QCM : Constantes de solubilité et précipitation — 16 questions

Question 1

1. Que représente la constante de solubilité Ks pour un solide ionique ?

La quantité maximale de solide introduite avant dissolution

L’expression d’équilibre reliant les activités des ions dissous au solide

Le pH de la solution saturée en présence du solide

Le rapport entre les masses du solide et des ions à l’équilibre

Explication

Ks relie les activités des ions dissous à l’équilibre avec le solide ionique. Ce n’est pas une grandeur de quantité de matière ni un pH.

Answer

L’expression d’équilibre reliant les activités des ions dissous au solide

Question 2

2. Quel effet a une valeur plus grande de pKs sur la solubilité d’un solide ?

Elle correspond à un solide plus soluble

Elle correspond à un solide moins soluble

Elle indique que le solide est déjà dissous

Elle n’a aucun lien avec la solubilité

Explication

Comme pKs = -log(Ks), un pKs plus grand signifie un Ks plus petit. Le solide est alors moins soluble et précipite plus facilement.

Answer

Elle correspond à un solide moins soluble

Question 3

3. Dans un mélange contenant I- et Cl-, pourquoi le précipité d’AgCl apparaît-il avant celui d’AgI dans le cas étudié ?

Parce que AgCl a le plus grand pKs

Parce que le seuil en pAg de AgCl est plus faible

Parce que Cl- est un ion spectateur

Parce que AgI est totalement insoluble

Explication

Avec [I-] = [Cl-] = 10^-2 mol·L^-1, les seuils donnent pAg < 14 pour AgI et pAg < 8 pour AgCl. Le seuil le plus bas est atteint en premier, donc AgCl précipite avant.

Answer

Parce que le seuil en pAg de AgCl est plus faible

Question 4

4. À partir de quelles espèces se forment les précipités compétitifs AgI et AgCl ?

À partir de Ag+ avec I- ou Cl-

À partir de I- avec Cl-

À partir de K+ avec I- ou Cl-

À partir de NO3- avec Ag+

Explication

Les deux précipités sont des sels d’argent formés par le cation Ag+ avec l’un ou l’autre des anions. Le nitrate apporte seulement Ag+ dans l’exemple.

Answer

À partir de Ag+ avec I- ou Cl-

Question 5

5. Quelle condition traduit l’apparition thermodynamique d’un précipité ?

Q < Ks

Q > Ks

Q = 0

Q = Ks

Explication

Lorsque Q dépasse Ks, la solution est sursaturée et la précipitation devient favorable. Si Q < Ks, la solution reste limpide.

Answer

pAg + pI < pKs

Answer

Parce que [Ag+] est alors fixé par l’équilibre de précipitation

Answer

Ag+ réagit quasi-quantitativement avec I- au moment utile

Answer

Comme la quantité de matière dissoute pour obtenir une solution saturée

Answer

Ks = s^2/(C°)^2

Answer

Elle diminue la solubilité du solide

Answer

Parce que les HO- formés par la dissolution dominent ceux de l’eau

Answer

La solution est limpide et ne précipite pas

Answer

Q' = [Ca2+][SO4^2-]/(C°)^2

Answer

L’anion impliqué dans la formation du solide

Answer

Ag3PO4(s) ⇌ 3 Ag+ + PO4^3-

Question 6

6. Pour AgI, quelle forme prend la condition d’existence du précipité en notation p ?

pAg = pKs - pI uniquement

pAg + pI < pKs

pAg - pI < pKs

pAg + pI > pKs

Explication

En prenant le logarithme, la condition Q > Ks devient pAg + pI < pKs pour AgI. C’est la forme utilisée pour tracer les domaines d’existence.

Question 7

7. Lors du titrage des ions iodures par Ag+, pourquoi peut-on déduire la concentration en I- à partir du moment où AgCl apparaît ?

Parce que le pH impose directement la concentration en I-

Parce que [Ag+] est alors fixé par l’équilibre de précipitation

Parce que I- disparaît instantanément à ce moment

Parce que Cl- devient plus réactif que Ag+

Explication

À l’apparition d’AgCl, pAg vaut 8, donc [Ag+] est connue. On peut alors utiliser l’équilibre de AgI pour calculer [I-].

Question 8

8. Quelle conclusion le cours tire du titrage des iodures en présence de chlorures ?

Le nitrate d’argent ne déclenche aucune précipitation

I- ne peut jamais être titré en présence de Cl-

Ag+ réagit quasi-quantitativement avec I- au moment utile

Ag+ réagit principalement avec Cl- avant I-

Explication

Le raisonnement montre que, dans les conditions étudiées, Ag+ réagit de manière prépondérante avec I- au moment du titrage. La présence de Cl- n’empêche donc pas le titrage dans ce cadre.

Question 9

9. Comment définit-on la solubilité molaire d’un solide ionique ?

Comme le rapport entre Ks et pKs

Comme la quantité de matière dissoute pour obtenir une solution saturée

Comme la concentration en ions présents dans l’eau pure

Comme la masse du solide par litre de solution

Explication

La solubilité molaire est la quantité de matière du solide dissoute par litre de solution saturée. Elle ne se confond pas avec la masse ni avec Ks lui-même.

