QCM : Acides, pH et dosages chimiques (33 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle propriété définit un acide de Brønsted ?

Il libère des ions hydroxyde en solution aqueuse.
Il colore le tournesol en bleu.
Il peut capter un proton H⁺.
Il peut céder un proton H⁺.

Il peut céder un proton H⁺.

Explication

Un acide de Brønsted est une espèce capable de céder un proton H⁺. Capter ce proton caractérise une base de Brønsted, et non un acide.

2. Dans le modèle de Brønsted, comment une base se comporte-t-elle lors d’une transformation acide-base ?

Elle libère des ions hydroxyde en solution aqueuse.
Elle colore le tournesol en rouge.
Elle capte un proton H⁺.
Elle cède un proton H⁺.

Elle capte un proton H⁺.

Explication

Une base de Brønsted est une espèce chimique capable de capter un proton H⁺. La cession d’un proton correspond au comportement d’un acide de Brønsted.

3. Dans le couple acide-base AH/A⁻, quel rôle joue l’espèce AH lors de la perte d’un proton ?

Elle joue le rôle d’acide et cède H⁺.
Elle reste inchangée pendant le transfert.
Elle devient l’ion hydroxyde en gagnant H⁺.
Elle joue le rôle de base et capte H⁺.

Elle joue le rôle d’acide et cède H⁺.

Explication

Dans le couple AH/A⁻, AH est l’acide conjugué qui peut céder un proton pour former A⁻. A⁻ est la base du couple et peut capter un proton.

4. Quelle écriture représente la demi-équation du couple AH/A⁻ en tenant compte de la réversibilité de la transformation ?

A−=AH+H+\mathrm{A^- = AH + H^+}
AH+A−=H+\mathrm{AH + A^- = H^+}
AH=A−+H+\mathrm{AH = A^- + H^+}
AH+H+=A−\mathrm{AH + H^+ = A^-}

$$\mathrm{AH = A^- + H^+}$$

Explication

La demi-équation s’écrit AH=A−+H+\mathrm{AH = A^- + H^+}, et le signe égal indique que la transformation peut avoir lieu dans les deux sens. L’écriture A−=AH+H+\mathrm{A^- = AH + H^+} ne respecte pas la composition du couple lors du transfert de proton.

5. Dans le couple H₂O/HO⁻, quelle espèce est l’acide et quelle espèce est sa base conjuguée ?

H₂O est l’acide et HO⁻ est sa base conjuguée.
H₂O est la base et H₃O⁺ est son acide conjugué.
HO⁻ est la base et H₃O⁺ est son acide conjugué.
HO⁻ est l’acide et H₂O est sa base conjuguée.

H₂O est l’acide et HO⁻ est sa base conjuguée.

Explication

Dans H₂O/HO⁻, l’eau cède un proton pour former l’ion hydroxyde, qui est sa base conjuguée. L’ion oxonium appartient à l’autre couple impliquant l’eau.

6. Dans le couple H₃O⁺/H₂O, quel rôle l’eau joue-t-elle ?

Elle est l’acide dont la base conjuguée est H₃O⁺.
Elle est l’acide dont la base conjuguée est HO⁻.
Elle est la base dont l’acide conjugué est H₃O⁺.
Elle est la base dont l’acide conjugué est HO⁻.

Elle est la base dont l’acide conjugué est H₃O⁺.

Explication

Dans le couple H₃O⁺/H₂O, l’eau capte un proton et constitue la base, tandis que H₃O⁺ est son acide conjugué. HO⁻ est associé à l’eau dans le couple H₂O/HO⁻, pas dans celui-ci.

7. Quel transfert caractérise une réaction acide-base entre deux couples différents ?

Un ion hydroxyde passe de la base d’un couple à l’acide de l’autre.
Un électron passe de l’acide d’un couple à la base de l’autre.
Un proton passe de la base d’un couple à l’acide de l’autre.
Un proton passe de l’acide d’un couple à la base de l’autre.

Un proton passe de l’acide d’un couple à la base de l’autre.

