Flashcards : Équilibres en solution aqueuse (92 cartes)

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1Question

Que consomme entièrement une réaction totale ?

Réponse

Le réactif limitant.

2Question

Quelles étapes permettent de déterminer l’état final d’une réaction chimique ?

Réponse

Écrire l’équation et le tableau d’avancement, identifier le type de réaction, puis calculer l’avancement volumique.

3Question

Comment calculer la constante d’équilibre d’une réaction cible, somme de plusieurs réactions ?

Réponse

En multipliant les constantes d’équilibre des réactions additionnées.

4Question

Quel rôle joue généralement la réaction prépondérante dans un système chimique ?

Réponse

Elle fixe les concentrations des espèces majoritaires.

5Question

Comment caractérise-t-on souvent la réaction prépondérante parmi les réactions possibles ?

Réponse

C’est souvent la réaction la plus avancée, faisant intervenir les espèces majoritaires.

6Question

Quelles électrodes compare un pH-mètre pour mesurer une tension ?

Réponse

Une électrode de verre et une électrode de référence.

7Question

Quel potentiel possède l’électrode de référence d’un pH-mètre ?

Réponse

Un potentiel constant.

8Question

Quelle est la précision approximative d’une mesure de pH ?

Réponse

Environ 0,05 unité de pH.

9Question

Quelles étapes permettent de calculer le pH d’une solution aqueuse ?

Réponse

Recenser les espèces et réactions, choisir la réaction prépondérante et les simplifications, établir le tableau d’avancement, calculer [H3O+][\mathrm{H_3O^+}] ou [HO−][\mathrm{HO^-}], déterminer le pH et valider les hypothèses.

10Question

Quand l’autoprotolyse de l’eau est-elle généralement négligeable pour un acide ?

Réponse

Quand l’acide apporte plus de 10−6 mol⋅L−110^{-6}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} en H3O+\mathrm{H_3O^+}, soit pour un pH calculé inférieur à 6.

11Question

Quel effet l’autoprotolyse a-t-elle sur le pH d’un acide fort très dilué ?

Réponse

Le pH reste proche de 7, mais inférieur à 7.

12Question

Quelle concentration distingue une espèce majoritaire d’une espèce simplement prédominante ?

Réponse

Une espèce majoritaire a une concentration au moins dix fois supérieure à celles des autres espèces.

13Question

Qu’est-ce qu’une solution tampon ?

Réponse

Un mélange d’un acide faible et de sa base conjuguée dont le pH varie peu lors d’ajouts ou d’une dilution modérés.

14Question

Quelle relation donne le pH d’un tampon HA/A⁻ ?

Réponse

pH=pKa+log⁡(Cb,iCa,i)pH = pKa + \log\left(\frac{C_{b,i}}{C_{a,i}}\right)

15Question

Quelles sont les deux étapes du titrage d’un diacide par HO⁻ ?

Réponse

H₂A + HO⁻ → HA⁻ + H₂O, puis HA⁻ + HO⁻ → A²⁻ + H₂O.

16Question

Quand deux acidités d’un polyacide peuvent-elles produire un seul saut de pH ?

Réponse

Lorsque leurs pKa sont proches.

17Question

Quelle est la formule générale d’un complexe ?

Réponse

[MLn][ML_n]

18Question

Quel rôle joue le métal central dans un complexe selon Lewis ?

Réponse

Un acide accepteur d’électrons.

19Question

Qu’est-ce qu’un ligand polydente ?

Réponse

Une espèce possédant plusieurs atomes porteurs de doublets non liants capables de se lier au métal.

20Question

Combien de liaisons l’EDTA peut-il établir au maximum avec un métal ?

Réponse

Six liaisons.

21Question

Comment s’écrit la formation générale du complexe entre l’EDTA et un cation métallique de charge n+n+ ?

Réponse

Mn++Y4−⇌[MY](4−n)−\mathrm{M^{n+}+Y^{4-}\rightleftharpoons[MY]^{(4-n)-}}

22Question

Quel est le log β du complexe de l’EDTA avec le fer(III) ?

Réponse

25,1.

23Question

Pourquoi la stabilité d’un complexe métallique avec l’EDTA diminue-t-elle quand le pH baisse ?

Réponse

La protonation consomme les ions Y4−Y^{4-} et favorise la dissociation du complexe.

24Question

Quel pH minimal permet la formation quantitative des complexes EDTA de Fe³⁺ ?

Réponse

pH 2.

