QCM : Lois de conductivité et spectrophotométrie — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle grandeur la loi de Beer-Lambert permet-elle de déterminer à partir d’une absorbance mesurée ?

Une concentration ou une quantité de matière
Une conductivité ou une résistance électrique
Une longueur d’onde ou une fréquence lumineuse
Une température ou une pression de solution

Une concentration ou une quantité de matière

Explication

La loi de Beer-Lambert relie l’absorbance à la concentration ou à la quantité de matière d’une espèce absorbante. La conductivité relève de la loi de Kohlrausch, et non de cette relation spectrophotométrique.

2. Lorsqu’une loi de Beer-Lambert ou de Kohlrausch est utilisée dans un exercice, quelle précaution doit être prise ?

Citer le domaine de validité de la relation utilisée
Utiliser une concentration exprimée dans une unité quelconque
Remplacer la grandeur mesurée par une grandeur voisine
Vérifier que les ions possèdent tous la même charge

Citer le domaine de validité de la relation utilisée

Explication

L’exploitation correcte de ces lois exige de préciser le domaine dans lequel la relation est valable. La nature des ions ou l’unité choisie ne dispense pas de cette justification.

3. Comment une identification spectroscopique permet-elle de reconnaître une espèce chimique ou un groupe caractéristique ?

En déduisant la masse molaire à partir de la température d’ébullition
En comparant un spectre mesuré à des données spectrales tabulées
En calculant la quantité de matière à partir du volume de la cuve
En comparant la conductivité mesurée à celle d’une solution étalon

En comparant un spectre mesuré à des données spectrales tabulées

Explication

L’identification spectroscopique repose sur la comparaison de données tabulées d’un spectre infrarouge ou UV-visible avec les observations. Une conductivité ou une température d’ébullition ne fournit pas directement cette identification spectrale.

4. Pour déterminer la concentration d’une solution à partir de sa conductivité, quelles informations faut-il prendre en compte ?

Les ions présents et leurs conductivités molaires ioniques
La longueur d’onde utilisée et l’absorbance mesurée
La masse du récipient et la température de fusion du soluté
La couleur de la solution et la largeur de la cuve

Les ions présents et leurs conductivités molaires ioniques

Explication

La conductivité dépend des ions présents, de leurs conductivités molaires ioniques et de leur concentration. Une conductivité mesurée ne permet donc pas de déduire une concentration sans connaître la composition ionique de la solution.

5. À 25 °C, quelle conductivité molaire ionique est la plus élevée entre λ(H3O+)\lambda(\mathrm{H_3O^+}) et λ(HO−)\lambda(\mathrm{HO^-}) ?

λ(HO−)=19,8 mS⋅m2⋅mol−1\lambda(\mathrm{HO^-}) = 19{,}8\ \mathrm{mS\cdot m^2\cdot mol^{-1}}
Les deux conductivités molaires ioniques sont égales
λ(H3O+)=34,97 mS⋅m2⋅mol−1\lambda(\mathrm{H_3O^+}) = 34{,}97\ \mathrm{mS\cdot m^2\cdot mol^{-1}}
La valeur dépend de la concentration totale de la solution

$$\lambda(\mathrm{H_3O^+}) = 34{,}97\ \mathrm{mS\cdot m^2\cdot mol^{-1}}$$

Explication

À 25 °C, l’ion oxonium possède une conductivité molaire ionique de 34,97 mS⋅m2⋅mol−134{,}97\ \mathrm{mS\cdot m^2\cdot mol^{-1}}, supérieure à celle de l’ion hydroxyde, qui vaut 19,8 mS⋅m2⋅mol−119{,}8\ \mathrm{mS\cdot m^2\cdot mol^{-1}}. Ces deux valeurs tabulées sont distinctes et ne sont pas fixées par la concentration totale.

6. Pour une solution de permanganate de potassium dont l’absorbance vaut A=0,050A = 0{,}050 dans une cuve de largeur l=1,0 cml = 1{,}0\ \mathrm{cm}, quelle relation permet de déterminer la concentration ?

A=ε cl2A = \frac{\varepsilon\,c}{l^2}
A=cε lA = \frac{c}{\varepsilon\,l}
A=ε+l+cA = \varepsilon + l + c
A=ε l cA = \varepsilon\,l\,c

$$A = \varepsilon\,l\,c$$

Explication

La loi de Beer-Lambert s’écrit A=ε l cA = \varepsilon\,l\,c, ce qui permet ensuite d’isoler la concentration recherchée. Les autres expressions ne correspondent pas à la relation entre absorbance, coefficient d’extinction, largeur de cuve et concentration.

