QCM : Mesures et dosages chimiques — 21 questions

Question 1

1. Sur quel phénomène la spectroscopie fonde-t-elle l’analyse de la matière ?

Sur les variations de masse provoquées par un chauffage progressif

Sur la mesure de la conductivité électrique d’une solution

Sur la séparation des constituants selon leur température d’ébullition

Sur les interactions entre la matière et des radiations électromagnétiques

Explication

La spectroscopie analyse la matière en étudiant ses interactions avec des radiations électromagnétiques. La séparation par température d’ébullition relève plutôt de techniques chromatographiques ou thermiques, et non du principe général de la spectroscopie.

Answer

Sur les interactions entre la matière et des radiations électromagnétiques

Question 2

2. Laquelle de ces techniques appartient aux principales formes de spectroscopie citées ?

La calorimétrie différentielle à balayage

La chromatographie liquide haute performance

La potentiométrie à électrode sélective

La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire

Explication

La résonance magnétique nucléaire fait partie des principales formes de spectroscopie citées, avec les spectroscopies UV-visible, infrarouge et micro-onde. Les autres techniques proposées reposent respectivement sur une séparation, une mesure électrique et une analyse thermique.

Answer

La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire

Question 3

3. Quelle grandeur caractérise l’absorption d’une radiation lumineuse de longueur d’onde donnée par une substance ?

L’absorbance

La concentration molaire

La transmittance

Le coefficient d’absorption molaire

Explication

L’absorbance quantifie l’absorption d’une radiation lumineuse par la substance à une longueur d’onde donnée. La transmittance décrit la transmission de la lumière, tandis que la concentration et le coefficient molaire sont d’autres grandeurs intervenant dans la loi de Beer-Lambert.

Answer

L’absorbance

Question 4

4. Une solution possède un coefficient d’absorption molaire $\varepsilon = 200\ \mathrm{L\,mol^{-1}\,cm^{-1}}$ , une épaisseur $\ell = 1\ \mathrm{cm}$ et une concentration $c = 0{,}010\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle absorbance prédit la loi de Beer-Lambert $A=\varepsilon\ell c$ ?

A=0{,}50\ \mathrm{cm}

A=2{,}0

, sans unité

A=0{,}002\ \mathrm{L\,mol^{-1}}

A=20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

Explication

En appliquant $A=\varepsilon\ell c$ , on obtient $A=200\times1\times0{,}010=2{,}0$ , et l’absorbance est sans unité. L’épaisseur et la concentration possèdent des unités, mais elles ne constituent pas l’unité de l’absorbance.

Answer

$$A=2{,}0$$, sans unité

Question 5

5. Quel domaine de rayonnement est étudié en spectroscopie infrarouge pour analyser des composés organiques ?

Des rayonnements de longueur d’onde inférieure à 200 nm

Des ondes radio de longueur d’onde voisine du mètre

Des rayonnements gamma de longueur d’onde très courte

Des rayonnements de longueur d’onde supérieure à 800 nm

Explication

La spectroscopie infrarouge étudie l’absorption de rayonnements électromagnétiques dont la longueur d’onde est supérieure à 800 nm. Les ondes radio et les rayonnements gamma appartiennent à d’autres domaines du spectre électromagnétique.

Answer

Des rayonnements de longueur d’onde supérieure à 800 nm

Question 6

6. Pourquoi un spectre infrarouge peut-il aider à identifier certains groupes caractéristiques d’un composé organique ?

Parce que le rayonnement infrarouge met les liaisons chimiques en vibration

Parce que le rayonnement infrarouge sépare les molécules selon leur masse

Parce que le rayonnement infrarouge provoque principalement des transitions électroniques

Parce que le rayonnement infrarouge mesure directement la concentration de chaque espèce

Explication

Le rayonnement infrarouge fournit une énergie qui met les liaisons chimiques en vibration, et les vibrations observées peuvent révéler certains groupes caractéristiques. Les transitions électroniques sont principalement associées à la spectrophotométrie UV-visible, tandis que la séparation selon la masse et la mesure directe de concentration relèvent d’autres méthodes.

