QCM : Chimie des équilibres et acido-basicité (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. On mélange un liquide en grande quantité avec de petites quantités de deux espèces chimiques qui s’y dissolvent uniformément. Comment caractériser le mélange obtenu ?

Un mélange homogène avec un solvant liquide majoritaire et des solutés dissous minoritaires
Un mélange homogène avec des solutés majoritaires et un solvant liquide minoritaire
Un mélange hétérogène avec un solvant liquide majoritaire et des solutés dissous minoritaires
Un mélange homogène formé d’une seule espèce chimique après réaction

Un mélange homogène avec un solvant liquide majoritaire et des solutés dissous minoritaires

Explication

Une solution est un mélange homogène d’espèces différentes, où le solvant liquide est en grande quantité et les solutés dissous en petites quantités. Le mélange hétérogène confond homogénéité et séparation visible, tandis que les deux autres réponses inversent les proportions ou réduisent la solution à une seule espèce.

2. Une préparation contient 0,300{,}30 mole de soluté dans 0,750{,}75 litre de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

0,225 mol⋅L−10{,}225\ \text{mol·L}^{-1}
0,40 mol⋅L−10{,}40\ \text{mol·L}^{-1}
0,40 mol⋅kg−10{,}40\ \text{mol·kg}^{-1}
2,5 mol⋅L−12{,}5\ \text{mol·L}^{-1}

$$0{,}40\ \text{mol·L}^{-1}$$

Explication

La concentration molaire se calcule par C=nVC=\frac{n}{V} : 0,30/0,75=0,40 mol⋅L−10{,}30/0{,}75=0{,}40\ \text{mol·L}^{-1}. La valeur 2,52{,}5 inverse le rapport, 0,2250{,}225 provient d’une multiplication, et l’unité en mol·kg⁻¹ correspond à une concentration rapportée à la masse du solvant.

3. Dans un mélange, quelle grandeur la fraction molaire de l’espèce ii exprime-t-elle ?

Le rapport entre ses moles et la masse totale du mélange
Le rapport entre ses moles et le volume total du mélange
Le rapport entre les moles des autres espèces et ses propres moles
Le rapport entre ses moles et le nombre total de moles du mélange

Le rapport entre ses moles et le nombre total de moles du mélange

Explication

La fraction molaire compare le nombre de moles de l’espèce considérée au nombre total de moles du mélange. Le volume et la masse totale ne définissent pas cette fraction, tandis que le rapport des autres moles aux siennes inverse la grandeur recherchée.

4. Dans un mélange liquide, un solvant est présent en très grande quantité et un soluté a une concentration de 0,25 mol⋅L−10{,}25\ \text{mol·L}^{-1}. Avec C0=1 mol⋅L−1C_0=1\ \text{mol·L}^{-1}, quelles sont les activités du solvant et du soluté, dans cet ordre ?

11 et 0,250{,}25
11 et la fraction molaire du soluté
11 et 0,25 bar−10{,}25\ \text{bar}^{-1}
0,250{,}25 et 11

$$1$$ et $$0{,}25$$

Explication

L’activité du solvant présent en très grande quantité est assimilée à 11, tandis que celle du soluté vaut C/C0=0,25/1=0,25C/C_0=0{,}25/1=0{,}25. Intervertir ces valeurs confond les rôles du solvant et du soluté; la fraction molaire et la pression de référence ne sont pas la règle donnée pour l’activité du soluté.

5. Que représente la constante d’équilibre chimique KK pour une réaction donnée ?

Une grandeur décrivant la conservation des charges, qui dépend des coefficients stœchiométriques.
Une grandeur caractérisant l’équilibre, qui dépend de la température.
Une grandeur mesurant la quantité totale de matière, qui dépend du volume du mélange.
Une grandeur indiquant la vitesse de réaction, qui dépend des concentrations initiales.

Une grandeur caractérisant l’équilibre, qui dépend de la température.

Explication

La constante KK caractérise l’équilibre étudié et sa valeur ne dépend que de la température. La vitesse de réaction est une autre propriété et n’est pas ce que mesure la constante d’équilibre.

6. Quelle espèce amphotère peut céder ou capter un proton dans une solution aqueuse ?

L’ion chlorure, Cl⁻
L’ion hydroxonium, H₃O⁺
L’eau, H₂O
L’ion sodium, Na⁺

L’eau, H₂O

Explication

L’eau est amphotère, car elle peut participer à un échange de proton dans les deux sens. L’ion hydroxonium est associé à la présence d’un proton, mais il n’est pas cité comme espèce amphotère dans ce contexte.