Explication

Une réaction acide-base met en jeu deux couples différents et transfère un proton de l’acide de l’un vers la base de l’autre. Le transfert d’un ion hydroxyde ne décrit pas le mécanisme général défini ici.

8. Pour les couples AH/A⁻ et B⁻/BH, quelle équation traduit le transfert d’un proton de AH vers B⁻ ?

A−+BH→AH+B−\mathrm{A^- + BH \rightarrow AH + B^-}
A−+B−→AH+BH\mathrm{A^- + B^- \rightarrow AH + BH}
AH+BH→A−+B−\mathrm{AH + BH \rightarrow A^- + B^-}
AH+B−→A−+BH\mathrm{AH + B^- \rightarrow A^- + BH}

$$\mathrm{AH + B^- \rightarrow A^- + BH}$$

Explication

AH cède H⁺ et devient A⁻, tandis que B⁻ capte H⁺ et devient BH, d’où AH+B−→A−+BH\mathrm{AH + B^- \rightarrow A^- + BH}. L’équation AH+BH→A−+B−\mathrm{AH + BH \rightarrow A^- + B^-} ferait céder un proton à BH au lieu de le faire capter par B⁻.

9. Que devient un acide carboxylique R−COOH\mathrm{R{-}COOH} lorsqu’il cède le proton de sa fonction carboxyle ?

Il forme un ion alkylammonium en protonant un atome d’azote.
Il forme un ion carboxylate en captant un proton supplémentaire.
Il devient une molécule R−COOH2+\mathrm{R{-}COOH_2^+} en captant un proton.
Il forme un ion carboxylate R−COO−\mathrm{R{-}COO^-}, sa base conjuguée.

Il forme un ion carboxylate $$\mathrm{R{-}COO^-}$$, sa base conjuguée.

Explication

La perte du proton de la fonction carboxyle transforme R−COOH\mathrm{R{-}COOH} en R−COO−\mathrm{R{-}COO^-}, qui est sa base conjuguée. L’ion alkylammonium est associé à la protonation d’une amine, et non à la déprotonation d’un acide carboxylique.

10. Pourquoi une amine peut-elle agir comme une base de Brønsted ?

Son groupe fonctionnel libère un proton en formant un ion carboxylate.
Son atome d’azote cède un proton grâce à son doublet non liant.
Son groupe fonctionnel absorbe un proton en formant un ion carboxylate.
Son atome d’azote possède un doublet non liant qui peut capter un proton.

Son atome d’azote possède un doublet non liant qui peut capter un proton.

Explication

Le doublet non liant de l’azote peut se lier à un proton H+\mathrm{H^+}, ce qui caractérise le comportement basique de l’amine. La formation d’un ion carboxylate relève de la perte d’un proton par un acide carboxylique.

11. Quelle grandeur permet de caractériser si une solution aqueuse est acide, basique ou neutre, sans posséder d’unité ?

La conductivité électrique.
La concentration en ions oxonium.
Le pH.
La concentration en ions hydroxyde.

Le pH.

Explication

Le pH est une grandeur sans unité qui caractérise le caractère acide, basique ou neutre d’une solution aqueuse. La concentration en ions oxonium est liée à cette caractérisation, mais elle possède une unité de concentration.

12. Une solution assez peu concentrée a un pH de 3. Quelle expression permet d’en déduire sa concentration en ions oxonium ?

[H3O+]=c0 10−3\mathrm{[H_3O^+] = c^0\,10^{-3}}
[H3O+]=c03\mathrm{[H_3O^+] = \frac{c^0}{3}}
[H3O+]=3c0\mathrm{[H_3O^+] = 3c^0}
[H3O+]=c0 103\mathrm{[H_3O^+] = c^0\,10^{3}}

$$\mathrm{[H_3O^+] = c^0\,10^{-3}}$$

Explication

La concentration se calcule par [H3O+]=c0 10−pH\mathrm{[H_3O^+] = c^0\,10^{-pH}} ; pour un pH égal à 3, l’exposant est donc −3-3. L’expression avec 10310^3 inverse le signe de l’exposant et donnerait une dépendance contraire au pH.

