QCM : Analyse physique des solutions (10 questions)

Question 1

1. Pour une solution étudiée à une longueur d’onde donnée, que caractérise l’absorbance $A_{\lambda}$ ?

La proportion de lumière transmise par la solution

La capacité de la solution à absorber une radiation de cette longueur d’onde

La quantité de soluté présente dans la solution

La longueur d’onde de la radiation incidente

Explication

L’absorbance caractérise la capacité d’une solution à absorber une radiation donnée et ne possède pas d’unité. La concentration mesure la quantité de soluté, la lumière transmise relève de la transmission et la longueur d’onde décrit la radiation.

Answer

La capacité de la solution à absorber une radiation de cette longueur d’onde

Question 2

2. Une analyste veut mesurer l’absorbance d’une solution à différentes longueurs d’onde afin d’obtenir une courbe en fonction de la lumière incidente. Quel instrument doit-elle utiliser ?

Un conductimètre

Un spectrophotomètre

Un colorimètre réglé à une seule longueur d’onde

Un thermomètre de laboratoire

Explication

Le spectrophotomètre mesure l’absorbance en fonction de la longueur d’onde et permet ainsi d’obtenir le spectre d’absorption. Le conductimètre mesure la conductance, un appareil réglé à une seule longueur d’onde ne fournit pas cette courbe et le thermomètre mesure la température.

Answer

Un spectrophotomètre

Question 3

3. Pour une solution colorée, on connaît $\varepsilon_{\lambda}=120\ \mathrm{L\,mol^{-1}\,cm^{-1}}$ , une cuve de largeur $\ell=1{,}0\ \mathrm{cm}$ et une concentration $C=0{,}020\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle absorbance prévoit la loi de Beer-Lambert ?

0{,}020

0{,}024

120

2{,}4

Explication

La loi donne $A_{\lambda}=\varepsilon_{\lambda}\times\ell\times C$ , donc $A_{\lambda}=120\times1{,}0\times0{,}020=2{,}4$ . $120$ correspond à l’omission de la concentration, tandis que $0{,}024$ omet le facteur de largeur de cuve.

Answer

Elle est multipliée par trois

Answer

La conductance

Answer

$$0{,}050\,\mathrm{S}$$

Answer

La conductivité

Answer

$$\sigma=\lambda_1[X_1]+\lambda_2[X_2]$$

Answer

La conductivité est proportionnelle à la concentration

Answer

Avant, $$\sigma=k\times C$$ ; après, $$\sigma=k\times(2C)$$

Question 4

4. Dans une expérience où $\varepsilon_{\lambda}$ et $\ell$ restent constantes, la concentration d’une solution est multipliée par trois. Comment évolue son absorbance ?

Elle est divisée par trois

Elle est multipliée par trois

Elle augmente d’une quantité fixe

Elle devient égale à la concentration

Explication

À $\varepsilon_{\lambda}$ et $\ell$ constantes, $A_{\lambda}=k\times C$ : multiplier la concentration par trois multiplie donc l’absorbance par trois. La division par trois inverse la proportionnalité, et une hausse fixe ne respecte pas cette relation.

Question 5

5. Dans une cellule contenant une solution entre deux plaques, quelle grandeur quantifie le caractère conducteur de cette portion et dépend de la cellule de mesure ?

L’intensité du courant

La résistance

La conductance

La conductivité

Explication

La conductance caractérise le pouvoir conducteur de la portion de solution comprise entre les plaques et dépend de la cellule. La conductivité caractérise la solution indépendamment de la cellule, la résistance s’oppose au courant et l’intensité mesure le courant électrique.

Question 6

6. Une portion de solution est traversée par un courant de $0{,}30\,\mathrm{A}$ sous une tension de $6{,}0\,\mathrm{V}$ . Quelle est sa conductance ?

0{,}050\,\mathrm{S}

1{,}8\,\mathrm{S}

20\,\mathrm{S}

20\,\Omega

Explication

La relation est $G=I/U$ , donc $G=0{,}30/6{,}0=0{,}050\,\mathrm{S}$ . Le rapport inversé donne la résistance, le produit ne correspond pas à la formule et $20\,\Omega$ est la valeur de la résistance.