7. Quel est le rôle de la constante de dissociation acide KaK_a pour le couple HA/A−HA/A^- ?

Déterminer la vitesse à laquelle l’acide cède un proton dans l’eau
Indiquer la concentration de base nécessaire pour neutraliser complètement l’acide
Quantifier l’équilibre entre la forme acide et ses produits d’ionisation en solution aqueuse
Mesurer la quantité initiale d’acide introduite dans un volume donné de solution

Quantifier l’équilibre entre la forme acide et ses produits d’ionisation en solution aqueuse

Explication

La constante KaK_a décrit l’équilibre de dissociation de HAHA en H3O+H_3O^+ et A−A^-, à travers les activités ou les concentrations des espèces. Elle ne donne pas directement la vitesse de la réaction, qui est une grandeur cinétique.

8. Pour le couple acide-base HA/A−HA/A^-, que devient la prédominance des deux espèces lorsque le pH est supérieur d’une unité au pKapK_a ?

HAHA devient dix fois plus concentré que A−A^-.
Les concentrations de HAHA et de A−A^- deviennent égales.
A−A^- devient dix fois plus concentré que HAHA.
A−A^- devient cent fois plus concentré que HAHA.

$$A^-$$ devient dix fois plus concentré que $$HA$$.

Explication

L’équation de Henderson-Hasselbalch implique qu’à pH=pKa+1pH=pK_a+1, le rapport [A−]/[HA][A^-]/[HA] vaut dix. Une égalité des concentrations correspond plutôt à pH=pKapH=pK_a.

9. En quoi le pouvoir tampon d’un mélange acide faible/base conjuguée diffère-t-il de la liaison peptidique formée entre deux acides aminés ?

Il maintient le pH constant par formation d’une liaison covalente, tandis que la liaison peptidique résulte d’un transfert de proton.
Il limite les variations de pH, tandis que la liaison peptidique unit un groupe carboxyle à un groupe amine avec perte d’eau.
Il favorise la dissociation complète d’un acide faible, tandis que la liaison peptidique se forme sans modification des groupes fonctionnels.
Il unit deux acides aminés par attraction ionique, tandis que le mélange tampon neutralise intégralement tout acide ajouté.

Il limite les variations de pH, tandis que la liaison peptidique unit un groupe carboxyle à un groupe amine avec perte d’eau.

Explication

Un mélange tampon atténue les variations de pH après dilution ou ajout d’acide ou de base forte, tandis qu’une liaison peptidique relie covalemment le groupe carboxyle d’un acide aminé au groupe amine d’un autre, en libérant une molécule d’eau. Contrairement à un tampon, la liaison peptidique n’a pas pour fonction de limiter les variations de pH.

10. Pourquoi la réaction de titrage doit-elle être totale et rapide pour déterminer la concentration de l’espèce à doser ?

Pour que la concentration de la solution titrante soit déterminée à partir de son volume seul.
Pour que l’espèce dosée se transforme en un produit sans consommer le réactif ajouté.
Pour que l’équivalence corresponde à la réaction complète de toute l’espèce dosée avec le réactif ajouté.
Pour que le réactif ajouté modifie le pH avant de réagir avec l’espèce dosée.

Pour que l’équivalence corresponde à la réaction complète de toute l’espèce dosée avec le réactif ajouté.

Explication

Une réaction totale et rapide permet de repérer l’équivalence, à laquelle toute l’espèce dosée a réagi avec le réactif introduit. Une variation préalable du pH ne définit pas l’équivalence et ne garantit pas que la réaction de dosage soit achevée.

11. Pour favoriser le délitement d’un comprimé effervescent, quel mécanisme chimique est utilisé ?

Un acide organique réagit avec un sel de carbonate et dégage du dioxyde de carbone.
Un hydroxyde métallique neutralise l’acide organique sans dégagement gazeux.
Un antiacide se dissout et libère du dioxygène qui fragmente le comprimé.
Un sel de carbonate réagit avec l’eau et produit de l’hydrogène gazeux.

Un acide organique réagit avec un sel de carbonate et dégage du dioxyde de carbone.

Explication

La réaction entre l’acide organique et le sel de carbonate produit du dioxyde de carbone, dont le dégagement assure le délitement du comprimé. La neutralisation par un hydroxyde métallique ne correspond pas au mécanisme décrit pour cet effet effervescent.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Chimie des équilibres et acido-basicité.

Qu’est-ce qu’une solution ?

Un mélange homogène contenant un solvant liquide abondant et un ou plusieurs solutés dissous en petite quantité.

Comment définit-on la fraction molaire de l’espèce i ?

Le rapport entre nin_i et le nombre total de moles ntn_t.

Quelle expression relie la fraction molaire de l’espèce i à ses quantités de matière ?

Xi=nintX_i = \frac{n_i}{n_t}

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