QCM : Dosage par étalonnage spectrophotométrique — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel est le principe du dosage par étalonnage d’une solution colorée ?

Comparer sa température à celles de solutions étalons de volumes connus
Comparer son absorbance à celles de solutions étalons de concentrations connues
Mesurer sa masse puis la comparer à celle d’un solvant pur
Mélanger la solution avec plusieurs réactifs de concentrations inconnues

Comparer son absorbance à celles de solutions étalons de concentrations connues

Explication

Le dosage par étalonnage relie l’absorbance mesurée de la solution inconnue à celles de solutions étalons dont les concentrations sont connues. La température, la masse ou l’ajout de réactifs ne constituent pas le principe décrit.

2. Dans l’expression A=kCA=kC de la loi de Beer-Lambert, quelles sont les unités de AA et de CC ?

AA s’exprime en mètres et CC s’exprime en litres
AA s’exprime en mol⋅L−1\mathrm{mol\cdot L^{-1}} et CC est sans unité
AA est sans unité et CC s’exprime en mol⋅L−1\mathrm{mol\cdot L^{-1}}
AA s’exprime en litres et CC s’exprime en moles

$$A$$ est sans unité et $$C$$ s’exprime en $$\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

L’absorbance AA est une grandeur sans unité, tandis que la concentration CC s’exprime en mol⋅L−1\mathrm{mol\cdot L^{-1}}. La confusion entre ces unités inverse les rôles des deux grandeurs dans la relation.

3. Dans quelle situation la loi de Beer-Lambert peut-elle être appliquée de manière fiable ?

Pour une solution dont la couleur change pendant la mesure
Pour une solution très concentrée
Pour une solution suffisamment diluée
Pour une solution contenant plusieurs solvants immiscibles

Pour une solution suffisamment diluée

Explication

La loi de Beer-Lambert est valable lorsque la solution est suffisamment diluée. Une solution trop concentrée ne respecte pas la condition d’application indiquée.

4. Quelle grandeur reste inchangée lors d’une dilution, selon la relation n=C×Vn=C\times V ?

La quantité de matière prélevée
Le volume occupé par la solution mère
La masse de solvant ajoutée
La concentration de la solution obtenue

La quantité de matière prélevée

Explication

Lors d’une dilution, la quantité de matière prélevée est conservée, ce qui s’écrit nmeˋre=nfillen_{\text{mère}}=n_{\text{fille}}. La concentration et le volume final peuvent changer, notamment après l’ajout d’eau distillée.

5. Quelle relation permet de relier une solution mère à une solution fille lors d’une dilution ?

CmeˋreCfille=VpreˊleveˊVfioleC_{\text{mère}}C_{\text{fille}}=V_{\text{prélevé}}V_{\text{fiole}}
CmeˋreVfiole=CfilleVpreˊleveˊC_{\text{mère}}V_{\text{fiole}}=C_{\text{fille}}V_{\text{prélevé}}
CmeˋreVpreˊleveˊ=CfilleVfioleC_{\text{mère}}V_{\text{prélevé}}=C_{\text{fille}}V_{\text{fiole}}
Cmeˋre+Vpreˊleveˊ=Cfille+VfioleC_{\text{mère}}+V_{\text{prélevé}}=C_{\text{fille}}+V_{\text{fiole}}

$$C_{\text{mère}}V_{\text{prélevé}}=C_{\text{fille}}V_{\text{fiole}}$$

Explication

La conservation de la quantité de matière conduit à CmeˋreVpreˊleveˊ=CfilleVfioleC_{\text{mère}}V_{\text{prélevé}}=C_{\text{fille}}V_{\text{fiole}}. La concentration mère est associée au volume prélevé, tandis que la concentration fille est associée au volume final de la fiole.

