Conductance de la peau et quantité de Chlorure de sodium dans la sueur

[Amenot]

Bonjour,

J'ai une question assez technique concernant un problème d'électrochimie. J'ai un appareil qui mesure la conductance de la peau en micro siemens et plus particulièrement les variations de cette conductance. Mon objectif est de savoir ce qui se passe entre les électrode de cet appareil. Il s'agit d'un bracelet disposant de 2 électrodes en platine à plat (d'un diamétre de 0.8 mm, disposées sur le bracelet, espacées de 14 mm du centre au centre). L'appareil mesure des variations de conductance allant de 0 à 100 micro siemens en envoyant un courant alternatif dans les électrodes. Les électrodes sont donc posées à plat à la surface de la peau, le courant passe de l'une à l'autre grace à l'humidité naturelle de la peau et plus particulièrement des molécules de chlorure de sodium émises par la mico sudation.

Lorsque Si je note:
G la conductance en micro siemens (donnée par l'appareil),
lambda = 12.64*10^-3 Sm^2*mol^-1 (siemens par m^2 par mol^-1) la conductivité molaire du Na Cl
L la distance entre les électrodes (14mm entre les 2 centre)
S la surface des électrodes (sachant qu'une électrode a un diametre de 0.8 mm)
c la concentration de la sueur c, mesurée en mol*L^-1

je sais que c sera donnée par la formule suivante: c=(G.L)/(lambda.S)

Cependant j'obtient une concentration, or j'aimerai savoir ce qu'il se passe au niveau du capteur précisément c'est à dire calculer combien de mol (ou plutôt micro ou milli-mol) de Na Cl sont mis en jeu lorsque, par exemple, la conductance est de 10 micro siemens ou alors lorsqu'elle passe de 10 à 20 micro siemens. En fait j'aimerai savoir combien de molécules de Na Cl (et non pas une concentration en mol par litre) sont présentes à la surface des électrode pour que l'appareil affiche G.
Est ce possible de faire ce calcul ?
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[Amenot]

Si un chimiste ou un électrochimiste pouvait me dire si le calcul est possible, je l en remercierai énormément car n'étant pas chimiste j'ai du mal à trouver ce genre d'infos

[moco]

Ta question n'a pas de sens. On ne peut pas dire qu'il y a x molécules à la surface d'une électrode. C'est quoi "à la surface d'une électrode" ? Jusqu'à quelle distance de l'électrode peut-on dire qu'une molécule NaCl est encore "en surface" ? Tout ce qu'on peut dire, c'est que dans une couche d'épaisseur donnée, il y a un certain nombre de molécules NaCl. Mais il faut définir cette épaisseur. Et ce choix est un peu arbitraire.

[Amenot]

En fait c'est pas à la surface d'une électrode c'est entre les 2 électrodes.
J'avais bien conscience qu'on pouvait dire qu'il y avait une couche d'épaisseur donnée et que le choix de cette épaisseur était arbitraire (car variable avec la quantité de sueur émise). C'est pour cette raison que je cherche une autre approche. Je ne suis pas chimiste, mais ne peut on pas utiliser les échanges électroniques entre les électrodes (platine) et les ions Na + et Cl- pour en déduire que pour une augmentation de x micro siemens, une quantité y d'ions a été utilisée?

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Si j'ai bien compris, tu cherches à savoir combien il y a de moles NaCl dans le volume compris entre les deux électrodes.
Tu parles de ta formule C = G L/Lambda S. Avec 10 microSiemens, tu dois trouver 22.1 mol/m3, donc 0.022 mole par litre.
Le volume de ta cellule se calcule en faisant le produit de la surface S = pi r^2 = 5·10^-7 m2, par la distance qui les sépare (0.014 m). Ce volume est donc 7 10^-9 m3.
Le nombre de moles qui s'y trouve est donc 22.1 mol/m3 · 7 10-9 m3 = 155 10-9 m3 = 1.55 10^-7 mol = 0.155 micromole.
Donc si tu mesures 10 microSiemens dans ta cellule, cela signifie qu'il il y a 0.155 micromole de NaCl dans la solution comprise entre les deux plaques.
Et si tu avais mesuré 20 microSiemens, la solution de ta cellule aurait contenu 0.31 micromole de NaCl

[Patzewiz]

Bonjour,

Si j'ai bien lu le message initial, les électrodes sont posées à plat sur la peau, elles ne se font pas face ce qui me parait nécessaire pour appliquer le calcul proposé par Moco. Il me parait donc totalement impossible de définir le volume de la cellule qui va varier selon l'épaisseur et l'étendue de la couche humide à la surface de la peau. Le dispositif utilisé ne permet que de mettre en évidence des variations de conductance fonction de plusieurs paramètres.

Un schéma ou une photo du dispositif permettrait d'y voir plus clair.

[Amenot]

Avec un lien montrant l appareil ca sera plus simple:


https://support.empatica.com/hc/en-u...specifications

https://www.empatica.com/e4-wristband

les électrodes sont donc attachées au bracelet à l endroit de la fermeture de façon à ce qu'une fois équipé, elles se trouvent sous le poignet. C'est donc ce qu'on voit sur les images, lorsqu'on regarde le bracelet là ou il y a les trous, tout au bout il y ales 2 petites électrodes de platines

[moco]

Il semble bien que les deux électrodes soient toutes les deux au contact avec la peau, et séparées de quelques millimètres. Dans ce cas, mon calcul du volume de solution du 1. 4. 2016 à 12 h 12 est faux. Et, comme le dit Patzewiz, le volume de solution compris entre les électrodes est impossible à définir. Donc on se trouve dans l'incapacité de calculer la quantité de sel dans la solution au contact de l'électrode. Hélas !

De toute façon, l'appareil fournit une grandeur dite "electrodermal activity" dont on ne sait pas très bien ce qu'elle signifie. Est-ce un courant ? une conductance ?

[Amenot]

Il s'agit en effet d'une conductance

[Amenot]

N'y a t il aucun espoir de pouvoir calculer le nombre de mol Na Cl dans la cellule ?
Il me semble que le calcul donné plus haut n'est pas très éloigné de la réalité. En effet, même si les électrodes sont à plat, (posées comme deux pièces de monnaie l'une à coté de l'autre sur la peau), leur forme est celle d'un conne convexe (elles ne sont pas plates) ainsi de part leur forme, la cellule a bien un volume... Est ce qu'en calculent ce volume je pourrais obtenir mon résultat ?