QCM : Équilibre acido-basique en solution (11 questions)

Question 1

1. Lors d’une transformation, l’entité $\mathrm{AH}$ cède un proton $\mathrm{H^+}$ et devient $\mathrm{A^-}$ . Quel rôle joue $\mathrm{AH}$ ?

Une base, car elle peut capter un proton

Un acide, car elle peut perdre un proton

Un couple acido-basique, car elle échange un proton

Une base conjuguée, car elle résulte de la perte d’un proton

Explication

Un acide est une entité susceptible de perdre un proton. Le rôle de base correspond à la capture d’un proton, tandis que $\mathrm{A^-}$ est ici la base conjuguée de $\mathrm{AH}$ .

Answer

Un acide, car elle peut perdre un proton

Question 2

2. Dans une solution, $\mathrm{CH_3COOH}$ cède un proton à $\mathrm{NH_3}$ pour former $\mathrm{CH_3COO^-}$ et $\mathrm{NH_4^+}$ . Comment classer cette transformation ?

Une autoprotolyse impliquant deux molécules d’eau

Une réaction acido-basique impliquant deux couples

Une réaction d’oxydoréduction impliquant deux couples

Une réaction acido-basique impliquant un seul couple

Explication

Une réaction acido-basique consiste en un échange de proton entre un acide et une base et met en jeu au moins deux couples. Un transfert d’électron relève de l’oxydoréduction, et l’autoprotolyse concerne l’eau.

Answer

Une réaction acido-basique impliquant deux couples

Question 3

3. À $25\ ^\circ\mathrm{C}$ et sous une pression de $10^5\ \mathrm{Pa}$ , une solution a $[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-4}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle expression permet de calculer son pH ?

-\log\left([\mathrm{H_3O^+}]\right)

, sans tenir compte de

C_0

-\log\left([\mathrm{H_3O^+}]/C_0\right)

, avec

C_0=1\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

\log\left([\mathrm{H_3O^+}]/C_0\right)

, avec

C_0=1\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

-\log\left(C_0/[\mathrm{H_3O^+}]\right)

, avec

C_0=1\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

Explication

Dans le domaine indiqué, le pH vaut $-\log([\mathrm{H_3O^+}]/C_0)$ , où $C_0=1\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ dans ces conditions. Omettre $C_0$ néglige la concentration de référence, et le signe ou le rapport inversé change la formule.

Answer

$$-\log\left([\mathrm{H_3O^+}]/C_0\right)$$, avec $$C_0=1\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Question 4

4. À $25\ ^\circ\mathrm{C}$ et sous pression atmosphérique, une mesure dans l’eau pure indique $[\mathrm{OH^-}]=10^{-7}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelles valeurs sont attendues pour $[\mathrm{H_3O^+}]$ et le pH ?

[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-7}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

et

\mathrm{pH}=7

[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-14}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

et

\mathrm{pH}=7

[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-7}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

et

\mathrm{pH}=6

[\mathrm{H_3O^+}]=7\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

et

\mathrm{pH}=10^{-7}

Explication

À $25\ ^\circ\mathrm{C}$ et sous pression atmosphérique, l’eau a $[\mathrm{H_3O^+}]=[\mathrm{OH^-}]=10^{-7}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ et un pH de 7. Un pH de 6 ne correspond pas à cette eau neutre, et $10^{-7}$ est une concentration, pas la valeur du pH.

Answer

$$[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-7}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$ et $$\mathrm{pH}=7$$

Question 5

5. Que représente la force d’un acide en chimie acido-basique ?

Sa concentration initiale dans une solution

Sa tendance à produire des ions OH⁻ dans l’eau

Sa capacité à capter un proton H⁺

Son aptitude à libérer un proton H⁺

Explication

La force d’un acide caractérise son aptitude à céder un proton H⁺. La capacité à capter un proton décrit plutôt le comportement d’une base.

Answer

Son aptitude à libérer un proton H⁺

Question 6

6. Pour un couple acide/base $\mathrm{AH/A^-}$ , que peut-on conclure si le pH de la solution est supérieur au pKa ?

Les deux formes ont nécessairement la même concentration.

La forme

\mathrm{AH}

prédomine sur la forme

\mathrm{A^-}

.

Le couple ne peut pas exister dans une solution aqueuse.

La forme

\mathrm{A^-}

prédomine sur la forme

\mathrm{AH}

.

Explication

Lorsque le pH dépasse le pKa, la relation entre le pH et le rapport des concentrations indique que la forme basique $\mathrm{A^-}$ prédomine. Les deux formes sont en concentrations égales lorsque le pH est égal au pKa, et non lorsqu’il lui est supérieur.

Answer

La forme $$\mathrm{A^-}$$ prédomine sur la forme $$\mathrm{AH}$$.

Question 7

7. Quelle est la fonction d’un diagramme logarithmique des concentrations en chimie des solutions ?

Présenter, en fonction de la concentration totale, le pH de chaque espèce en solution.

