QCM : Dosage spectrophotométrique (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lors d’un dosage d’une espèce chimique dissoute, quelle grandeur cherche-t-on à déterminer ?

Le volume de solvant dans la solution
Son absorbance dans la solution
Son identité chimique dans la solution
Sa concentration dans la solution

Sa concentration dans la solution

Explication

Doser une espèce chimique en solution consiste à déterminer sa concentration. L’identification concerne la nature de l’espèce, l’absorbance est une mesure optique et le volume de solvant n’est pas la grandeur définissant le dosage.

2. Une solution contient une espèce qui absorbe une partie de la lumière visible incidente ; comment la caractérise-t-on du point de vue de sa couleur ?

Comme une solution qui absorbe seulement hors du visible
Comme une solution colorée
Comme une solution transparente sans interaction lumineuse
Comme une solution incolore

Comme une solution colorée

Explication

Une solution est colorée lorsqu’elle contient une espèce chimique qui absorbe une ou plusieurs radiations du domaine visible. L’absence d’absorption visible caractérise une solution incolore, tandis que la lumière incidente n’est pas nécessairement la couleur perçue.

3. Que quantifie l’absorbance d’une espèce chimique colorée lorsqu’elle est éclairée par un rayonnement de longueur d’onde λ\lambda ?

Sa concentration indépendamment du rayonnement
L’intensité de la lumière qu’elle reçoit
Sa capacité à absorber ce rayonnement
Sa capacité à émettre ce rayonnement

Sa capacité à absorber ce rayonnement

Explication

L’absorbance mesure la capacité d’une espèce chimique colorée à absorber un rayonnement de longueur d’onde λ\lambda. L’émission est un phénomène différent, et l’absorbance ne se réduit ni à la concentration seule ni à l’intensité incidente.

4. Une élève mesure une solution avec un spectrophotomètre et obtient une absorbance A=0A=0. Quelle interprétation respecte les propriétés de l’absorbance ?

La valeur est possible, mais elle exige une observation visuelle
La valeur est possible, exprimée en unités de concentration
La valeur est possible, sans unité, et l’appareil convient
La valeur est impossible, car l’absorbance est positive

La valeur est possible, sans unité, et l’appareil convient

Explication

L’absorbance, notée AA, est positive ou nulle, sans unité, et se mesure avec un spectrophotomètre. Une valeur nulle est donc permise ; l’absorbance n’a pas d’unité de concentration et ne se détermine pas par simple observation visuelle.

5. Deux solutions contiennent la même espèce chimique dans le même solvant, à température identique, dans des cuves de même épaisseur et éclairées à la même longueur d’onde. La solution X est plus concentrée que la solution Y ; que prévoit-on ?

X est plus claire et son absorbance est plus élevée
X est plus foncée et son absorbance est plus élevée
X est plus foncée et son absorbance est plus faible
Les deux solutions ont la même absorbance

X est plus foncée et son absorbance est plus élevée

Explication

Lorsque l’espèce, le solvant, la température, l’épaisseur et la longueur d’onde sont fixés, une concentration plus élevée rend la solution plus foncée et augmente son absorbance. Une absorbance égale ou plus faible inverse ou néglige cette relation.

6. Sur un graphique de spectre d’absorption, quelle grandeur est représentée en fonction de la longueur d’onde ?

La concentration
L’absorbance
La longueur d’onde
La couleur perçue

L’absorbance

Explication

Un spectre d’absorption représente l’absorbance en fonction de la longueur d’onde. La concentration est un paramètre de la solution, tandis que la longueur d’onde constitue l’axe des abscisses.

7. Sur le spectre d’une solution, à quoi correspond la longueur d’onde particulière notée λmax⁡\lambda_{\max} ?

À la concentration où l’absorbance atteint son maximum
À la longueur d’onde où l’absorbance atteint son minimum
À la longueur d’onde où l’absorbance atteint Amax⁡A_{\max}
À la valeur d’absorbance maximale du spectre

À la longueur d’onde où l’absorbance atteint $$A_{\max}$$

Explication

λmax⁡\lambda_{\max} désigne la longueur d’onde particulière à laquelle l’absorbance atteint sa valeur maximale Amax⁡A_{\max}. L’absorbance maximale est une valeur, et non une longueur d’onde.

8. On compare les spectres d’une même espèce chimique à deux concentrations différentes : quelle caractéristique reste identique ?

La concentration de la solution
L’absorbance maximale Amax⁡A_{\max}
La couleur absorbée au maximum
La longueur d’onde λmax⁡\lambda_{\max}

La longueur d’onde $$\lambda_{\max}$$

Explication

Pour une espèce chimique donnée, λmax⁡\lambda_{\max} reste la même lorsque la concentration change, même si l’absorbance peut varier. L’absorbance maximale n’est donc pas nécessairement identique.

9. Une solution a une concentration C=2,0×10−3 mol⋅L−1C=2{,}0\times10^{-3}\,\text{mol·L}^{-1}, une cuve de longueur ℓ=1,0 cm\ell=1{,}0\,\text{cm} et un coefficient ε=150 L⋅mol−1⋅cm−1\varepsilon=150\,\text{L·mol}^{-1}\text{·cm}^{-1}. Quelle absorbance donne la loi de Beer-Lambert ?

0,300{,}30
300300
75 00075\,000
0,00300{,}0030

$$0{,}30$$

Explication

La loi donne A=ε×ℓ×CA=\varepsilon\times\ell\times C, donc A=150×1,0×2,0×10−3=0,30A=150\times1{,}0\times2{,}0\times10^{-3}=0{,}30. Omettre ε\varepsilon ou ℓ\ell, ou inverser les facteurs, ne respecte pas la relation.

10. Lors d’un dosage, ε\varepsilon et ℓ\ell sont constants et leur produit vaut k=200 L⋅mol−1k=200\,\text{L·mol}^{-1}. Quelle absorbance correspond à C=3,0×10−3 mol⋅L−1C=3{,}0\times10^{-3}\,\text{mol·L}^{-1} ?

0,00300{,}0030
66 66766\,667
0,0150{,}015
0,600{,}60

$$0{,}60$$

Explication

Quand ε\varepsilon et ℓ\ell sont constants, A=k×CA=k\times C. Ici, A=200×3,0×10−3=0,60A=200\times3{,}0\times10^{-3}=0{,}60 ; le quotient C/kC/k inverse la relation de proportionnalité.

11. Pour déterminer la concentration inconnue d’une solution colorée, quelle démarche relève d’un dosage spectrophotométrique par étalonnage ?

Comparer son absorbance à celles de solutions étalons de concentrations connues
Mesurer son absorbance sans la rapprocher de solutions de référence
Comparer sa couleur à celle d’une solution étalon de concentration inconnue
Comparer sa concentration à celles de solutions étalons d’absorbance inconnue

Comparer son absorbance à celles de solutions étalons de concentrations connues

Explication

L’étalonnage consiste à comparer l’absorbance de la solution inconnue à celles de solutions dont les concentrations sont connues. Comparer les couleurs ou les concentrations inverse ou modifie le principe, tandis qu’une mesure isolée ne constitue pas un étalonnage.

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Que consiste à déterminer le dosage d’une espèce chimique en solution ?

Sa concentration dans la solution.

Quelle propriété définit une solution colorée ?

Elle absorbe au moins une radiation du domaine visible.

Que mesure l’absorbance d’une espèce chimique colorée ?

Sa capacité à absorber un rayonnement de longueur d’onde λ.

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