Les mesures de conductivité dans des liquides peuvent être effectuées grâce à des électrodes ou à une sonde à induction. La méthode de mesure de conductivité par électrodes est la plus ancienne, et encore largement utilisée.
Comment mesurer la conductivité ? La conductivité se mesure en appliquant un courant électrique alternatif (I) à deux électrodes immergées dans une solution et en mesurant la tension (V) qui en résulte.
La conductivité σ est une grandeur qui mesure la capacité d'une solution ionique à conduire le courant, elle dépend de la concentration en quantité de matière C de la solution. La conductance G se mesure à l'aide d'un conductimètre, elle est proportionnelle à la conductivité σ : G = k' × C.
Un conductimètre est un appareil permettant de mesurer la conductivité d'une solution. Il est constitué de deux parties : un boîtier électronique qui affiche la valeur de la conductivité et d'une cellule qui mesure cette valeur.
La conductivité de l'eau se mesure très facilement avec un conductimètre aussi appelé testeur TDS. Ce testeur mesure la conductivité et la retranscrit en PPM (parties par millions ou mg/l). 1 PPM = 1 µS/cm. Une eau idéale pour la boisson doit avoir une TDS comprise entre 10 et 100 PPM.
La mesure de conductivité est un procédé simple à mettre en œuvre pour déterminer et surveiller la concentration totale en sels dans les eaux. On la rencontre dans de nombreux domaines d'analyses industrielles et de l'environnement.
Mesure et unité
La conductivité électrique est définie en siemens par mètre (S.m-1). Il s'agit du rapport de la densité de courant par l'amplitude du champ électrique.
Le principe de la conductimétrie est : mesurer la conductance électrique de la variation de concentration de l'électrolyte ; Tracer une courbe représentant G en fonction du volume du titrant ; Variation de la pente pour trouver la concentration en quantité.
Quel est l'énoncé de la loi de Kohlrausch ? La conductivité \sigma d'une solution est égale à la somme des contributions de chaque ion. La conductivité \sigma d'une solution est égale au produit des contributions de chaque ion.
La mesure est effectuée grâce à la conduction thermique opérée entre les deux plaques. Installée entre deux échantillons de matériau, une sonde Hot Disk produit à la fois de la chaleur pendant un temps donné et mesure la température.
Du fait que le courant électrique est transporté par les ions de la solution, la conductivité augmente lorsque la concentration des ions augmente.
Plonger la sonde dans la solution dont on veut mesure la conductivité. Attendre la stabilité(quelques secondes). Lorsque la lecture est terminée, rincer la sonde et la plonger dans la solution d'eau. Remarque : Lorsque plusieurs mesures se suivent, on commencera si possible par la solution la plus diluée.
L'étalonnage de vos instruments de mesure permet de les raccorder au système d'unités international et d'assurer la traçabilité de vos mesures. Cette démarche permet de répondre aux exigences de votre système qualité.
La conductivité d'une solution étant directement liée à sa concentration en divers éléments (en particulier les minéraux), l'utilisation d'un conductimètre permet de renseigner sur la composition du fluide.
La capacité de l'eau à conduire un courant électrique. L'eau potable a généralement une conductivité d'environ 500 µS/cm, mais elle varie considérablement. Le perméat RO a généralement une conductivité inférieure à 20 µS/cm.
La conductivité molaire d'une solution est le rapport entre la conductivité et la concentration des ions qu'elle contient. Λ ne dépend pas de la concentration mais seulement de la température et de la nature des ions. On peut établir pour chaque ion, une conductivité molaire ionique λ.
La conductivité fluctue souvent de façon saisonnière. Lorsque l'eau se réchauffe, la conductivité augmente. De plus, si les lacs ne reçoivent pas assez de pluie ou d'eau de ruisseau, la conductivité augmente. Cela est dû au fait que l'évaporation enlève l'eau mais pas les sels.
La mesure des températures sur les deux faces de chaque échantillon, une fois le régime permanent atteint, permet alors de calculer la conductivité thermique (λ) et d'en déduire la résistance thermique (R) — R=e/λ avec e l'épaisseur de l'échantillon mesuré.
Pour des espèces chimiques ioniques qui résultent par exemple de la dissolution d'un solide ionique, la loi de Kohlrausch montre que la conductivité σ (en S·m–1) de la solution est proportionnelle à la concentration en quantité de matière C du solide ionique dissous : σ = k × C.
La loi de Beer-Lambert donne la relation entre l'absorbance A et la concentration C : A = ε l C. Pour déterminer la concentration d'une solution inconnue, on peut réaliser une échelle de teinte ou réaliser une courbe d'étalonnage.
La loi de Beer-lambert s'applique pour des radiations monochromatiques et sa validité est bonne losqu'on travaille avec des solutions diluées (la loi est une loi limite à "dilution infinie et interactions nulles").
La loi de Beer-Lambert n'est cependant valable que sous certaines conditions. La lumière doit être monochromatique, la concentration des solutions doit être faible (de l'ordre de ), les solutions doivent être homogènes et le soluté ne doit pas réagir sous l'action de la lumière incidente.