Question 10

10. Pour AgCl(s) ⇌ Ag+ + Cl-, quelle relation relie Ks à la solubilité s dans une solution saturée ?

Ks = 1/s^2

Ks = s^2/(C°)^2

Ks = s/(C°)

Ks = 2s/(C°)^2

Explication

Dans le cas 1:1 de AgCl, on a [Ag+] = [Cl-] = s, donc Ks = s^2/(C°)^2. C’est la relation utilisée pour déterminer la solubilité.

Question 11

11. Quel effet l’augmentation de HO- a-t-elle sur la solubilité de Fe(OH)2 ?

Elle n’a aucun effet sur l’équilibre

Elle diminue la solubilité du solide

Elle transforme Fe(OH)2 en Fe2+ seul

Elle augmente la solubilité du solide

Explication

L’équilibre de dissolution de Fe(OH)2 produit déjà des ions HO-, donc en ajouter déplace l’équilibre vers le solide. La solubilité diminue alors.

Question 12

12. Pourquoi peut-on négliger la contribution de l’auto-protolyse de l’eau dans l’étude de Fe(OH)2 ?

Parce que Fe(OH)2 ne se dissout pas en solution aqueuse

Parce que les HO- formés par la dissolution dominent ceux de l’eau

Parce que l’eau ne contient jamais de HO-

Parce que le pH ne joue aucun rôle

Explication

Le cours indique que les HO- issus de la dissolution du solide sont beaucoup plus importants que ceux de l’auto-protolyse de l’eau. Cette approximation simplifie le calcul de la solubilité.

Question 13

13. Dans une solution contenant Ca2+ et SO4^2-, que signifie Q < Ks ?

La précipitation est obligatoirement terminée

Le solide est déjà totalement formé

La solution est limpide et ne précipite pas

La solution est sursaturée et précipite

Explication

Quand Q est inférieur à Ks, il n’y a pas assez d’ions pour atteindre la saturation. La solution reste donc limpide.

Question 14

14. Quelle expression du quotient ionique est donnée pour CaSO4 ?

Q' = [Ca2+][SO4^2-]/(C°)^2

Q' = [Ca2+] + [SO4^2-]

Q' = [CaSO4]/C°

Q' = [Ca2+]/[SO4^2-]

Explication

Le cours écrit le quotient sous la forme Q' = [Ca2+][SO4^2-]/(C°)^2. C’est cette grandeur que l’on compare à Ks pour décider de la précipitation.

Question 15

15. Dans le schéma du couple précipité/ion, que désigne l’échange X ?

L’eau de solvatation autour des ions

La masse du précipité formé

L’anion impliqué dans la formation du solide

Le cation métallique en solution

Explication

L’échange X correspond à l’anion qui passe du donneur vers l’accepteur lors de la formation du précipité. Dans l’exemple de Ag3PO4, il s’agit de PO4^3-.

Question 16

16. Quel exemple illustre le couple précipité/ion donné dans le cours ?

CaCO3(s) ⇌ Ca2+ + 2 CO3^2-

Ag3PO4(s) ⇌ 3 Ag+ + PO4^3-

Fe(OH)2(s) ⇌ Fe3+ + 2 OH-

NaCl(s) ⇌ Na+ + Cl-

Explication

Le cours cite explicitement Ag3PO4 comme exemple de couple précipité/ion. Les autres propositions ne correspondent pas à l’exemple présenté ou contiennent une stœchiométrie erronée.

QCM : Constantes de solubilité et précipitation — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que représente la constante de solubilité Ks pour un solide ionique ?

2. Quel effet a une valeur plus grande de pKs sur la solubilité d’un solide ?

3. Dans un mélange contenant I- et Cl-, pourquoi le précipité d’AgCl apparaît-il avant celui d’AgI dans le cas étudié ?

4. À partir de quelles espèces se forment les précipités compétitifs AgI et AgCl ?

5. Quelle condition traduit l’apparition thermodynamique d’un précipité ?

6. Pour AgI, quelle forme prend la condition d’existence du précipité en notation p ?

7. Lors du titrage des ions iodures par Ag+, pourquoi peut-on déduire la concentration en I- à partir du moment où AgCl apparaît ?

8. Quelle conclusion le cours tire du titrage des iodures en présence de chlorures ?

9. Comment définit-on la solubilité molaire d’un solide ionique ?

10. Pour AgCl(s) ⇌ Ag+ + Cl-, quelle relation relie Ks à la solubilité s dans une solution saturée ?

11. Quel effet l’augmentation de HO- a-t-elle sur la solubilité de Fe(OH)2 ?

12. Pourquoi peut-on négliger la contribution de l’auto-protolyse de l’eau dans l’étude de Fe(OH)2 ?

13. Dans une solution contenant Ca2+ et SO4^2-, que signifie Q < Ks ?

14. Quelle expression du quotient ionique est donnée pour CaSO4 ?

15. Dans le schéma du couple précipité/ion, que désigne l’échange X ?

16. Quel exemple illustre le couple précipité/ion donné dans le cours ?

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