6. Quelle expression permet de calculer le volume de solution mère à prélever pour préparer une solution fille ?

Vpreˊleveˊ=Cmeˋre×VfioleCfilleV_{\text{prélevé}}=\frac{C_{\text{mère}}\times V_{\text{fiole}}}{C_{\text{fille}}}
Vpreˊleveˊ=Cmeˋre×CfilleVfioleV_{\text{prélevé}}=\frac{C_{\text{mère}}\times C_{\text{fille}}}{V_{\text{fiole}}}
Vpreˊleveˊ=Cfille×VfioleCmeˋreV_{\text{prélevé}}=\frac{C_{\text{fille}}\times V_{\text{fiole}}}{C_{\text{mère}}}
Vpreˊleveˊ=Cmeˋre+Cfille+VfioleV_{\text{prélevé}}=C_{\text{mère}}+C_{\text{fille}}+V_{\text{fiole}}

$$V_{\text{prélevé}}=\frac{C_{\text{fille}}\times V_{\text{fiole}}}{C_{\text{mère}}}$$

Explication

En isolant le volume prélevé dans la relation de dilution, on obtient Vpreˊleveˊ=Cfille×VfioleCmeˋreV_{\text{prélevé}}=\frac{C_{\text{fille}}\times V_{\text{fiole}}}{C_{\text{mère}}}. L’expression inverse les concentrations dans le mauvais ordre et donnerait une dépendance incorrecte.

7. Quelle succession d’opérations décrit correctement une dilution expérimentale en fiole jaugée ?

Verser la solution mère dans un bécher, chauffer, filtrer, puis compléter la fiole
Peser la solution fille, ajouter le solvant, transvaser dans la pipette, puis boucher
Remplir la fiole au trait, prélever à la pipette, ajouter l’eau, puis homogénéiser
Prélever à la pipette, transférer dans la fiole, compléter au trait, boucher et homogénéiser

Prélever à la pipette, transférer dans la fiole, compléter au trait, boucher et homogénéiser

Explication

La dilution consiste à mesurer le volume calculé avec une pipette, le transférer dans la fiole jaugée, ajouter de l’eau distillée jusqu’au trait, puis boucher et homogénéiser. La pipette mesure le volume prélevé, alors que la fiole fixe le volume final.

8. Comment définir une échelle de teintes ?

Un ensemble de solutions de même espèce colorée et de concentrations différentes
Un mélange de plusieurs espèces colorées dans une seule solution
Une série de solvants incolores dont les volumes sont différents
Un ensemble de solutions d’espèces colorées différentes et de même concentration

Un ensemble de solutions de même espèce colorée et de concentrations différentes

Explication

Une échelle de teintes rassemble la même espèce colorée à des concentrations différentes afin de permettre une comparaison visuelle. Elle ne correspond donc pas à un mélange de plusieurs espèces colorées.

9. Que se passe-t-il généralement lorsque la concentration d’une espèce colorée augmente ?

La solution conserve sa teinte et son absorbance devient nulle
La solution devient moins colorée et son absorbance diminue
La solution devient plus colorée et son absorbance augmente
La solution devient incolore et son absorbance reste constante

La solution devient plus colorée et son absorbance augmente

Explication

Une concentration plus élevée rend généralement la solution plus colorée et augmente son absorbance. Une échelle de teintes permet d’observer cette évolution, tandis qu’une concentration plus faible produit une teinte moins intense.

10. Que mesure directement un spectrophotomètre lorsqu’il est réglé sur une longueur d’onde donnée ?

La longueur d’onde de la radiation
La couleur complémentaire de la solution
L’absorbance de la solution
La concentration massique du soluté

L’absorbance de la solution

Explication

Le spectrophotomètre mesure l’absorbance AA pour une longueur d’onde choisie. La longueur d’onde constitue un paramètre de réglage et non la grandeur mesurée.

