Le sérum physiologique est une solution de chlorure de sodium couramment utilisé dans les pharmacies familiales. Peu coûteux, il sert à nettoyer les yeux, le nez ou à laver les plaies.
➜ Comment peut-on vérifier la concentration d’un sérum physiologique ?
Objectifs
Exploiter la loi de Kohlrausch et citer son domaine de validité.
Doc. 1
Loi de Kohlrausch
Pour des solutions suffisamment diluées, la conductivité σ de la solution s’exprime en fonction des concentrations des ions qu’elle contient. Pour une solution contenant deux types d’ions X1(aq) et X2(aq) σ=λ1⋅[X1]+λ2⋅[X2]
σ : conductivité de la solution (S·m-1) λ1 et λ2 : conductivités molaires ioniques de X1(aq) et
X2(aq) (S·m2·mol-1) [X1] et [X2] : concentrations de X1(aq) et
de X2(aq) (mol·m-3)
La conductivité molaire ionique λ est une caractéristique propre à l’ion considéré. Elle est constante à température donnée et traduit la contribution apportée par cet ion à la conductivité globale de la solution.
Doc. 2
Caractéristiques du conductimètre
Doc. 3
Matériel nécessaire
Cinq fioles jaugées de 10,0 mL
Solution de chlorure de sodium S0(Na+(aq) ; Cl−(aq)) de concentration en soluté apporté
c0=1,0×10−2 mol·L-1
Sérum physiologique commercial à 0,9 %, dilué 20 fois
Pipette graduée 10,0 mL
Deux béchers
Eau distillée
Conductimètre
Données
Conductivités molaires ioniques à 25 °C : λ(Na+)=5,01×10−3 S·m2·mol-1 et λ(Cl−)=7,63×10−3 S·m2·mol-1
Masse molaire du chlorure de sodium : M(NaCl)=58,4 g·mol-1
Masse volumique du sérum physiologique : ρseˊrum =1,00 g·mL-1
Expression du titre massique : t=msolution msoluteˊ
1.
D’après le doc. 1, exprimer σ en fonction de c0.
2.
Réaliser quatre solutions étalons de concentration comprise entre 1,0×10−3 mol·L-1et
c0 à partir de la solution S0. Mesurer les conductivités σ de ces solutions.
3.
Tracer la courbe d’étalonnage σ=f(c). Vérifier la proportionnalité entre ces grandeurs.
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4.
Mesurer la conductivité σ des cinq solutions. Proposer une relation simple entre la conductivité σ et la concentration c en chlorure de sodium apporté.
5.
Comparer les résultats avec l’indication précisée dans le doc. 3.
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Synthèse de l'activité
Rédiger un protocole permettant de retrouver la concentration d’une solution commerciale à l’aide de mesures de la conductivité de plusieurs solutions étalons.
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