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Conductimètre maison
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Conductimètre maison




Objectifs

Vérifier la linéarité de la conductivité en fonction de la concentration chez soi.

A.
Fabrication

L’eau pure ne conduit pas le courant. Pourtant, des accidents domestiques se produisent lorsque de l’eau s’infiltre dans une prise électrique car des espèces ioniques y sont dissoutes.

Un conductimètre est un appareil permettant de mesurer la conductivité d’une solution. Utilisé notamment pour suivre l’évolution d’une réaction impliquant des ions, il fait partie de l’équipement classique du chimiste. Son fonctionnement est cependant simple et peut être répliqué à l’aide de matériel de bricolage courant.

⚠️ Un multimètre est souvent utilisé en bricolage lorsque l’on a besoin de réparer ou d’installer des prises électriques. Recherchez dans votre entrouage une personne susceptible d’en possèder un.

Protocole de fabrication du conductimètre

  • Brancher le multimètre en mode ohmmètre avec les sondes.
  • Avec du scotch, lier ensemble les deux sondes pour que les deux parties métalliques des sondes soient proches, mais sans qu’elles se touchent.
  • Dans un verre doseur, mettre 5 g de sel et remplir d’eau chaude jusqu’à 1010 cL.
  • Mélanger jusqu’à complète dissolution.
  • Laisser refroidir à température ambiante.
  • Plonger les sondes dans la solution en immergeant complètement les deux parties métalliques.
  • Allumer l’ohmmètre et choisir le calibre adapté en fonction de la mesure.
  • Relever la résistance RR indiquée et calculer la conductance GG à partir de la relation G=1RG=\dfrac{1}{R}


Matériel nécessaire

  • Multimètre avec fonction ohmmètre ⚠️
  • Scotch
  • Fils avec sonde
  • Eau déminéralisée
  • Balance
  • Sel de cuisine
  • Verre doseur
  • Cuillère à soupe


Doc. 1
Balance

Analyse physique d'un système chimique - travailler autrement - Balance

Doc. 2
Verre doseur

Verre doseur

B.
Évolution de la résistance

Pour étudier l’influence de la concentration c d’une solution sur la conductance mesurée, on peut utiliser la solution précédente et la diluer plusieurs fois, tout en relevant à chaque fois la résistance affichée par l’appareil.

1. Pour cela, reprendre la solution précédente en ajoutant, à chaque fois, un volume de 10 cL en respectant les graduations du verre doseur. Bien homogénéiser la solution en mélangeant à l’aide d’une cuillère.

2. Réaliser les mesures et les noter dans un tableau.


3. À l’aide d’un logiciel tableur-grapheur, rassembler toutes les mesures effectuées pour calculer automatiquement les conductances GiG_i à partir des résistances RiR_i mesurées. Faire de même pour les concentrations cic_i en utilisant la relation cmeˋreVmeˋre=cfilleVfillec_\text{mère}\cdot V_\text{mère} = c_\text{fille}\cdot V_\text{fille} et la masse molaire du sel M=58M = 58 g·mol-1.


4. Tracer l’évolution de GG en fonction de cc et en déduire le modèle mathématique le plus adapté.

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