⚡ Le titrage conductimétrique
Pas d'indicateur coloré, pas de saut de pH : ici, c'est le courant qui mène l'enquête ! Une cellule de conductimétrie mesure à quel point la solution laisse passer le courant, et chaque ion y contribue à sa façon. Verse, observe les ions se remplacer… et démasque la solution mystère.
🧪 Mode d'emploi : règle les curseurs (à droite, ou sous l'animation sur téléphone), lance avec ▶, observe les mesures et relève les 🎯 défis. Le bouton ⛶ agrandit l'animation, idéal sur téléphone à l'horizontale.
Ce que tu vois
- Avec l'acide chlorhydrique, σ commence par diminuer : chaque ion H3O+ consommé par HO− est remplacé par un ion Na+ versé, sept fois moins conducteur (λ = 5,01 contre 35,0 mS·m²·mol−1).
- Après l'équivalence, plus rien ne réagit : les ions Na+ et HO− versés s'accumulent et σ augmente nettement. L'équivalence est au point anguleux, à l'intersection des deux droites.
- Avec le chlorure de sodium, les ions Cl− précipitent avec Ag+ (le bécher devient blanc et trouble) et sont remplacés par des ions NO3− de conductivité voisine : σ baisse à peine, puis remonte après l'équivalence.
- Sans eau ajoutée, les volumes versés diluent la solution : les « droites » se courbent et leur intersection se décale. Avec 200 mL d'eau ou avec la correction σ × (V0 + V) / V0, on retrouve de vraies droites et le bon volume équivalent.
Expériences à faire
- Titre l'acide chlorhydrique sans eau ajoutée et sans correction : de combien le volume lu à l'intersection des droites est-il faux ?
- Double la concentration du titrant : que deviennent le volume équivalent et les pentes des deux droites ?
- Pourquoi la droite après l'équivalence monte-t-elle beaucoup plus vite avec la soude qu'avec le nitrate d'argent ? Compare les λ des ions qui s'accumulent. Coche ensuite ✏️ « Utiliser mes conductivités molaires λ » et remplace la soude par de la potasse (λ(K+) = 7,35) : qu'est-ce qui change ?
- Avec la solution mystère, calcule sa concentration à partir de VE avant de faire apparaître la réponse.
- Pourquoi prend-on des mesures régulièrement espacées plutôt que de verser goutte à goutte près de l'équivalence, comme dans un titrage pH-métrique ?
La chimie derrière l'animation
- Loi de Kohlrausch : σ = Σ λi × [Xi], avec σ en S·m−1, λi en S·m²·mol−1 et [Xi] en mol·m−3 (1 mol/L = 1 000 mol·m−3).
- Conductivités molaires ioniques à 25 °C (mS·m²·mol−1) : H3O+ 35,0 ; HO− 19,8 ; Na+ 5,01 ; Cl− 7,63 ; Ag+ 6,19 ; NO3− 7,14. H3O+ et HO− conduisent beaucoup mieux que les autres ions. Tu peux mettre tes propres valeurs avec ✏️, ainsi que tes volumes VA et d'eau ajoutée.
- Réactions support, rapides et totales : H3O+ + HO− → 2 H2O, et Ag+ + Cl− → AgCl(s) (Ks = 1,8 × 10−10). Les concentrations sont calculées exactement dans l'animation.
- À l'équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques : cA × VA = cB × VE.
- Correction de la dilution : en traçant σ × (V0 + V) / V0, où V0 est le volume initial du bécher, on obtient des segments rigoureusement droits. Le dessin du bécher n'est pas à l'échelle des volumes.
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