25Question

Lors du titrage direct du calcium par l’EDTA à pH 10, que se passe-t-il à l’équivalence ?

Réponse

Le NET libéré change la couleur de la solution.

26Question

Dans quel sens une hausse de température déplace-t-elle un équilibre ?

Réponse

Dans le sens endothermique.

27Question

Comment évolue généralement la solubilité d’une dissolution endothermique quand la température augmente ?

Réponse

Elle augmente généralement.

28Question

Quel effet un ion commun déjà présent a-t-il sur la dissolution et la solubilité ?

Réponse

Il favorise la formation du solide et diminue la solubilité.

29Question

Que provoque la consommation d’un ion du précipité par une réaction secondaire ?

Réponse

Le déplacement vers la dissolution et l’augmentation de la solubilité.

30Question

Quelle est la formule générale d’un hydroxyde métallique solide ?

Réponse

M(OH)n(s)\mathrm{M(OH)_n(s)}

31Question

Comment une baisse du pH modifie-t-elle la solubilité d’un hydroxyde métallique ?

Réponse

Elle l’augmente.

32Question

Quel produit ionique caractérise la limite de précipitation de Mn(OH)₂ ?

Réponse

[Mn2+]i[HO−]lim2=Ks[\mathrm{Mn^{2+}}]_i[\mathrm{HO^-}]_{\mathrm{lim}}^2=K_s

33Question

Quelle relation lie l’enthalpie libre d’une demi-équation redox à son potentiel ?

Réponse

Δ1/2G=−nFE\Delta_{1/2}G=-nFE

34Question

Quel effet la précipitation ou la complexation de l’oxydant a-t-elle sur le potentiel du couple ?

Réponse

Elle diminue le potentiel du couple.

35Question

Quelles espèces la réaction redox privilégiée met-elle généralement en jeu ?

Réponse

L’oxydant le plus fort et le réducteur le plus fort présents.

36Question

Quelle expression relie ΔrG∘\Delta_rG^\circ aux potentiels standards d’une réaction redox ?

Réponse

ΔrG∘=−nF(Eox∘−Ered∘)\Delta_rG^\circ=-nF(E^\circ_{\mathrm{ox}}-E^\circ_{\mathrm{red}})

37Question

Quelles conditions doit respecter la réaction d’un titrage redox potentiométrique ?

Réponse

Elle doit être quantitative, rapide et unique.

38Question

À l’équivalence d’un titrage, dans quelles proportions les réactifs ont-ils été ajoutés ?

Réponse

Dans les proportions stœchiométriques.

39Question

Quelle énergie une pile convertit-elle en énergie électrique ?

Réponse

L’énergie chimique d’une réaction redox spontanée.

40Question

Quelle borne d’une pile possède le potentiel le plus élevé ?

Réponse

La borne positive.

41Question

Quelle réaction a lieu à la cathode d’une pile en fonctionnement ?

Réponse

La réduction de l’oxydant le plus fort.

42Question

Quelle condition sur KK caractérise une réaction peu avancée ?

Réponse

K<10−3K < 10^{-3}.

43Question

Quelle condition sur KK caractérise une réaction notablement avancée ?

Réponse

10−3<K<10310^{-3} < K < 10^3.

44Question

À quoi assimile-t-on l’avancement final d’une réaction quantitative ?

Réponse

À l’avancement correspondant à la disparition quasi complète du réactif limitant.

45Question

Quelles espèces coexistent à l’équilibre d’une réaction chimique ?

Réponse

Les réactifs non consommés et les produits.

46Question

Quelle constante d’équilibre obtient-on en soustrayant la réaction de formation du complexe amminé de la réaction chlorée ?

Réponse

K2/K1K_2/K_1

47Question

Que consiste à faire l’approximation de la réaction prépondérante ?

Réponse

Négliger les autres réactions.

48Question

Comment faut-il valider l’approximation de la réaction prépondérante ?

Réponse

A posteriori.

49Question

Quelle relation relie la tension mesurée au pH affiché par un pH-mètre ?

Réponse

Umesureˊe=a pHafficheˊ+bU_{\mathrm{mesurée}} = a\,pH_{\mathrm{affiché}} + b

50Question

Avec quelles solutions étalonne-t-on un pH-mètre ?

Réponse

Avec des solutions tampons de pH fixé.

51Question

Quels couples de pH peuvent servir à étalonner un pH-mètre ?

Réponse

Les couples 4 et 7, ou 7 et 10.

52Question

Quelles concentrations l’autoprotolyse de l’eau produit-elle près de pH 7 ?