Answer

Parce que le rayonnement infrarouge met les liaisons chimiques en vibration

Question 7

7. Quelle relation définit la conductance $G$ d’une portion de solution électrolytique de résistance $R$ ?

G=\frac{1}{R}

G=R^2

G=R

G=\frac{1}{R^2}

Explication

La conductance est l’inverse de la résistance, selon $G=\frac{1}{R}$ , et son unité est le siemens. L’égalité $G=R$ confond deux grandeurs réciproques.

Answer

$$G=\frac{1}{R}$$

Question 8

8. À conductivité constante, comment évolue la conductance d’une cellule si sa surface conductrice $S$ augmente tandis que sa longueur $\ell$ reste inchangée ?

Elle augmente proportionnellement à

S

.

Elle devient indépendante de la géométrie.

Elle diminue proportionnellement à

S

.

Elle reste fixée par la température.

Explication

La relation $G=\frac{S}{\ell}\sigma$ montre que la conductance augmente avec la surface lorsque $\ell$ et $\sigma$ sont constantes. Elle dépend donc encore de la géométrie de la cellule.

Answer

Elle augmente proportionnellement à $$S$$.

Question 9

9. Dans la limite des faibles concentrations, quelle expression représente la loi de Kohlrausch pour la conductivité totale ?

\sigma=\sum_i\lambda_i[X_i]

\sigma=\frac{\lambda_i}{[X_i]}

\sigma=\lambda_i+[X_i]

\sigma=\sum_i\frac{[X_i]}{\lambda_i}

Explication

La loi de Kohlrausch additionne les contributions de chaque ion sous la forme $\lambda_i[X_i]$ . La conductivité molaire ionique $\lambda_i$ décrit la contribution d’un ion, et non la somme totale.

Answer

$$\sigma=\sum_i\lambda_i[X_i]$$

Question 10

10. Dans quelle condition de concentration la loi de Kohlrausch peut-elle être appliquée ?

Pour une concentration inférieure ou égale à

10^{-2}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

.

Pour une concentration indépendante de la quantité de soluté.

Pour une concentration supérieure à

10^{-2}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

.

Pour une concentration comprise entre

10^{-1}

et

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

.

Explication

La loi de Kohlrausch est valable lorsque la concentration est inférieure ou égale à $10^{-2}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Les concentrations plus élevées sortent du domaine de validité indiqué.

Answer

Pour une concentration inférieure ou égale à $$10^{-2}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$.

Question 11

11. Quel est l’objectif d’un dosage par titrage ?

Déterminer la concentration molaire d’une solution inconnue grâce à une solution de concentration connue.

Identifier la nature d’un ion sans faire intervenir de réaction chimique.

Mesurer la température d’une solution inconnue avec une cellule conductimétrique.

Préparer une solution connue en diluant un échantillon de concentration inconnue.

Explication

Un dosage par titrage détermine la concentration de la solution inconnue à partir de sa réaction avec une solution étalon. La mesure de température ne constitue pas l’objectif général d’un titrage.

Answer

Déterminer la concentration molaire d’une solution inconnue grâce à une solution de concentration connue.

Question 12

12. Lors d’un titrage, quelle distinction entre la solution titrée et la solution titrante est correcte ?

Les deux solutions contiennent des concentrations inconnues avant l’équivalence.

La solution titrée contient le réactif connu, tandis que la solution titrante est analysée dans le bécher.

La solution titrée est versée depuis la burette, tandis que la solution titrante contient l’espèce dosée inconnue.

La solution titrée contient l’espèce dosée inconnue, tandis que la solution titrante est versée et possède une concentration connue.