13. Pour estimer rapidement l’ordre de grandeur du pH d’une solution, quel instrument convient le mieux ?

Le pH-mètre, qui fournit une estimation de l’ordre de grandeur.
Le papier pH, qui permet une estimation de l’ordre de grandeur.
Le thermomètre, qui détermine le pH à partir de la température.
Le spectrophotomètre, qui mesure directement le pH avec précision.

Le papier pH, qui permet une estimation de l’ordre de grandeur.

Explication

Le papier pH sert à estimer l’ordre de grandeur du pH, tandis que le pH-mètre fournit une mesure plus précise. Un spectrophotomètre mesure l’absorbance, et non le pH.

14. Quelle propriété mesure l’absorbance AA d’une solution avec un spectrophotomètre UV-visible ?

La longueur d’onde émise par la solution lorsqu’elle est éclairée.
La capacité de la solution à transmettre une radiation infrarouge.
La capacité de la solution à absorber une radiation lumineuse.
La concentration de la solution indépendamment de toute radiation.

La capacité de la solution à absorber une radiation lumineuse.

Explication

L’absorbance, sans unité, caractérise la capacité d’une solution à absorber une radiation lumineuse et se mesure avec un spectrophotomètre UV-visible. La transmittance infrarouge est une grandeur représentée dans un spectre IR, et non la définition de l’absorbance UV-visible.

15. Une solution colorée absorbe principalement des radiations vertes : quelle couleur observe-t-on ?

La couleur des radiations qu’elle transmet le moins.
La même couleur que les radiations principalement absorbées.
La couleur complémentaire des radiations absorbées.
Une couleur déterminée par son spectre infrarouge.

La couleur complémentaire des radiations absorbées.

Explication

La couleur observée d’une solution colorée est complémentaire de celle des radiations qu’elle absorbe. Elle n’apparaît donc pas verte simplement parce qu’elle absorbe principalement le vert.

16. Que représente un spectre infrarouge d’une molécule organique ?

L’absorbance AA en fonction de la longueur d’onde λ\lambda, lors de l’absorption infrarouge qui fait vibrer les liaisons.
L’absorbance AA en fonction du nombre d’onde σ\sigma, lors de l’émission infrarouge qui fait vibrer les liaisons.
La transmittance TT en fonction de la longueur d’onde λ\lambda, lors de l’absorption infrarouge qui fait vibrer les liaisons.
La transmittance TT en fonction du nombre d’onde σ\sigma, lors de l’absorption infrarouge qui fait vibrer les liaisons.

La transmittance $$T$$ en fonction du nombre d’onde $$\sigma$$, lors de l’absorption infrarouge qui fait vibrer les liaisons.

Explication

En spectroscopie IR, les liaisons absorbent des rayonnements infrarouges pour vibrer, et le spectre représente TT en fonction du nombre d’onde σ\sigma. La représentation de l’absorbance en fonction de la longueur d’onde correspond plutôt à un spectre d’absorption UV-visible.

17. Une cellule de conductimétrie présente une résistance de 25 Ω. Quelle relation permet de déterminer sa conductance ?

La conductance est l’inverse de la résistance, soit 1/25 S.
La conductance est la moitié de la résistance, soit 12,5 S.
La conductance est le carré de la résistance, soit 625 S.
La conductance est égale à la résistance, soit 25 S.

La conductance est l’inverse de la résistance, soit 1/25 S.

Explication

La conductance est définie comme l’inverse de la résistance, donc elle vaut 1/25 S dans ce cas. La valeur de 25 S confond la conductance avec la résistance, alors que leurs relations sont inverses.

18. On augmente la distance entre les électrodes d’une cellule sans modifier la solution, sa surface immergée ni la température. Quelle grandeur change directement en raison de la géométrie ?

La conductivité de la solution, qui dépend de la distance entre les électrodes.
La concentration des ions, qui dépend de l’écartement des électrodes.
La conductance de la cellule, qui dépend de la distance entre les électrodes.
La conductivité molaire ionique, qui dépend de l’aire des électrodes.