Comparer, en fonction du pH, les constantes d’acidité des couples présents en solution.

Représenter, en fonction du pH, le logarithme de la concentration de chaque espèce en solution.

Déterminer, à partir du pH, la charge électrique totale des espèces en solution.

Explication

Ce diagramme montre comment varie avec le pH le logarithme de la concentration de chaque espèce chimique. Il ne compare pas directement les constantes d’acidité des couples, même si celles-ci peuvent influencer les concentrations représentées.

Answer

Représenter, en fonction du pH, le logarithme de la concentration de chaque espèce en solution.

Question 8

8. Quelle distinction caractérise une réaction acido-basique de constante d’équilibre $K>10^2$ par rapport à une réaction de constante $K<1$ ?

La première est peu avancée, tandis que la seconde est considérée comme totale et quantitative.

La première est considérée comme totale et quantitative, tandis que la seconde est peu avancée.

La première atteint un équilibre de contrôle, tandis que la seconde ne met pas en jeu de transfert de proton.

La première implique des domaines de prédominance communs, tandis que la seconde implique des domaines disjoints.

Explication

Une constante supérieure à $10^2$ caractérise une réaction considérée comme totale et quantitative, alors qu’une constante inférieure à 1 indique une réaction équilibrée et peu avancée. Des domaines de prédominance communs sont associés à la compatibilité des réactifs lorsque $K<1$ , et non à une réaction fortement favorisée.

Answer

La première est considérée comme totale et quantitative, tandis que la seconde est peu avancée.

Question 9

9. Pourquoi l’approximation $\mathrm{pH}=-\log C$ est-elle valable pour un acide fort de concentration au moins égale à $10^{-6}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ ?

Parce que la dissociation de l’acide devient partielle et fixe la concentration en ions oxonium à l’équilibre.

Parce que la dissociation de l’eau contribue alors de façon négligeable à la concentration en ions oxonium.

Parce que l’électroneutralité impose une concentration en ions oxonium égale à celle des ions hydroxyde.

Parce que l’acide fort reste sous forme moléculaire et ne libère que peu d’ions oxonium.

Explication

À cette concentration, les ions oxonium apportés par l’acide dominent ceux issus de l’eau, ce qui permet de prendre $[\mathrm{H_3O^+}]=C$ . La dissociation d’un acide fort est au contraire totale, et non partielle comme le suggère un distracteur.

Answer

Parce que la dissociation de l’eau contribue alors de façon négligeable à la concentration en ions oxonium.

Question 10

10. Pour appliquer la méthode de la réaction prépondérante à un mélange contenant plusieurs couples acido-basiques, quelle démarche permet d’identifier l’équilibre qui fixe le pH ?

Classer les couples par pKa, repérer les espèces majoritaires, puis traiter les réactions totales avant l’équilibre de contrôle le plus avancé.

Calculer d’abord le pH de chaque couple séparément, puis faire la moyenne des pH obtenus pour le mélange.

Repérer l’espèce de plus forte concentration, puis supposer qu’elle détermine directement le pH sans étudier les réactions possibles.

Écrire simultanément tous les équilibres, puis retenir celui dont la constante d’acidité est la plus faible.

Explication

Cette méthode ordonne les couples selon leur pKa, identifie les espèces présentes en quantité significative et examine les réactions possibles avant de déterminer l’équilibre de contrôle le plus avancé. Calculer séparément le pH de chaque couple ne tient pas compte des réactions qui peuvent modifier la composition du mélange.

Answer

Classer les couples par pKa, repérer les espèces majoritaires, puis traiter les réactions totales avant l’équilibre de contrôle le plus avancé.

Question 11

11. Quelles entités et quel phénomène caractérisent une réaction acido-basique selon Brønsted ?

Deux acides appartenant à un même couple, avec transfert d’électrons entre eux.

Un acide et une base appartenant à un seul couple, avec échange d’ions sans transfert de proton.

Un acide et une base appartenant à au moins deux couples, avec transfert de proton(s) entre eux.

Une base et un oxydant appartenant à deux couples, avec formation d’un précipité.

Explication

Une réaction acido-basique met en jeu un transfert de proton(s) entre un acide et une base, et implique au moins deux couples acide/base. Une réaction d’oxydoréduction implique un transfert d’électrons, et non le transfert de proton caractéristique ici.

Answer

Un acide et une base appartenant à au moins deux couples, avec transfert de proton(s) entre eux.

QCM : Équilibre acido-basique en solution (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lors d’une transformation, l’entité $\mathrm{AH}$ cède un proton $\mathrm{H^+}$ et devient $\mathrm{A^-}$ . Quel rôle joue $\mathrm{AH}$ ?

2. Dans une solution, $\mathrm{CH_3COOH}$ cède un proton à $\mathrm{NH_3}$ pour former $\mathrm{CH_3COO^-}$ et $\mathrm{NH_4^+}$ . Comment classer cette transformation ?