Explication

La solution titrée est l’échantillon analysé et contient l’espèce dont la concentration est recherchée. La solution titrante, généralement ajoutée depuis la burette, contient un réactif de concentration connue.

Answer

La solution titrée contient l’espèce dosée inconnue, tandis que la solution titrante est versée et possède une concentration connue.

Question 13

13. Quelles propriétés doit présenter la réaction utilisée pour qu’un dosage par titrage soit fiable ?

Elle doit être rapide, totale, spécifique et observable.

Elle doit être rapide, partielle, concurrente et indépendante du suivi.

Elle doit être lente, réversible, générale et difficile à détecter.

Elle doit être thermique, réversible, spécifique et sans signal observable.

Explication

Une réaction de dosage doit être rapide, totale, spécifique et observable afin que l’équivalence soit déterminée correctement. Une réaction lente ou partielle rend l’interprétation du titrage moins fiable.

Answer

Elle doit être rapide, totale, spécifique et observable.

Question 14

14. À l’équivalence d’un dosage, quelle situation caractérise le système réactionnel ?

Les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques et totalement consommés

Le réactif dosé reste majoritaire tandis que le titrant commence à être consommé

Les deux réactifs sont présents en proportions stœchiométriques sans être entièrement consommés

Le réactif titrant est introduit en quantité supérieure à la proportion stœchiométrique

Explication

L’équivalence correspond au changement de réactif limitant : les réactifs ont alors été introduits dans les proportions stœchiométriques et sont totalement consommés. Avant ou après cette situation, l’un des réactifs est en excès.

Answer

Les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques et totalement consommés

Question 15

15. Pour la réaction de dosage $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , quelle relation caractérise l’équivalence ?

\frac{n_i(A)}{a}=\frac{n_i(B)}{b}

\frac{n_i(A)}{b}=\frac{n_i(B)}{a}

a\,n_i(A)=b\,n_i(B)

n_i(A)+n_i(B)=a+b

Explication

À l’équivalence, les quantités initiales sont dans le rapport imposé par les coefficients stœchiométriques, donc $\frac{n_i(A)}{a}=\frac{n_i(B)}{b}$ . Cette égalité ne décrit pas l’état du mélange avant ou après l’équivalence.

Answer

$$\frac{n_i(A)}{a}=\frac{n_i(B)}{b}$$

Question 16

16. Lors du dosage des ions fer(II) par les ions permanganate, quelle expression permet de calculer la concentration inconnue de la solution titrée ?

C_1=\frac{5V_{eq}C_2}{V_1}

C_1=\frac{V_{eq}C_2}{5V_1}

C_1=\frac{V_1C_2}{5V_{eq}}

C_1=\frac{5V_1C_2}{V_{eq}}

Explication

La concentration inconnue des ions fer(II) vérifie $C_1=\frac{5V_{eq}C_2}{V_1}$ , où $C_2$ est la concentration connue du titrant. L’inversion des volumes ou du facteur cinq conduit à une relation incompatible avec la stœchiométrie du dosage.

Answer

$$C_1=\frac{5V_{eq}C_2}{V_1}$$

Question 17

17. Comment un dosage par étalonnage permet-il de déterminer une concentration inconnue ?

On mesure le volume versé à l’équivalence, puis on applique une relation stœchiométrique

On mesure une grandeur pour des solutions étalons, puis on utilise la courbe obtenue

On compare directement la masse de la solution inconnue à celle d’un réactif pur

On ajoute un indicateur à la solution inconnue, puis on repère un changement de couleur

Explication

Le dosage par étalonnage établit une relation entre une grandeur mesurée et la concentration grâce à des solutions étalons connues, puis utilise cette courbe pour déterminer la concentration inconnue. Le repérage d’une équivalence relève d’un dosage direct.