La conductance de la cellule, qui dépend de la distance entre les électrodes.

Explication

La conductance dépend de la géométrie de la cellule, notamment de la distance entre les électrodes, tandis que la conductivité caractérise la solution. La conductivité ne change donc pas simplement parce que l’écartement des électrodes varie.

19. Pour une solution suffisamment peu concentrée contenant plusieurs ions, comment la loi de Kohlrausch relie-t-elle la conductivité à leur présence ?

Elle relie la conductivité à la somme des résistances électriques des ions.
Elle additionne, pour chaque ion, sa conductivité molaire ionique multipliée par sa concentration effective.
Elle soustrait les contributions des ions positifs de celles des ions négatifs.
Elle multiplie la concentration totale par la conductivité molaire ionique du solvant.

Elle additionne, pour chaque ion, sa conductivité molaire ionique multipliée par sa concentration effective.

Explication

La loi de Kohlrausch exprime la conductivité comme la somme des contributions de chaque ion, chacune étant le produit de sa conductivité molaire ionique par sa concentration effective. La concentration totale multipliée par une propriété du solvant ne représente pas cette somme ion par ion.

20. Une solution diluée contient les ions A et B. Quelle expression applique la loi de Kohlrausch à sa conductivité ?

σ=λ(A)[B]+λ(B)[A]\sigma = \lambda(A)[B] + \lambda(B)[A]
σ=λ(A)[A]+λ(B)[B]\sigma = \frac{\lambda(A)}{[A]} + \frac{\lambda(B)}{[B]}
σ=λ(A)+λ(B)+[A]+[B]\sigma = \lambda(A) + \lambda(B) + [A] + [B]
σ=λ(A)[A]+λ(B)[B]\sigma = \lambda(A)[A] + \lambda(B)[B]

$$\sigma = \lambda(A)[A] + \lambda(B)[B]$$

Explication

La loi additionne les produits de la conductivité molaire ionique de chaque ion par sa propre concentration. L’expression qui associe chaque conductivité molaire à la concentration de l’autre ion ne respecte pas ces contributions.

21. Quelle hypothèse caractérise le modèle du gaz parfait à propos des molécules ?

Elles sont considérées comme ponctuelles et leurs interactions comme négligeables.
Elles possèdent un volume important et s’attirent fortement à distance.
Elles se repoussent fortement et occupent tout le volume du récipient.
Elles restent immobiles et exercent une pression par leur poids.

Elles sont considérées comme ponctuelles et leurs interactions comme négligeables.

Explication

Le modèle du gaz parfait suppose que les molécules sont ponctuelles et que toutes leurs interactions sont négligeables. Des interactions fortes et un volume moléculaire important correspondent à des effets que ce modèle idéal ne retient pas.

22. Pour calculer l’état d’un gaz parfait à partir de la quantité de matière, de la température, du volume et de la pression, quelle équation faut-il utiliser ?

PV=nTRPV = \frac{nT}{R}
P+V=nRTP + V = nRT
PV=nRTPV = nRT
PT=nRVPT = nRV

$$PV = nRT$$

Explication

L’équation d’état du gaz parfait est PV=nRTPV = nRT, où RR vaut 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. La relation PV=nTRPV = \frac{nT}{R} place la constante des gaz au mauvais endroit.

23. Un laboratoire mesure une grandeur physique liée à la concentration d’une espèce pour trouver la concentration d’un échantillon inconnu. De quel type de dosage s’agit-il ?

D’une séparation chromatographique, fondée sur la migration des constituants.
D’un dosage par étalonnage, fondé sur une grandeur physique dépendant de la concentration.
D’un dosage par titrage, fondé sur l’ajout d’un réactif jusqu’à l’équivalence.
D’une mesure gravimétrique, fondée sur la masse d’un précipité formé.

D’un dosage par étalonnage, fondé sur une grandeur physique dépendant de la concentration.

Explication

Un dosage par étalonnage déduit la concentration inconnue à partir d’une grandeur physique qui dépend de la concentration de l’espèce en solution. Un titrage repose plutôt sur une réaction avec un réactif et le repérage d’une équivalence.