11. Pourquoi choisit-on la longueur d’onde λmax⁡=475 nm\lambda_{\max}=475\ \mathrm{nm} pour effectuer la mesure ?

Parce que la solution y absorbe une quantité minimale de lumière
Parce que l’absorbance y est maximale et la mesure plus précise
Parce que cette longueur d’onde correspond directement à la couleur observée
Parce qu’elle permet de mesurer la concentration sans étalonnage

Parce que l’absorbance y est maximale et la mesure plus précise

Explication

La longueur d’onde 475 nm475\ \mathrm{nm} correspond au maximum d’absorbance, ce qui améliore la précision de la mesure. Une longueur d’onde associée à la couleur observée ne garantit pas le maximum d’absorption.

12. Une solution absorbe principalement une radiation bleue : quelle couleur est alors perçue par l’observateur ?

Une couleur noire due à l’absorption complète
La même couleur bleue que la radiation absorbée
La couleur complémentaire, donc le jaune
Une couleur blanche due à la transmission de toutes les radiations

La couleur complémentaire, donc le jaune

Explication

La couleur observée est la couleur complémentaire de la radiation absorbée ; une absorption principalement bleue conduit donc à une apparence jaune. La radiation absorbée n’est pas celle qui domine la couleur perçue.

13. Quelle succession décrit correctement les principales étapes d’un dosage par étalonnage spectrophotométrique ?

Préparer les étalons, régler à 475 nm475\ \mathrm{nm}, faire le blanc, mesurer, tracer A=f(C)A=f(C), puis exploiter l’inconnue
Mesurer l’inconnue, choisir sa couleur, faire le blanc, préparer les étalons, puis tracer la masse en fonction du volume
Préparer le solvant, calculer directement l’inconnue, mesurer les étalons, choisir une longueur d’onde quelconque, puis lire la masse
Tracer A=f(C)A=f(C), régler la longueur d’onde, diluer le solvant, préparer l’inconnue, puis supprimer les mesures

Préparer les étalons, régler à $$475\ \mathrm{nm}$$, faire le blanc, mesurer, tracer $$A=f(C)$$, puis exploiter l’inconnue

Explication

Le dosage suit une chaîne comprenant la préparation des étalons, le réglage à 475 nm475\ \mathrm{nm}, le blanc, les mesures, la construction de la courbe et l’exploitation de l’absorbance inconnue. La mesure de l’inconnue intervient après l’établissement de l’étalonnage.

14. Sur une courbe d’étalonnage A=f(C)A=f(C), comment sont placées les deux grandeurs ?

La concentration CC est en abscisse et l’absorbance AA en ordonnée
L’absorbance AA est en abscisse et la concentration CC en ordonnée
L’absorbance AA est en ordonnée et la longueur d’onde en abscisse
La concentration CC est en ordonnée et le volume en abscisse

La concentration $$C$$ est en abscisse et l’absorbance $$A$$ en ordonnée

Explication

Dans la représentation A=f(C)A=f(C), la concentration CC, exprimée en mol·L⁻¹, est portée sur l’axe horizontal et l’absorbance AA sur l’axe vertical. La longueur d’onde sert au réglage de la mesure, pas à l’axe horizontal de cette courbe.

15. Quelle observation expérimentale permet de conclure que la loi de Beer-Lambert est vérifiée ?

Les points sont dispersés autour d’une droite ne passant pas par l’origine
Les points forment une courbe passant par une valeur maximale d’absorbance
Les points sont alignés sur une droite passant approximativement par l’origine
Les points présentent une absorbance constante pour plusieurs concentrations

Les points sont alignés sur une droite passant approximativement par l’origine

Explication

La loi de Beer-Lambert est compatible avec une proportionnalité lorsque les points s’alignent sur une droite passant approximativement par l’origine. Une droite décalée de l’origine ne permet pas la même conclusion de proportionnalité directe.

