La conductivité des solutions ioniques

Une solution ionique est un liquide qui contient des ions, souvent obtenus en dissolvant un solide ionique comme le sel dans l'eau. Lors de la dissolution, le chlorure de sodium se sépare en ions sodium Na+ et ions chlorure Cl-. Ces ions sont chargés électriquement et peuvent se déplacer dans l'eau. Une solution de sucre, elle, contient des molécules neutres et très peu d'ions. C'est pour cela que l'eau salée peut conduire le courant alors que l'eau sucrée conduit très mal.

Pour tester la conductivité, on réalise un circuit avec un générateur basse tension, une lampe ou un ampèremètre, et deux électrodes plongées dans la solution. Si la lampe brille ou si l'ampèremètre indique une intensité, un courant circule dans le liquide. Le circuit doit être fermé : le courant passe du générateur aux électrodes, puis dans la solution. On compare toujours les solutions avec le même montage et la même tension pour que le test soit équitable. On ne réalise jamais ce test avec le secteur 230 V.

Dans la solution, les ions se déplacent entre les électrodes : les ions positifs vont vers l'électrode négative et les ions négatifs vers l'électrode positive. Ce déplacement ordonné de charges crée un courant électrique dans le liquide. Plus les ions sont nombreux et mobiles, plus la solution conduit facilement. L'eau pure contient très peu d'ions, donc elle conduit très faiblement. Une solution ionique est donc un conducteur électrique liquide.

La conductance G mesure la capacité d'une solution à conduire le courant ; elle se calcule avec G = I/U, où I est l'intensité en ampères et U la tension en volts. Plus G est grande, plus la solution est conductrice. La conductivité dépend de la quantité d'ions, de leur nature et de la température. Pour comparer deux solutions, on utilise des solutions de même volume et une tension faible identique. La sécurité est essentielle : on n'utilise jamais le secteur pour tester une solution.