24. Lors d’un dosage par étalonnage, quelle démarche permet d’obtenir graphiquement la concentration d’un échantillon inconnu ?

Préparer des étalons qui l’encadrent, mesurer leur grandeur, tracer et modéliser la courbe, puis mesurer l’inconnu et lire sa concentration.
Mesurer l’inconnu avant de préparer les étalons, ajuster ensuite leurs concentrations et retenir la valeur la plus proche.
Tracer la grandeur en fonction du temps pour les étalons, puis déduire la concentration de l’inconnu de la pente temporelle.
Préparer un étalon de concentration identique à l’inconnu, mesurer les deux, puis calculer leur différence sans tracer de courbe.

Préparer des étalons qui l’encadrent, mesurer leur grandeur, tracer et modéliser la courbe, puis mesurer l’inconnu et lire sa concentration.

Explication

La méthode consiste à préparer des étalons encadrant la concentration recherchée, à mesurer et modéliser la relation entre la grandeur et la concentration, puis à utiliser la mesure de l’inconnu pour lire sa concentration. Se limiter à comparer l’inconnu à un étalon sans construire la relation d’étalonnage ne suit pas cette démarche.

25. Que représente le titre massique d’une solution ?

Le rapport de la masse de soluté à la masse de solution, exprimé en pourcentage
Le rapport de la masse de solution à la masse de soluté, exprimé en pourcentage
Le rapport de la masse de soluté au volume de solution, exprimé en grammes par litre
Le rapport du volume de soluté à celui de la solution, exprimé en pourcentage

Le rapport de la masse de soluté à la masse de solution, exprimé en pourcentage

Explication

Le titre massique compare la masse de soluté à la masse totale de solution et s’exprime en pourcentage. Le rapport à un volume correspond à une concentration en masse, et non au titre massique.

26. Quelle succession d’étapes permet de préparer correctement une solution diluée dans une fiole jaugée ?

Prélever la solution mère, la transférer dans la fiole, compléter au trait puis ajouter l’eau distillée
Remplir la fiole d’eau, verser la solution mère jusqu’au trait puis homogénéiser sans compléter
Prélever la solution mère, la transférer dans la fiole, ajouter de l’eau distillée, compléter au trait puis homogénéiser
Prélever la solution mère, la mélanger à l’eau dans un bécher puis transvaser sans ajuster le volume

Prélever la solution mère, la transférer dans la fiole, ajouter de l’eau distillée, compléter au trait puis homogénéiser

Explication

La solution mère est transférée dans la fiole jaugée, puis de l’eau distillée est ajoutée avant l’ajustement au trait et l’homogénéisation. Ajuster le volume avant d’ajouter l’eau ne permet pas d’obtenir le volume final souhaité.

27. Lors d’une dilution, quelle relation relie les concentrations et les volumes de la solution mère et de la solution fille ?

CmeˋreVmeˋre=CfilleVfille\frac{C_{mère}}{V_{mère}}=\frac{C_{fille}}{V_{fille}}
Cmeˋre+Vmeˋre=Cfille+VfilleC_{mère}+V_{mère}=C_{fille}+V_{fille}
CmeˋreVmeˋre=CfilleVfilleC_{mère}V_{mère}=C_{fille}V_{fille}
CmeˋreVfille=CfilleVmeˋreC_{mère}V_{fille}=C_{fille}V_{mère}

$$C_{mère}V_{mère}=C_{fille}V_{fille}$$

Explication

La quantité de soluté prélevée dans la solution mère est conservée dans la solution fille, d’où l’égalité des produits concentration-volume. L’égalité des rapports concentration-volume ne traduit pas cette conservation.

28. Quel est l’objectif d’un titrage d’une solution aqueuse ?

Déterminer avec précision la quantité de matière ou la concentration d’une espèce dissoute
Mesurer directement le volume total de solvant contenu dans la solution
Identifier toutes les espèces dissoutes sans mesurer leur quantité
Séparer physiquement l’espèce dissoute du solvant pour la récupérer

Déterminer avec précision la quantité de matière ou la concentration d’une espèce dissoute

Explication

Un titrage sert à déterminer avec précision la quantité de matière ou la concentration d’une espèce dissoute. Il ne consiste pas à séparer cette espèce du solvant.