7. Quelle affirmation décrit correctement le coefficient d’extinction molaire du permanganate de potassium à 525 nm ?

Il vaut 2,3×103 L⋅mol−1⋅cm−12{,}3\times10^3\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}\cdot cm^{-1}} et dépend de la largeur de cuve
Il vaut 2,3×103 L⋅mol−1⋅cm−12{,}3\times10^3\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}\cdot cm^{-1}} et dépend de la longueur d’onde
Il vaut 1,0 L⋅mol−1⋅cm−11{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}\cdot cm^{-1}} et dépend de l’absorbance
Il vaut 525 L⋅mol−1⋅cm−1525\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}\cdot cm^{-1}} et dépend de la concentration

Il vaut $$2{,}3\times10^3\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}\cdot cm^{-1}}$$ et dépend de la longueur d’onde

Explication

À 525 nm, le coefficient d’extinction molaire de KMnO4\mathrm{KMnO_4} est 2,3×103 L⋅mol−1⋅cm−12{,}3\times10^3\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}\cdot cm^{-1}}, et sa valeur dépend de la longueur d’onde. La largeur de cuve intervient séparément dans la loi de Beer-Lambert et ne définit pas ce coefficient.

8. Quelle séquence décrit correctement un dosage spectrophotométrique du diiode ?

Choisir la longueur d’onde, établir l’étalonnage, tracer la courbe, puis déterminer la concentration inconnue
Mesurer la solution inconnue, choisir la longueur d’onde, préparer les étalons, puis tracer la courbe
Préparer les étalons, déterminer la concentration inconnue, choisir le spectre, puis calculer l’absorbance
Tracer la courbe, déterminer la concentration inconnue, choisir la longueur d’onde, puis mesurer les étalons

Choisir la longueur d’onde, établir l’étalonnage, tracer la courbe, puis déterminer la concentration inconnue

Explication

Le dosage commence par le choix de la longueur d’onde à partir du spectre, puis relie l’absorbance à la concentration grâce aux étalons avant d’utiliser la courbe pour l’inconnue. Mesurer l’inconnue avant de construire l’étalonnage inverse l’ordre logique de la méthode.

9. Quelles valeurs correspondent aux solutions étalons de diiode utilisées dans des cuves de largeur l=1,0 cml = 1{,}0\ \text{cm} ?

Concentrations de 41, 220, 703 et 872 μmol⋅L−1\mu\text{mol·L}^{-1}, avec des absorbances de 0,050, 0,250, 0,750 et 1,000
Concentrations de 50, 250, 750 et 1000 μmol⋅L−1\mu\text{mol·L}^{-1}, avec des absorbances de 0,041, 0,220, 0,703 et 0,872
Concentrations de 0,041, 0,220, 0,703 et 0,872 μmol⋅L−1\mu\text{mol·L}^{-1}, avec des absorbances de 50, 250, 750 et 1000
Concentrations de 50, 250, 750 et 1000 μmol⋅L−1\mu\text{mol·L}^{-1}, avec des absorbances de 0,050, 0,250, 0,750 et 1,000

Concentrations de 50, 250, 750 et 1000 $$\mu\text{mol·L}^{-1}$$, avec des absorbances de 0,041, 0,220, 0,703 et 0,872

Explication

Les étalons associent bien les concentrations 50, 250, 750 et 1000 μmol⋅L−1\mu\text{mol·L}^{-1} aux absorbances 0,041, 0,220, 0,703 et 0,872 dans une cuve de 1,0 cm. Les autres propositions arrondissent ou intervertissent les concentrations et les absorbances.

10. Lorsqu’une solution inconnue de diiode présente une absorbance de 0,506 à la longueur d’onde d’étude, comment détermine-t-on sa concentration ?

En additionnant 0,506 aux absorbances étalons avant de comparer les concentrations obtenues
En reportant 0,506 sur l’axe des absorbances et en lisant graphiquement la concentration correspondante sur la courbe d’étalonnage
En utilisant 0,506 comme une concentration puis en recherchant l’absorbance correspondante dans le tableau
En remplaçant chaque absorbance étalon par 0,506 afin de recalculer les concentrations des solutions étalons

En reportant 0,506 sur l’axe des absorbances et en lisant graphiquement la concentration correspondante sur la courbe d’étalonnage

Explication

L’absorbance 0,506 appartient à la solution inconnue et doit être reportée sur la courbe d’étalonnage pour lire la concentration correspondante. Les autres absorbances servent à construire cette courbe et ne doivent pas être remplacées par la valeur de l’inconnue.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 26 flashcards sur Lois de conductivité et spectrophotométrie.

Quelle loi utilise l'absorbance pour déterminer une concentration ?

La loi de Beer-Lambert.

Quelle loi utilise la conductivité pour déterminer une concentration ?

La loi de Kohlrausch.

Qu'impose l'exploitation des lois de Beer-Lambert et Kohlrausch ?

De citer leur domaine de validité.

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Lois de conductivité et spectrophotométrie.

Voir la fiche →

Cours similaires

Équations et suites arithmétiques

Mathématiques

Structures médico-sociales et accompagnement

Nombres entiers et symétries

Mathématiques

Suites géométriques

Mathématiques

Le rayonnement solaire

Physique

Organisation fonctionnelle des plantes

SVT

Crée tes propres QCM

Importe ton cours et l'IA génère des QCM avec corrections en 30 secondes.

Générateur de QCM