QCM : Mesure du pH et dilutions (15 questions)

Explication

Le pH mesure le degré d’acidité d’une solution et se situe sur une échelle allant de 0 à 14. La température, la concentration en solvant et la masse volumique sont d’autres grandeurs physiques qui ne définissent pas le pH.

Explication

Le pH dépend du logarithme négatif du rapport entre la concentration en ions oxonium et la concentration standard. La relation logarithmique sans signe négatif et les deux rapports algébriques ne traduisent pas cette définition.

Explication

Avec une concentration standard égale à $1\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$, on utilise $[H_3O^+]=10^{-pH}$, ce qui donne $10^{-3}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$. Le pH ne doit pas être traité comme une concentration et l’exposant doit être l’opposé du pH.

Explication

Le pH-mètre mesure d’abord une tension entre deux électrodes, puis un calculateur la convertit en pH. La concentration en ions oxonium est liée au pH, mais elle n’est pas la grandeur électrique mesurée directement par l’appareil.

Explication

Entre deux mesures, la sonde doit être plongée dans de l’eau distillée afin d’être conservée dans de bonnes conditions. La solution étudiée sert à effectuer la mesure, tandis qu’une solution concentrée ou un nouvel échantillon ne convient pas à ce maintien.

Explication

L’étalonnage est nécessaire pour tenir compte de l’influence de la température et des caractéristiques propres de la sonde. Les autres propositions attribuent au pH-mètre des mesures de volume, de concentration ou de masse qui ne justifient pas son étalonnage.

Explication

Une dilution consiste à prélever une portion de la solution mère avec une verrerie précise, à la transférer dans une fiole jaugée et à compléter avec le solvant. La solution mère est la solution initiale concentrée, tandis que la solution fille est obtenue après cette opération.

Explication

La solution mère d’acide chlorhydrique possède une concentration en ions oxonium de $0,10\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$. La valeur $0,010\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$ correspond à une concentration dix fois plus faible, typique d’une solution diluée.

Explication

Pour S2, le rapport de dilution est $C=\frac{1,0\times10^{-1}}{1,0\times10^{-2}}=10$. La valeur $5$ concerne S4, tandis que les valeurs inférieures ou supérieures ne correspondent pas au rapport indiqué pour S2.

Explication

L’étalonnage commence avec le tampon de pH 7 et se poursuit avec celui de pH 4, après préparation soigneuse de la sonde. L’ordre inverse ne correspond pas à la procédure expérimentale indiquée.

Explication

La sonde est rincée à l’eau distillée, essuyée avec du papier Joseph, puis immergée dans la solution à mesurer avant une agitation douce et l’attente de la stabilisation. L’immersion dans l’eau distillée ne fournit pas le pH de la solution étudiée.

Explication

Python utilise un point pour séparer la partie entière de la partie décimale, par exemple 1.48. La virgule correspond à l’écriture courante française, mais elle n’a pas le même rôle dans une valeur décimale Python.

Explication

Le modèle applique la relation $pH_{th}=-\log_{10}(c_{th})$ aux concentrations calculées. Retirer le signe négatif ou remplacer le logarithme par une exponentielle modifierait la relation entre concentration et pH.

Explication

L’axe horizontal porte la concentration en ions H3O+, tandis que l’axe vertical porte le pH ; le modèle est tracé en rouge et les mesures utilisent des marqueurs « + ». Inverser les axes ou changer les signes graphiques ne correspond pas à la représentation prévue.

Explication

La conclusion repose sur la comparaison entre les points expérimentaux et le modèle théorique afin d’évaluer leur concordance. La couleur de la courbe ou l’égalité des concentrations ne permet pas à elle seule de valider la relation étudiée.