Answer

On mesure une grandeur pour des solutions étalons, puis on utilise la courbe obtenue

Question 18

18. Dans quelle situation l’étalonnage conductimétrique n’est-il pas adapté ?

Lorsque la solution contient plusieurs ions dont les concentrations influencent la conductivité

Lorsque les solutions étalons ont des concentrations inférieures à

10^{-2}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}

Lorsque la solution contient un seul ion dont la concentration est inconnue

Lorsque la conductance mesurée varie de façon exploitable avec la concentration

Explication

Avec plusieurs ions, la conductivité dépend de plusieurs concentrations ioniques, ce qui empêche d’attribuer simplement la mesure à une seule concentration. La relation conductance-concentration peut en revanche être utilisée dans le domaine de faibles concentrations prévu par l’étalonnage.

Answer

Lorsque la solution contient plusieurs ions dont les concentrations influencent la conductivité

Question 19

19. Quel phénomène permet de repérer l’équivalence lors d’un titrage colorimétrique ?

Un point d’inflexion de la courbe

pH=f(V)

Une diminution de la conductance jusqu’à sa valeur minimale

Une variation de masse du récipient pendant l’ajout du titrant

Un changement de couleur du milieu ou d’un indicateur adapté

Explication

Le titrage colorimétrique repère l’équivalence par un changement de couleur du milieu ou d’un indicateur choisi pour virer au changement de réactif limitant. Le minimum de conductance et le point d’inflexion sont des critères propres à d’autres méthodes.

Answer

Un changement de couleur du milieu ou d’un indicateur adapté

Question 20

20. Dans un titrage conductimétrique acido-basique, quel indice permet notamment de repérer l’équivalence ?

Le changement de couleur d’un indicateur ajouté avant le dosage

L’abscisse du point d’inflexion de la courbe

pH=f(V)

La concentration connue de la solution titrante avant son introduction

Le minimum de conductance au cours de l’ajout du titrant

Explication

Le titrage conductimétrique suit l’évolution de la conductance et peut repérer l’équivalence par son minimum dans un dosage acido-basique. Le point d’inflexion de $pH=f(V)$ correspond au titrage pH-métrique, tandis qu’un changement de couleur relève du titrage colorimétrique.

Answer

Le minimum de conductance au cours de l’ajout du titrant

Question 21

21. Comment l’équivalence est-elle repérée lors d’un titrage pH-métrique ?

Par l’abscisse du point d’inflexion de

pH=f(V)

, l’extremum de la dérivée ou la méthode des tangentes

Par la couleur persistante d’un indicateur après l’ajout d’un faible excès de titrant

Par le minimum de conductance observé pendant l’ajout progressif du titrant

Par la concentration de la solution étalon reportée sur une courbe de calibration

Explication

Le titrage pH-métrique détermine le volume à l’équivalence grâce au point d’inflexion de la courbe $pH=f(V)$ , à l’extremum de sa dérivée ou à la méthode des tangentes. La zone de virage désigne l’ensemble du saut de pH et ne doit pas être confondue avec le point d’équivalence.

Answer

Par l’abscisse du point d’inflexion de $$pH=f(V)$$, l’extremum de la dérivée ou la méthode des tangentes

QCM : Mesures et dosages chimiques — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Sur quel phénomène la spectroscopie fonde-t-elle l’analyse de la matière ?

2. Laquelle de ces techniques appartient aux principales formes de spectroscopie citées ?

3. Quelle grandeur caractérise l’absorption d’une radiation lumineuse de longueur d’onde donnée par une substance ?

4. Une solution possède un coefficient d’absorption molaire $\varepsilon = 200\ \mathrm{L\,mol^{-1}\,cm^{-1}}$ , une épaisseur $\ell = 1\ \mathrm{cm}$ et une concentration $c = 0{,}010\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle absorbance prédit la loi de Beer-Lambert $A=\varepsilon\ell c$ ?