Réponse

Des concentrations de l’ordre de 10−7 mol⋅L−110^{-7}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} en H3O+\mathrm{H_3O^+} et en HO−\mathrm{HO^-}.

53Question

Quelle relation vérifie l’autoprotolyse pour un acide ou une base forte très dilué(e) ?

Réponse

Ke=(c+ξV) ξVK_e=(c+\xi_V)\,\xi_V.

54Question

Quand la relation de pH du tampon est-elle valable ?

Réponse

Lorsque les concentrations initiales sont du même ordre, la solution n’est pas trop diluée et le pKa est éloigné de 0 et de 14.

55Question

Quelles sont les trois méthodes de préparation d’une solution tampon ?

Réponse

Mélanger HA et A⁻, ajouter une base forte à HA ou ajouter un acide fort à A⁻.

56Question

Que mesure le pouvoir tampon d’une solution ?

Réponse

Son aptitude à limiter les variations de pH lors de l’ajout d’ions H₃O⁺ ou HO⁻.

57Question

Quelle formule définit le pouvoir tampon β ?

Réponse

β=ΔcΔpH=n(ajout)V ΔpH\beta = \frac{\Delta c}{\Delta pH} = \frac{n(\mathrm{ajout})}{V\,\Delta pH}

58Question

Quelle relation relie les volumes d’équivalence d’un diacide titré par une base ?

Réponse

Véqu₂ = 2 Véqu₁.

59Question

À la première demi-équivalence d’un diacide peu dissocié initialement, quelle relation vérifie-t-on ?

Réponse

[H₂A] = [HA⁻] et pH = pKa₁.

60Question

Quel effet peut avoir un pKa supérieur à 8 lors d’un titrage par une base ?

Réponse

La réaction peut ne produire aucun saut de pH notable.

61Question

Combien de sauts produit le titrage présenté de l’acide phosphorique, et pourquoi ?

Réponse

Deux sauts, car HPO₄²⁻ est trop faible comme acide pour produire un saut notable.

62Question

Quelle relation relie βn\beta_n aux constantes successives KfiK_{f_i} ?

Réponse

βn=Kf1×Kf2×⋯×Kfn\beta_n = K_{f_1} \times K_{f_2} \times \cdots \times K_{f_n}

63Question

Quels cycles caractérisent un chélate ?

Réponse

Des cycles de 5 ou 6 atomes formés avec le centre métallique.

64Question

Quelle est la formule simplifiée de l’EDTA ?

Réponse

H4YH_4Y

65Question

Comment s’écrit la formation du complexe entre l’EDTA et le calcium ?

Réponse

Ca2++Y4−⇌[CaY]2−\mathrm{Ca^{2+}+Y^{4-}\rightleftharpoons[CaY]^{2-}}

66Question

Comment la charge d’un cation influence-t-elle généralement la stabilité de son complexe avec l’EDTA ?

Réponse

Plus le cation est chargé, plus son complexe est stable.

67Question

Quelle est la constante de l’échange entre les complexes MgY et CaY avec l’EDTA ?

Réponse

K=100K=100.

68Question

À pH 8, quelle est la constante de l’équilibre entre [MgY]2−\mathrm{[MgY]^{2-}} et H3O+\mathrm{H_3O^+} ?

Réponse

K=32K=32.

69Question

Pourquoi le pH de formation d’un complexe avec l’EDTA ne doit-il pas être trop élevé ?

Réponse

L’hydroxyde du cation peut précipiter.

70Question

À pH 10, quelle couleur prend le complexe entre le NET et le calcium ?

Réponse

Rouge.

71Question

Comment évolue la solubilité si la précipitation est endothermique et que la température augmente ?

Réponse

Elle diminue.

72Question

Quelle relation intégrée de van’t Hoff décrit la dissolution ?

Réponse

ln⁡Ks,2Ks,1=−ΔdissH∘R(1T2−1T1)\ln\frac{K_{s,2}}{K_{s,1}}=-\frac{\Delta_{\mathrm{diss}}H^\circ}{R}\left(\frac{1}{T_2}-\frac{1}{T_1}\right)

73Question

À quelle relation intégrée associe-t-on la dissolution dans l’unité consacrée à van’t Hoff ?

Réponse

À la relation intégrée de van’t Hoff.

74Question

Quel effet la formation d’un ion du précipité par une réaction secondaire a-t-elle sur l’équilibre ?

Réponse

L’effet inverse de la consommation de cet ion.

