QCM : Acides, bases et pH (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle caractéristique indique qu’une solution est acide ?

Son pH mesure la quantité totale d’ions dissous.
Elle contient davantage d’ions oxonium H₃O⁺.
Elle contient davantage d’ions hydroxyde HO⁻.
Elle contient des concentrations égales en H₃O⁺ et HO⁻.

Elle contient davantage d’ions oxonium H₃O⁺.

Explication

Une solution est acide lorsque les ions oxonium H₃O⁺ y sont présents en quantité supérieure aux ions hydroxyde HO⁻. Une égalité entre ces concentrations caractérise une solution neutre.

2. Dans une solution neutre, comment se comparent les concentrations en ions H₃O⁺ et HO⁻ ?

Elles varient en sens opposé sans être égales.
La concentration en H₃O⁺ est supérieure.
Elles sont égales.
La concentration en HO⁻ est supérieure.

Elles sont égales.

Explication

La neutralité correspond à des concentrations égales en ions H₃O⁺ et HO⁻. Une concentration supérieure en l’un de ces ions caractérise plutôt une solution acide ou basique.

3. Dans l’eau, quel produit relie les concentrations ioniques en ions H₃O⁺ et HO⁻ ?

Leur produit vaut 10−1410^{-14}.
Leur quotient vaut 10−1410^{-14}.
Leur somme vaut 10−1410^{-14}.
Leur différence vaut 10−1410^{-14}.

Leur produit vaut $$10^{-14}$$.

Explication

Le produit des concentrations en ions H₃O⁺ et HO⁻ dans l’eau est égal à 10−1410^{-14}. Cette relation porte sur leur produit, et non sur leur somme.

4. Si la concentration en ions H₃O⁺ augmente dans l’eau, quelle relation permet de déterminer la concentration en ions HO⁻ ?

[HO−]=10−14[H3O+][\mathrm{HO^-}]=\frac{10^{-14}}{[\mathrm{H_3O^+}]}
[HO−]=10−14−[H3O+][\mathrm{HO^-}]=10^{-14}-[\mathrm{H_3O^+}]
[HO−]=10−14[H3O+][\mathrm{HO^-}]=10^{-14}[\mathrm{H_3O^+}]
[HO−]=[H3O+]10−14[\mathrm{HO^-}]=\frac{[\mathrm{H_3O^+}]}{10^{-14}}

$$[\mathrm{HO^-}]=\frac{10^{-14}}{[\mathrm{H_3O^+}]}$$

Explication

La concentration en ions HO⁻ se calcule en divisant 10−1410^{-14} par la concentration en ions H₃O⁺. Multiplier les deux concentrations par 10−1410^{-14} ne satisfait pas la relation du produit ionique de l’eau.

5. Qu’est-ce qu’un couple acide/base de Brønsted ?

Deux espèces chimiques qui possèdent le même nombre d’atomes
Deux espèces chimiques qui échangent un électron
Deux espèces chimiques qui diffèrent par un proton H⁺
Deux espèces chimiques qui diffèrent par un ion hydroxyde HO⁻

Deux espèces chimiques qui diffèrent par un proton H⁺

Explication

Un couple acide/base de Brønsted réunit deux espèces dont l’une se transforme en l’autre par perte ou gain d’un proton H⁺. Une différence portant sur un ion hydroxyde ne définit pas ce type de couple.

6. Dans la réaction CH3COOH+H2O→CH3COO−+H3O+\mathrm{CH_3COOH + H_2O \rightarrow CH_3COO^- + H_3O^+}, quel rôle joue l’eau ?

Elle capte un proton et agit comme une base.
Elle devient la base conjuguée de l’acide éthanoïque.
Elle accepte un ion hydroxyde et forme de l’ammoniac.
Elle cède un proton et agit comme un acide.

Elle capte un proton et agit comme une base.

Explication

L’eau capte le proton cédé par l’acide éthanoïque et joue donc le rôle de base. L’acide éthanoïque, et non l’eau, cède le proton dans cette réaction.

7. Dans une réaction acide-base, à quoi sert le repérage de l’espèce qui perd un proton H⁺ ?

À comparer les concentrations des ions présents
À identifier l’acide qui cède ce proton
À déterminer quelle espèce forme des ions HO⁻
À identifier la base qui capte ce proton

À identifier l’acide qui cède ce proton

Explication

L’espèce qui perd H⁺ est l’acide, car elle cède le proton au cours du transfert. L’espèce qui gagne H⁺ est la base, et non l’acide recherché ici.

8. Comment le pH distingue-t-il une solution acide d’une solution basique ?

Une solution acide a un pH supérieur à 7, tandis qu’une solution basique a un pH inférieur à 7.
Une solution acide a un pH inférieur à 7, tandis qu’une solution basique a un pH égal à 7.
Une solution acide a un pH inférieur à 7, tandis qu’une solution basique a un pH supérieur à 7.
Une solution acide a un pH égal à 7, tandis qu’une solution basique a un pH supérieur à 7.

Une solution acide a un pH inférieur à 7, tandis qu’une solution basique a un pH supérieur à 7.

Explication

Le pH est inférieur à 7 pour une solution acide et supérieur à 7 pour une solution basique. Un pH égal à 7 caractérise une solution neutre, et non une solution acide ou basique.

9. Si la concentration en ions H₃O⁺ dans l’eau est multipliée par 10, quel effet cela a-t-il sur la concentration en ions HO⁻ ?

Elle est divisée par 10, afin que le produit des deux concentrations reste égal à 10−1410^{-14}.
Elle est divisée par 100, car le produit des concentrations diminue avec l’acidité.
Elle reste inchangée, puisque le produit ionique ne dépend que de la température.
Elle est multipliée par 10, car les deux concentrations varient dans le même sens.

Elle est divisée par 10, afin que le produit des deux concentrations reste égal à $$10^{-14}$$.

Explication

Le produit [H3O+][HO−][\mathrm{H_3O^+}][\mathrm{HO^-}] reste égal à 10−1410^{-14}, donc une multiplication par 10 de la première concentration impose une division par 10 de la seconde. Une variation dans le même sens modifierait le produit ionique au lieu de le conserver.

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Quand une solution est-elle acide ?

Lorsqu’elle contient davantage d’ions H3O+\mathrm{H_3O^+}.

Quand une solution est-elle basique ?

Lorsqu’elle contient davantage d’ions HO−\mathrm{HO^-}.

Quel produit relie les concentrations de H₃O⁺ et HO⁻ dans l’eau ?

[H3O+][HO−]=10−14[\mathrm{H_3O^+}][\mathrm{HO^-}]=10^{-14}

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