Nous savons que les métaux sont de bons conducteurs d'électricité, car ils possèdent un groupe d'électrons libres qui circulent sous l'influence d'un gradient de potentiel et provoquent le courant électrique. Mais qu'entend-on par conductance électrolytique ?
Pour comprendre la conductance électrolytique, il faut d'abord comprendre ce que sont les électrolytes. Les électrolytes sont des substances qui se dissolvent dans un solvant et se dissocient en ions chargés ; les ions positifs sont appelés cations et les ions négatifs sont appelés anions.
- Ce résumé de cours porte sur la conductance.
- Tout d'abord, nous aborderons la conductivité électrique, d'une solution et la conductivité molaire ionique.
- Nous allons découvrir le conductimètre.
- Nous verrons la définition et la formule de la conductance.
- Nous examinerons la conductance thermique.
- Enfin, nous terminerons la différence entre la conductance et la conductivité.
C'est quoi la conductivité électrique ?
Dans le cas des métaux, la conduction est due au flux de charge que sont les électrons. Dans la solution électrolytique, les particules chargées présentes sont les ions et, par conséquent, une solution électrolytique est capable de conduire le courant électrique.
Fig.1- Flux de charge dans un conducteur.
La conductivité électrique est la mesure de la capacité d'un matériau à laisser passer le courant électrique.
La conductivité électrique diffère d'un matériau à l'autre en fonction de sa capacité à laisser passer l'électricité.
La conductivité électrique est désignée par \( \sigma \) .
La conductivité électrique est l'inverse de la résistivité et est donnée par la formule suivante :
$$ \sigma = \frac{1}{ \rho} $$
Solution ionique
Lorsqu’un composé ionique est dissous dans l'eau, le composé se dissocie en ions positifs et négatifs. Si tu introduis dans la solution deux plaques métalliques reliées à un générateur et une lampe, la lampe s'allume si le circuit est fermé. Grâce aux ions présents dans la solution, le courant peut circuler.
Conductivité molaire ionique
La conductivité molaire ionique \( \lambda \) est définie comme le pouvoir conducteur de tous les ions formés par la dissolution d'une mole d'électrolyte dans une solution.
Conductivité d'une solution
La conductivité d'une solution est une grandeur physique qui représente la capacité d'une solution à conduire le courant électrique.
La conductivité d'une solution dépend des facteurs suivants :
La nature des ions présents ;
La concentration de la solution ;
L'indice de charge ionique ;
La mobilité des ions ;
La température de la solution.
La conductivité d'une solution contenant des ions \( X_{1} , X_{2} , X_{3} ... \) de concentration molaire \( [X_{i} ] \) et de conductivité ionique molaire \( \lambda _{i} \) est donnée par la relation suivante :
$$ \sigma = \sum_{i} \lambda _{i} .[X_{i}] $$
Cette relation constitue la loi de kohlraush. Il faut noter que cette loi est uniquement valable pour les faibles concentrations.
Pour des informations plus détaillées sur la loi de Kohlraush, consulte notre résumé Loi De Kohlraush.
Conductivité de l'eau
La capacité de conductance de l'eau est directement proportionnelle à la concentration des ions présents dans l'eau.
Les composés qui se dissolvent en ions sont connus sous le nom d'électrolytes. Plus le nombre d'ions présents dans l'électrolyte est élevé, plus la conductivité de l'eau est importante. De même, moins il y a d'ions présents dans l'eau, moins la conductivité de l'eau est élevée. L'eau déionisée ou distillée peut également agir comme un isolant en raison de sa très faible valeur de conductivité. On dit que l'eau de mer possède une valeur de conductivité très élevée.
La conductivité de l'eau est une mesure de la capacité de l'eau à laisser passer le flux électrique. Cette capacité dépend directement de la concentration d'ions conducteurs dans l'eau. Ces ions conducteurs proviennent de matières inorganiques telles que les chlorures, les alcalis, les composés de carbonate et de sulfure et les sels dissous.
Conductimètre
Un conductimètre, également appelé cellule à immersion, est un instrument qui utilise deux électrodes pour mesurer la résistance de la solution d'échantillon.
Pour plus de détail sur l'utilisation du conductimètre consulte notre résumé de cours "Titrage conductimètrique"
Qu'est-ce que la conductance ?
La conductance est définie comme le degré auquel un objet ou un conducteur peut conduire le courant électrique qui le traverse.
La conductance est une propriété appelée \( G \) . L'unité de conductance est le Siemens \( (S) \) .
Quelle est la formule de la conductance ?
La conductance est la réciproque de la résistance, car elle est calculée comme un rapport entre le courant \( I \) qui passe et la différence de potentiel \( V \) . La loi d'Ohm est utilisée pour définir la conductance.
\( G= \frac{I}{V} = \frac{1}{R} \)
Qu'est-ce que la conductance thermique ?
La conductance thermique désigne le degré auquel un conducteur peut conduire/transférer la chaleur.
L'aérogel est le matériau dont la conductivité thermique est la plus faible de tous les solides, inférieure même à celle du gaz argon. Il s'agit d'un solide très fragile, principalement composé d'air, qui est utilisé dans les expériences laser, l'isolation thermique et même la gestion des déchets.
Quelle est la différence entre la conductivité et la conductance ?
La conductance \( G \) d'un conducteur est la mesure de la facilité avec laquelle le matériau du conducteur permet le passage du courant. La conductivité \( \sigma \) , quant à elle, est la propriété d'un matériau qui facilite le passage du courant.
Conductance - Points clés
- La conductivité électrique \( sigma \) est la mesure de la capacité d'un matériau à laisser passer le courant électrique.
- La conductivité d'une solution est une grandeur physique qui représente la capacité d'une solution à conduire le courant électrique.
- La conductivité molaire ionique \( \lambda \) est définie comme le pouvoir conducteur de tous les ions formés par la dissolution d'une mole d'électrolyte dans une solution.
- La résistance d'une solution est mesurée à l'aide d'un conductimètre.
- La conductance \( G \) est définie comme le degré auquel un objet ou un conducteur peut conduire le courant électrique qui le traverse. Elle est représentée par la formule suivante : \( G= \frac{1}{R} \) .
- La conductivité thermique désigne le degré auquel un conducteur peut conduire/transférer la chaleur.
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