75Question

Quelle est la solubilité de NaOH et KOH ?

Réponse

Ils sont très solubles.

76Question

Quelle équation décrit la dissolution de Mn(OH)₂ ?

Réponse

Mn(OH)2(s)⇌Mn2+(aq)+2HO−(aq)\mathrm{Mn(OH)_2(s)\rightleftharpoons Mn^{2+}(aq)+2HO^-(aq)}

77Question

Quel pH aberrant obtient-on pour VO(OH)₂ sans tenir compte de l’autoprotolyse de l’eau ?

Réponse

6,26.

78Question

Comment le potentiel d’un couple redox se mesure-t-il par rapport à une électrode de référence ?

Réponse

Umesureˊe=Ecouple−EreˊfU_{\mathrm{mesurée}}=E_{\mathrm{couple}}-E_{\mathrm{réf}}

79Question

Quelle est la valeur du potentiel de l’ESH ?

Réponse

0 V0\,\mathrm{V}

80Question

Quelle expression donne le potentiel du couple MnO4−/Mn2+\mathrm{MnO_4^-}/\mathrm{Mn^{2+}} en fonction du pH et des concentrations ?

Réponse

E=1,51−0,096 pH+0,012log⁡[MnO4−][Mn2+]  VE=1{,}51-0{,}096\,\mathrm{pH}+0{,}012\log\frac{[\mathrm{MnO_4^-}]}{[\mathrm{Mn^{2+}}]}\;\mathrm{V}

81Question

Quelle relation relie les potentiels standards de AgCl(s)/Ag(s)\mathrm{AgCl(s)/Ag(s)} et Ag+/Ag(s)\mathrm{Ag^+/Ag(s)} à 25 °C ?

Réponse

EAgCl/Ag∘=EAg+/Ag∘+0,06log⁡KsE^\circ_{\mathrm{AgCl/Ag}}=E^\circ_{\mathrm{Ag^+/Ag}}+0{,}06\log K_s

82Question

Que conclut-on si l’écart de potentiels standards dépasse 0,25 V ?

Réponse

K>104K>10^4 et la réaction est quantitative.

83Question

Qu’est-ce qu’une espèce amphotère redox ?

Réponse

Une espèce oxydante dans un couple et réductrice dans un autre.

84Question

Quelle équation représente la dismutation favorisée de H2O2\mathrm{H_2O_2} ?

Réponse

2H2O2⇌O2+2H2O\mathrm{2H_2O_2\rightleftharpoons O_2+2H_2O}

85Question

Quelle relation relie KK aux potentiels standards redox à 25 °C ?

Réponse

log⁡K=n(Eox∘−Ered∘)0,06\log K=\frac{n(E^\circ_{\mathrm{ox}}-E^\circ_{\mathrm{red}})}{0{,}06}

86Question

Comment déterminer graphiquement le volume équivalent d’un titrage potentiométrique ?

Réponse

Par la méthode des tangentes.

87Question

Quelle valeur de K le cours attribue-t-il au titrage de Fe²⁺ par MnO₄⁻ en milieu acide ?

Réponse

K=1061,7K=10^{61,7}

88Question

Quelle formule donne la concentration titrée lors du titrage de Fe²⁺ par MnO₄⁻ ?

Réponse

C1=5C2VeqV1C_1=\frac{5C_2V_{\mathrm{eq}}}{V_1}

89Question

Quel est le potentiel à l’équivalence du titrage de Fe²⁺ par MnO₄⁻, par rapport à l’ESH ?

Réponse

1,39 V.

90Question

Dans quel sens les électrons circulent-ils dans le circuit extérieur d’une pile ?

Réponse

De la borne négative vers la borne positive.

91Question

Quelle formule donne la force électromotrice d’une pile à courant nul ?

Réponse

f.e.m.=E(+)−E(−)\mathrm{f.e.m.}=E_{(+)}-E_{(-)}

92Question

Quelle formule relie la charge débitée par une pile à l’intensité et à la quantité d’électrons ?

Réponse

Q=∫0tI(τ) dτ=N(e−)FQ=\int_0^t I(\tau)\,\mathrm d\tau=N(e^-)F

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Teste tes connaissances avec un QCM de 43 questions sur Équilibres en solution aqueuse.

1. À l’état final d’une transformation, on trouve encore des réactifs ainsi que des produits. De quel type de réaction s’agit-il ?

2. Pour déterminer la composition finale d’un système chimique, quelle démarche faut-il suivre ?

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