3. À $25\ ^\circ\mathrm{C}$ et sous une pression de $10^5\ \mathrm{Pa}$ , une solution a $[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-4}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle expression permet de calculer son pH ?

4. À $25\ ^\circ\mathrm{C}$ et sous pression atmosphérique, une mesure dans l’eau pure indique $[\mathrm{OH^-}]=10^{-7}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelles valeurs sont attendues pour $[\mathrm{H_3O^+}]$ et le pH ?

5. Que représente la force d’un acide en chimie acido-basique ?

6. Pour un couple acide/base $\mathrm{AH/A^-}$ , que peut-on conclure si le pH de la solution est supérieur au pKa ?

7. Quelle est la fonction d’un diagramme logarithmique des concentrations en chimie des solutions ?

8. Quelle distinction caractérise une réaction acido-basique de constante d’équilibre $K>10^2$ par rapport à une réaction de constante $K<1$ ?

9. Pourquoi l’approximation $\mathrm{pH}=-\log C$ est-elle valable pour un acide fort de concentration au moins égale à $10^{-6}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ ?

10. Pour appliquer la méthode de la réaction prépondérante à un mélange contenant plusieurs couples acido-basiques, quelle démarche permet d’identifier l’équilibre qui fixe le pH ?

11. Quelles entités et quel phénomène caractérisent une réaction acido-basique selon Brønsted ?

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QCM : Équilibre acido-basique en solution (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lors d’une transformation, l’entité AH\mathrm{AH}AH cède un proton H+\mathrm{H^+}H+ et devient A−\mathrm{A^-}A−. Quel rôle joue AH\mathrm{AH}AH ?

2. Dans une solution, CH3COOH\mathrm{CH_3COOH}CH3​COOH cède un proton à NH3\mathrm{NH_3}NH3​ pour former CH3COO−\mathrm{CH_3COO^-}CH3​COO− et NH4+\mathrm{NH_4^+}NH4+​. Comment classer cette transformation ?

3. À 25 ∘C25\ ^\circ\mathrm{C}25 ∘C et sous une pression de 105 Pa10^5\ \mathrm{Pa}105 Pa, une solution a [H3O+]=10−4 mol L−1[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-4}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}[H3​O+]=10−4 molL−1. Quelle expression permet de calculer son pH ?

4. À 25 ∘C25\ ^\circ\mathrm{C}25 ∘C et sous pression atmosphérique, une mesure dans l’eau pure indique [OH−]=10−7 mol L−1[\mathrm{OH^-}]=10^{-7}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}[OH−]=10−7 molL−1. Quelles valeurs sont attendues pour [H3O+][\mathrm{H_3O^+}][H3​O+] et le pH ?

5. Que représente la force d’un acide en chimie acido-basique ?

6. Pour un couple acide/base AH/A−\mathrm{AH/A^-}AH/A−, que peut-on conclure si le pH de la solution est supérieur au pKa ?

7. Quelle est la fonction d’un diagramme logarithmique des concentrations en chimie des solutions ?

8. Quelle distinction caractérise une réaction acido-basique de constante d’équilibre K>102K>10^2K>102 par rapport à une réaction de constante K<1K<1K<1 ?

9. Pourquoi l’approximation pH=−log⁡C\mathrm{pH}=-\log CpH=−logC est-elle valable pour un acide fort de concentration au moins égale à 10−6 mol L−110^{-6}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}10−6 molL−1 ?

10. Pour appliquer la méthode de la réaction prépondérante à un mélange contenant plusieurs couples acido-basiques, quelle démarche permet d’identifier l’équilibre qui fixe le pH ?

11. Quelles entités et quel phénomène caractérisent une réaction acido-basique selon Brønsted ?

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1. Lors d’une transformation, l’entité $\mathrm{AH}$ cède un proton $\mathrm{H^+}$ et devient $\mathrm{A^-}$ . Quel rôle joue $\mathrm{AH}$ ?

2. Dans une solution, $\mathrm{CH_3COOH}$ cède un proton à $\mathrm{NH_3}$ pour former $\mathrm{CH_3COO^-}$ et $\mathrm{NH_4^+}$ . Comment classer cette transformation ?

3. À $25\ ^\circ\mathrm{C}$ et sous une pression de $10^5\ \mathrm{Pa}$ , une solution a $[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-4}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle expression permet de calculer son pH ?

4. À $25\ ^\circ\mathrm{C}$ et sous pression atmosphérique, une mesure dans l’eau pure indique $[\mathrm{OH^-}]=10^{-7}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelles valeurs sont attendues pour $[\mathrm{H_3O^+}]$ et le pH ?

6. Pour un couple acide/base $\mathrm{AH/A^-}$ , que peut-on conclure si le pH de la solution est supérieur au pKa ?

8. Quelle distinction caractérise une réaction acido-basique de constante d’équilibre $K>10^2$ par rapport à une réaction de constante $K<1$ ?

9. Pourquoi l’approximation $\mathrm{pH}=-\log C$ est-elle valable pour un acide fort de concentration au moins égale à $10^{-6}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ ?