QCM : Analyses physiques en solution (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans quel intervalle de longueurs d’onde se situent les rayonnements utilisés en spectroscopie UV-visible ?

Entre 2 000 et 10 000 nm
Entre 100 et 800 nm
Entre 800 et 2 000 nm
Entre 10 et 100 nm

Entre 100 et 800 nm

Explication

La spectroscopie UV-visible utilise des rayonnements dont les longueurs d’onde sont comprises entre 100 et 800 nm. L’intervalle de 800 à 2 000 nm se situe au-delà de la limite supérieure indiquée.

2. Pour déterminer si un groupe caractéristique est présent à partir d’un spectre IR, quelle démarche convient-il d’appliquer ?

Repérer les raies d’émission afin de déterminer les longueurs d’onde émises par chaque liaison.
Lire les valeurs de transmittance afin de calculer directement la concentration de chaque groupe.
Repérer les bandes d’absorption afin d’identifier des liaisons et d’en déduire les groupes présents.
Comparer les maxima d’absorbance selon la longueur d’onde afin de déterminer la couleur observée.

Repérer les bandes d’absorption afin d’identifier des liaisons et d’en déduire les groupes présents.

Explication

L’interprétation d’un spectre IR consiste à repérer ses bandes d’absorption, qui permettent d’identifier des liaisons puis d’en déduire des groupes caractéristiques. L’analyse des maxima d’absorbance selon la longueur d’onde correspond plutôt à une représentation UV-visible et ne suit pas la démarche demandée.

3. Pourquoi les spectroscopies UV-visible et infrarouge apportent-elles des informations différentes sur une substance ?

Elles utilisent des rayonnements de longueurs d’onde différentes et sondent des propriétés distinctes.
L’UV-visible identifie les liaisons, tandis que l’infrarouge renseigne sur la couleur.
L’infrarouge mesure l’absorbance visible, tandis que l’UV-visible identifie les groupes caractéristiques.
Elles utilisent les mêmes longueurs d’onde, mais mesurent des concentrations différentes.

Elles utilisent des rayonnements de longueurs d’onde différentes et sondent des propriétés distinctes.

Explication

Ces méthodes exploitent des domaines de longueurs d’onde différents et fournissent donc des informations distinctes. L’inversion des rôles entre couleur et identification des liaisons confond les informations typiquement apportées par chacune.

4. Sur quel phénomène repose l’identification d’une substance par analyse spectroscopique ?

La réflexion de la lumière visible sur la surface de la substance
L’absorption de certains rayonnements par la substance étudiée
L’émission de rayonnements thermiques par la substance chauffée
La diffusion de toutes les longueurs d’onde par la substance étudiée

L’absorption de certains rayonnements par la substance étudiée

Explication

L’analyse spectroscopique identifie une substance en étudiant les rayonnements qu’elle absorbe. L’émission thermique peut être étudiée par d’autres méthodes, mais elle ne correspond pas au principe décrit ici.

5. Que désigne le coefficient d’absorption molaire ελ\varepsilon_\lambda dans la loi de Beer-Lambert ?

La proportion de lumière incidente transmise par la solution
La concentration de l’espèce absorbante dans la solution étudiée
La capacité de l’espèce absorbante à absorber la lumière à la longueur d’onde considérée
L’épaisseur de solution traversée par le rayonnement dans la cuve

La capacité de l’espèce absorbante à absorber la lumière à la longueur d’onde considérée

Explication

Ce coefficient caractérise l’absorption de l’espèce à la longueur d’onde choisie et, dans les conditions d’application de la loi, ne dépend pas de sa concentration. L’épaisseur traversée correspond à ℓ\ell, tandis que la proportion transmise n’est pas le coefficient molaire.

6. Avec quelle solution étalon faut-il étalonner un conductimètre afin de fixer la constante de la cellule de mesure ?

Une solution étalon de nitrate de potassium
Une solution étalon de chlorure de potassium
Une solution étalon de chlorure de sodium
Une solution étalon d’hydroxyde de sodium

Une solution étalon de chlorure de potassium

Explication

Le conductimètre est étalonné à l’aide d’une solution étalon de chlorure de potassium pour fixer la constante de la cellule. Le chlorure de sodium est un sel ionique plausible, mais il n’est pas indiqué pour cette opération.

7. Quel est le rôle d’une gamme de solutions étalons dans un dosage par étalonnage ?

Fixer la constante de la cellule en comparant sa conductance à celle d’une solution de référence
Vérifier que la solution inconnue respecte la limite de dilution imposée par la loi de Kohlrausch
Relier une grandeur physique mesurée à des concentrations connues pour déterminer une concentration inconnue
Déterminer les conductivités ioniques molaires des ions présents à partir de leur nature chimique

Relier une grandeur physique mesurée à des concentrations connues pour déterminer une concentration inconnue

Explication

La gamme permet d’établir la relation entre la grandeur mesurée et la concentration, puis de déduire la concentration inconnue par comparaison. L’étalonnage de la cellule avec une solution de référence répond à une autre fonction, celle de fixer sa constante de mesure.

8. Quelle différence distingue principalement une analyse spectroscopique d’une simple mesure de l’intensité lumineuse ?

Elle détermine la concentration d’une espèce en comparant des solutions étalons.
Elle repère les liaisons d’une substance en mesurant sa résistance électrique.
Elle identifie une substance en étudiant les rayonnements qu’elle absorbe.
Elle mesure la conductivité d’une solution à partir du déplacement des ions.

Elle identifie une substance en étudiant les rayonnements qu’elle absorbe.

Explication

L’analyse spectroscopique sert à identifier une substance en examinant l’absorption de certains rayonnements par celle-ci. La comparaison avec des solutions étalons relève plutôt d’un dosage par étalonnage.

9. Pourquoi la couleur observée d’une espèce éclairée en lumière blanche est-elle complémentaire de la couleur correspondant à son absorption maximale dans le visible ?

Parce que l’espèce transmet davantage le rayonnement correspondant à cette couleur et absorbe les autres couleurs visibles.
Parce que l’espèce émet un rayonnement de même couleur que celui qu’elle absorbe le plus fortement.
Parce que l’espèce absorbe davantage le rayonnement correspondant à cette couleur et transmet les autres couleurs visibles.
Parce que l’espèce absorbe uniformément toutes les longueurs d’onde du visible, ce qui produit une couleur complémentaire.

Parce que l’espèce absorbe davantage le rayonnement correspondant à cette couleur et transmet les autres couleurs visibles.

Explication

L’absorption maximale retire principalement de la lumière blanche le rayonnement correspondant, et la couleur perçue est complémentaire de celui-ci. L’hypothèse d’une émission de même couleur confond absorption et émission lumineuse.

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Comment l’analyse spectroscopique identifie-t-elle une substance ?

En étudiant l’absorption de certains rayonnements par cette substance.

Entre quelles longueurs d’onde la spectroscopie UV-visible utilise-t-elle des rayonnements ?

De 100 à 800 nm.

Quelles différences caractérisent les spectroscopies UV-visible et infrarouge ?

Elles utilisent des longueurs d’onde différentes et fournissent des informations différentes.

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