Question 7

7. Une même solution est placée dans deux cellules de mesure de géométries différentes. Quelle grandeur reste caractéristique de la solution sans dépendre de la cellule ?

La résistance

L’intensité du courant

La conductance

La conductivité

Explication

La conductivité dépend de la nature, de la concentration et de la température de la solution, mais pas de la cellule. La conductance et la résistance dépendent de la portion mesurée et de la géométrie, tandis que l’intensité dépend du montage électrique.

Question 8

8. Un échantillon contient deux types d’ions $X_1$ et $X_2$ , de conductivités ioniques molaires $\lambda_1$ et $\lambda_2$ et de concentrations effectives $[X_1]$ et $[X_2]$ . Quelle expression permet de calculer sa conductivité ?

\sigma=\lambda_1\lambda_2([X_1]+[X_2])

\sigma=\lambda_1[X_2]+\lambda_2[X_1]

\sigma=[X_1]+[X_2]

\sigma=\lambda_1[X_1]+\lambda_2[X_2]

Explication

La conductivité est la somme des contributions de chaque ion, chacune étant le produit de sa conductivité ionique molaire par sa concentration effective. La somme non pondérée omet les conductivités ioniques, leur produit n’est pas la relation, et l’expression croisée associe chaque ion à la concentration de l’autre.

Question 9

9. Une solution contient un seul soluté ionique à une concentration de $6{,}0\times10^{-3}\ \text{mol·L}^{-1}$ . Dans les conditions décrites par la loi de Kohlrausch, quelle relation entre sa conductivité et sa concentration s’applique ?

La conductivité est indépendante de la concentration

La conductivité est proportionnelle à l’inverse de la concentration

La conductivité est proportionnelle à la concentration

La proportionnalité ne s’applique qu’avec plusieurs solutés ioniques

Explication

La loi de Kohlrausch relie proportionnellement σ et C lorsque la solution contient un seul soluté ionique et que C est inférieure à $10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}$ . L’indépendance de C supprime le lien, l’inverse de C renverse la relation, et plusieurs solutés ne satisfont pas la condition donnée.

Question 10

10. Pour une solution qui respecte les conditions de la loi de Kohlrausch, un expérimentateur double la concentration C en soluté ionique apporté. Comment exprimer la conductivité σ avant et après cette modification ?

Avant,

\sigma=k\times C

; après,

\sigma=k\times(2C)

Avant,

\sigma=k\times C

; après,

\sigma=k\times(4C^2)

Avant,

\sigma=C

; après,

\sigma=2C

Avant,

\sigma=k\times C

; après,

\sigma=k\times\sqrt{2C}

Explication

La relation de proportionnalité s’écrit $\sigma=k\times C$ ; doubler C double donc σ, à k constant. Une dépendance quadratique ou par racine remplace à tort la proportionnalité linéaire, tandis que $\sigma=C$ omet le facteur k.

QCM : Analyse physique des solutions (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Pour une solution étudiée à une longueur d’onde donnée, que caractérise l’absorbance $A_{\lambda}$ ?

2. Une analyste veut mesurer l’absorbance d’une solution à différentes longueurs d’onde afin d’obtenir une courbe en fonction de la lumière incidente. Quel instrument doit-elle utiliser ?

3. Pour une solution colorée, on connaît $\varepsilon_{\lambda}=120\ \mathrm{L\,mol^{-1}\,cm^{-1}}$ , une cuve de largeur $\ell=1{,}0\ \mathrm{cm}$ et une concentration $C=0{,}020\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle absorbance prévoit la loi de Beer-Lambert ?

4. Dans une expérience où $\varepsilon_{\lambda}$ et $\ell$ restent constantes, la concentration d’une solution est multipliée par trois. Comment évolue son absorbance ?

5. Dans une cellule contenant une solution entre deux plaques, quelle grandeur quantifie le caractère conducteur de cette portion et dépend de la cellule de mesure ?