16. Comment détermine-t-on graphiquement la concentration correspondant à une absorbance inconnue ?

On mesure la distance entre l’origine et la droite, puis la convertit directement en concentration
On reporte l’absorbance en abscisse, rejoint la droite verticalement, puis lit la concentration en ordonnée
On reporte la concentration en ordonnée, rejoint la droite verticalement, puis va horizontalement vers l’absorbance
On reporte l’absorbance en ordonnée, rejoint la droite horizontalement, puis descend verticalement vers la concentration

On reporte l’absorbance en ordonnée, rejoint la droite horizontalement, puis descend verticalement vers la concentration

Explication

La construction graphique part de l’absorbance sur l’axe des ordonnées, utilise une horizontale jusqu’à la droite, puis une verticale vers l’axe des abscisses pour lire la concentration. Inverser les axes modifierait la grandeur recherchée et la lecture graphique.

17. Une droite d’étalonnage possède un coefficient directeur kk et une solution inconnue une absorbance AA. Quelle méthode permet de calculer sa concentration ?

Calculer k=yN−yMk=y_N-y_M sans les abscisses, puis utiliser C=kAC=\frac{k}{A}
Calculer k=ACk=\frac{A}{C} à partir d’un seul point, puis utiliser C=A+kC=A+k
Calculer k=yN−yMxN−xMk=\frac{y_N-y_M}{x_N-x_M} avec deux points, puis utiliser C=AkC=\frac{A}{k}
Calculer k=xN−xMyN−yMk=\frac{x_N-x_M}{y_N-y_M} avec deux points, puis utiliser C=A×kC=A\times k

Calculer $$k=\frac{y_N-y_M}{x_N-x_M}$$ avec deux points, puis utiliser $$C=\frac{A}{k}$$

Explication

Le coefficient directeur se détermine à partir de deux points par k=yN−yMxN−xMk=\frac{y_N-y_M}{x_N-x_M}, puis la relation d’étalonnage donne C=AkC=\frac{A}{k}. Inverser le rapport ou multiplier par kk ne respecte pas cette relation.

18. Une solution SBS_B est obtenue en diluant une solution commerciale de Bétadine d’un facteur 10. Quelle relation permet de retrouver la concentration commerciale à partir de celle de la solution diluée ?

CSB=CSB,dilueˊe10C_{SB}=\frac{C_{SB,\text{diluée}}}{10}
CSB=10×CSB,dilueˊeC_{SB}=10\times C_{SB,\text{diluée}}
CSB=CSB,dilueˊe−10C_{SB}=C_{SB,\text{diluée}}-10
CSB=CSB,dilueˊe+10C_{SB}=C_{SB,\text{diluée}}+10

$$C_{SB}=10\times C_{SB,\text{diluée}}$$

Explication

Une dilution par un facteur 10 divise la concentration par 10 ; la concentration commerciale est donc dix fois celle de la solution diluée. Diviser encore la concentration diluée par 10 correspondrait à appliquer une nouvelle dilution, et non à corriger la dilution réalisée.

19. Quelle concentration massique obtient-on pour le diiode avec C=4,30×10−2 mol⋅L−1C=4,30\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} et M(I2)=254,0 g⋅mol−1M(I_2)=254,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}} ?

Environ 0,109 g⋅L−10,109\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
Environ 10,9 g⋅L−110,9\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
Environ 5,89×103 g⋅L−15,89\times10^{3}\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
Environ 1,69×10−4 g⋅L−11,69\times10^{-4}\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

Environ $$10,9\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$$

Explication

La concentration massique se calcule par Cm=C×MC_m=C\times M, soit 4,30×10−2×254,0≈10,9 g⋅L−14,30\times10^{-2}\times254,0\approx10,9\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}. La valeur 1,69×10−4 g⋅L−11,69\times10^{-4}\ \mathrm{g\cdot L^{-1}} provient d’une division de la masse molaire par la concentration, ce qui n’est pas la relation adaptée.

Révisez avec les flashcards

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Qu'est-ce que le dosage par étalonnage détermine ?

La concentration inconnue d’une solution colorée.

Quelle est la formule de la loi de Beer-Lambert ?

A=kCA=kC

Que représente AA dans la loi de Beer-Lambert ?

L’absorbance sans unité.

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