29. Quelles propriétés doit posséder la réaction support d’un titrage ?

Elle doit être rapide, partielle et produire un précipité
Elle doit être unique, lente et limitée par un équilibre
Elle doit être unique, rapide et totale
Elle doit être lente, réversible et accompagnée d’un changement de couleur

Elle doit être unique, rapide et totale

Explication

La réaction support d’un titrage doit être unique, rapide et totale afin de relier précisément les quantités de réactifs mises en jeu. Une réaction partielle ne satisfait pas l’exigence de transformation totale.

30. Dans un titrage, où place-t-on le réactif de concentration connue et où place-t-on celui dont la concentration est recherchée ?

Le réactif recherché est dans la burette et le réactif connu dans un bécher ou un erlenmeyer
Les deux réactifs sont placés dans la burette, à des hauteurs différentes
Les deux réactifs sont placés dans un erlenmeyer avant le début du titrage
Le réactif connu est dans la burette et le réactif recherché dans un bécher ou un erlenmeyer

Le réactif connu est dans la burette et le réactif recherché dans un bécher ou un erlenmeyer

Explication

Le titrant, dont la concentration est connue, est délivré depuis la burette, tandis que la solution contenant le réactif titré se trouve dans un bécher ou un erlenmeyer. Inverser ces positions confond le rôle du titrant et celui du réactif analysé.

31. Que caractérise l’équivalence au cours d’un titrage ?

Le moment où la quantité de titrant ajoutée est égale en volume à celle du réactif titré
Le moment où le titrant et le réactif titré ont réagi en proportions stœchiométriques et où le réactif limitant change
Le moment où le titrant commence à réagir avec le réactif titré, quelle que soit leur proportion
Le moment où le réactif titré est présent en excès et où le réactif limitant reste inchangé

Le moment où le titrant et le réactif titré ont réagi en proportions stœchiométriques et où le réactif limitant change

Explication

À l’équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques et le réactif limitant change. L’égalité des volumes n’est pas le critère général, car les concentrations et les coefficients stœchiométriques interviennent.

32. Lors d’un titrage pH-métrique, quel signal expérimental permet de repérer l’équivalence ?

Un maximum de température observé après l’ajout du titrant
Un changement de couleur observé sans suivre le pH
Un saut de pH lorsque le titrant est ajouté
Un changement brutal de pente de la conductivité lorsque le titrant est ajouté

Un saut de pH lorsque le titrant est ajouté

Explication

En titrage pH-métrique, on suit le pH pendant l’ajout du titrant et l’équivalence se manifeste par un saut de pH. Le changement brutal de pente de la conductivité caractérise plutôt le repérage conductimétrique.

33. Lors d’un titrage conductimétrique, quel indice permet de repérer l’équivalence ?

Un saut de pH en fonction du volume de titrant ajouté
Un changement brutal de pente de la conductivité en fonction du volume de titrant ajouté
Une apparition de couleur au moment où le réactif titré disparaît
Un maximum de la dérivée du pH par rapport au volume de titrant ajouté

Un changement brutal de pente de la conductivité en fonction du volume de titrant ajouté

Explication

Le titrage conductimétrique suit l’évolution de la conductivité lors de l’ajout du titrant, et l’équivalence se repère par un changement brutal de pente. Le saut de pH est le signal associé au suivi pH-métrique.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 85 flashcards sur Acides, pH et dosages chimiques.

Selon Johannes Brönsted en 1923, qu’est-ce qu’un acide ?

Une espèce chimique capable de céder un proton H⁺.

Selon Johannes Brönsted en 1923, qu’est-ce qu’une base ?

Une espèce chimique capable de capter un proton H⁺.

Que réunit un couple acide-base ?

Deux espèces conjuguées qui se transforment l’une en l’autre par perte ou gain d’un proton.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Acides, pH et dosages chimiques.

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