6. Une portion de solution est traversée par un courant de $0{,}30\,\mathrm{A}$ sous une tension de $6{,}0\,\mathrm{V}$ . Quelle est sa conductance ?

7. Une même solution est placée dans deux cellules de mesure de géométries différentes. Quelle grandeur reste caractéristique de la solution sans dépendre de la cellule ?

8. Un échantillon contient deux types d’ions $X_1$ et $X_2$ , de conductivités ioniques molaires $\lambda_1$ et $\lambda_2$ et de concentrations effectives $[X_1]$ et $[X_2]$ . Quelle expression permet de calculer sa conductivité ?

9. Une solution contient un seul soluté ionique à une concentration de $6{,}0\times10^{-3}\ \text{mol·L}^{-1}$ . Dans les conditions décrites par la loi de Kohlrausch, quelle relation entre sa conductivité et sa concentration s’applique ?

10. Pour une solution qui respecte les conditions de la loi de Kohlrausch, un expérimentateur double la concentration C en soluté ionique apporté. Comment exprimer la conductivité σ avant et après cette modification ?

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QCM : Analyse physique des solutions (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Pour une solution étudiée à une longueur d’onde donnée, que caractérise l’absorbance AλA_{\lambda}Aλ​ ?

2. Une analyste veut mesurer l’absorbance d’une solution à différentes longueurs d’onde afin d’obtenir une courbe en fonction de la lumière incidente. Quel instrument doit-elle utiliser ?

4. Dans une expérience où ελ\varepsilon_{\lambda}ελ​ et ℓ\ellℓ restent constantes, la concentration d’une solution est multipliée par trois. Comment évolue son absorbance ?

5. Dans une cellule contenant une solution entre deux plaques, quelle grandeur quantifie le caractère conducteur de cette portion et dépend de la cellule de mesure ?

6. Une portion de solution est traversée par un courant de 0,30 A0{,}30\,\mathrm{A}0,30A sous une tension de 6,0 V6{,}0\,\mathrm{V}6,0V. Quelle est sa conductance ?

7. Une même solution est placée dans deux cellules de mesure de géométries différentes. Quelle grandeur reste caractéristique de la solution sans dépendre de la cellule ?

8. Un échantillon contient deux types d’ions X1X_1X1​ et X2X_2X2​, de conductivités ioniques molaires λ1\lambda_1λ1​ et λ2\lambda_2λ2​ et de concentrations effectives [X1][X_1][X1​] et [X2][X_2][X2​]. Quelle expression permet de calculer sa conductivité ?

9. Une solution contient un seul soluté ionique à une concentration de 6,0×10−3 mol⋅L−16{,}0\times10^{-3}\ \text{mol·L}^{-1}6,0×10−3 mol⋅L−1. Dans les conditions décrites par la loi de Kohlrausch, quelle relation entre sa conductivité et sa concentration s’applique ?

10. Pour une solution qui respecte les conditions de la loi de Kohlrausch, un expérimentateur double la concentration C en soluté ionique apporté. Comment exprimer la conductivité σ avant et après cette modification ?

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1. Pour une solution étudiée à une longueur d’onde donnée, que caractérise l’absorbance $A_{\lambda}$ ?

4. Dans une expérience où $\varepsilon_{\lambda}$ et $\ell$ restent constantes, la concentration d’une solution est multipliée par trois. Comment évolue son absorbance ?

6. Une portion de solution est traversée par un courant de $0{,}30\,\mathrm{A}$ sous une tension de $6{,}0\,\mathrm{V}$ . Quelle est sa conductance ?

8. Un échantillon contient deux types d’ions $X_1$ et $X_2$ , de conductivités ioniques molaires $\lambda_1$ et $\lambda_2$ et de concentrations effectives $[X_1]$ et $[X_2]$ . Quelle expression permet de calculer sa conductivité ?

9. Une solution contient un seul soluté ionique à une concentration de $6{,}0\times10^{-3}\ \text{mol·L}^{-1}$ . Dans les conditions décrites par la loi de Kohlrausch, quelle relation entre sa conductivité et sa concentration s’applique ?