S4, qui est la dissolution du solide Na+, NO3-, qui est de même concentration que les trois premières. Alors, première question, exprimer la conductance de la solution S4. Alors, la conductance, on s'en souvient, il faut connaître la définition, c'est sigma, donc la conductivité de la solution, divisé par k, la constante de cellules associées à l'appareil de mesure. Maintenant, comment est-ce qu'on peut s'en sortir? On sait que G4 est donc 1 sur k fois la conductivité, donc on la développe pour cette solution S4, c'est la conductivité moellaire ionique de Na+, fois sa concentration, qu'on note C, plus la conductivité moellaire ionique de NO3- fois sa concentration, qu'on note aussi C. C'est la concentration en commun avec toutes les solutions. OK. Maintenant, la question 2, calculer la valeur de G4. Alors, dans ces exercices-là, il faut se poser et se demander qu'est-ce que l'on connaît des différentes grandeurs qu'on manipule. Alors, justement, k, la constante de cellules, elle est inconnue, par contre on sait qu'à chaque fois les données ont été relevées avec le même appareil de mesure, donc on sait que ce sera la même pour toutes les mesures que l'on a effectuées. Lambda Na+, il est inconnu, donc on aimerait pouvoir s'en débarrasser sachant qu'il intervient une fois dans la solution S1. Lambda NO3-, c'est de la même manière, inconnue, et ça intervient une fois dans la solution S3. Et puis la concentration C, elle est inconnue, mais c'est aussi la même qu'on a utilisée tout le temps. Alors, à partir de là, sachant qu'on s'est basé sur les conductances qui sont connues des autres mesures, et bien, tout d'abord, la première étape, c'est de les exprimer. De la même manière, on peut exprimer G1, G2 et G3, en fonction des espèces qui interviennent à chaque fois. Voilà. Alors, maintenant, on fait du repérage, on essaie d'aller choisir d'un côté ou de l'autre qu'est-ce qui nous intéresse dans ces formules. Et bien, si on regarde, par exemple, le 1 sur K, Lambda Na+, il se retrouve dans un début de G1. Donc, on se doute qu'on va devoir utiliser G1, vu qu'il va sortir de cette valeur. Par contre, G1, il fait aussi intervenir du CL-. Ça, par contre, ça ne nous arrange pas. Pour G3, c'est de la même manière. On a bien du 1 sur K, Lambda Na3-C. Donc, ça, ça nous intéresse. Par contre, ça fait intervenir du 1 sur K, Lambda K+, C. C'est tout de suite moins intéressant. Heureusement, G2, il va permettre de compenser ces deux apports. Donc, si tout d'abord, on part de G1 et on veut se débarrasser de Lambda CL- x C, et bien, on a juste à retrancher G2, vu que c'est le même cas, comme on a dit. Donc, au retranche G2, ça nous fait apparaître un moins Lambda K+, C, qui vient d'ici. Mais bien sûr, les deux, ici, se sont compensés. Maintenant, on veut faire disparaître ce Lambda K+, C qu'on n'aime pas trop. Pour ça, on utilise G3. On somme avec G3. Mais, en somment avec G3, comme par magie, on retombe sur 1 sur K, Lambda Na+, C plus Lambda No3-C. Et en fait, c'est exactement G4. Donc, on en déduit que G4, c'est G1 moins G2 plus G3. L'application numérique nous donne donc G4, qui est égale à 1,12 millisiemens. Donc voilà, c'est un exercice très intéressant dans l'approche mathématique. Comment est-ce qu'on arrive à cerner les inconnus, les données, et à partir de là, manipuler les expressions comme on souhaite. On essaye de faire apparaître ce que l'on cherche à observer, à calculer, et à partir de là, tout va bien. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo, et puis je vous dis à bientôt!

Conductance inconnue

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