5. Quel domaine de rayonnement est étudié en spectroscopie infrarouge pour analyser des composés organiques ?

6. Pourquoi un spectre infrarouge peut-il aider à identifier certains groupes caractéristiques d’un composé organique ?

7. Quelle relation définit la conductance $G$ d’une portion de solution électrolytique de résistance $R$ ?

8. À conductivité constante, comment évolue la conductance d’une cellule si sa surface conductrice $S$ augmente tandis que sa longueur $\ell$ reste inchangée ?

9. Dans la limite des faibles concentrations, quelle expression représente la loi de Kohlrausch pour la conductivité totale ?

10. Dans quelle condition de concentration la loi de Kohlrausch peut-elle être appliquée ?

11. Quel est l’objectif d’un dosage par titrage ?

12. Lors d’un titrage, quelle distinction entre la solution titrée et la solution titrante est correcte ?

13. Quelles propriétés doit présenter la réaction utilisée pour qu’un dosage par titrage soit fiable ?

14. À l’équivalence d’un dosage, quelle situation caractérise le système réactionnel ?

15. Pour la réaction de dosage $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , quelle relation caractérise l’équivalence ?

16. Lors du dosage des ions fer(II) par les ions permanganate, quelle expression permet de calculer la concentration inconnue de la solution titrée ?

17. Comment un dosage par étalonnage permet-il de déterminer une concentration inconnue ?

18. Dans quelle situation l’étalonnage conductimétrique n’est-il pas adapté ?

19. Quel phénomène permet de repérer l’équivalence lors d’un titrage colorimétrique ?

20. Dans un titrage conductimétrique acido-basique, quel indice permet notamment de repérer l’équivalence ?

21. Comment l’équivalence est-elle repérée lors d’un titrage pH-métrique ?

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QCM : Mesures et dosages chimiques — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Sur quel phénomène la spectroscopie fonde-t-elle l’analyse de la matière ?

2. Laquelle de ces techniques appartient aux principales formes de spectroscopie citées ?

3. Quelle grandeur caractérise l’absorption d’une radiation lumineuse de longueur d’onde donnée par une substance ?

5. Quel domaine de rayonnement est étudié en spectroscopie infrarouge pour analyser des composés organiques ?

6. Pourquoi un spectre infrarouge peut-il aider à identifier certains groupes caractéristiques d’un composé organique ?

7. Quelle relation définit la conductance GGG d’une portion de solution électrolytique de résistance RRR ?

8. À conductivité constante, comment évolue la conductance d’une cellule si sa surface conductrice SSS augmente tandis que sa longueur ℓ\ellℓ reste inchangée ?

9. Dans la limite des faibles concentrations, quelle expression représente la loi de Kohlrausch pour la conductivité totale ?

10. Dans quelle condition de concentration la loi de Kohlrausch peut-elle être appliquée ?

11. Quel est l’objectif d’un dosage par titrage ?

12. Lors d’un titrage, quelle distinction entre la solution titrée et la solution titrante est correcte ?

13. Quelles propriétés doit présenter la réaction utilisée pour qu’un dosage par titrage soit fiable ?

14. À l’équivalence d’un dosage, quelle situation caractérise le système réactionnel ?

15. Pour la réaction de dosage aA+bB→cC+dDaA+bB\rightarrow cC+dDaA+bB→cC+dD, quelle relation caractérise l’équivalence ?

16. Lors du dosage des ions fer(II) par les ions permanganate, quelle expression permet de calculer la concentration inconnue de la solution titrée ?

17. Comment un dosage par étalonnage permet-il de déterminer une concentration inconnue ?

18. Dans quelle situation l’étalonnage conductimétrique n’est-il pas adapté ?

19. Quel phénomène permet de repérer l’équivalence lors d’un titrage colorimétrique ?

20. Dans un titrage conductimétrique acido-basique, quel indice permet notamment de repérer l’équivalence ?

21. Comment l’équivalence est-elle repérée lors d’un titrage pH-métrique ?

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7. Quelle relation définit la conductance $G$ d’une portion de solution électrolytique de résistance $R$ ?

8. À conductivité constante, comment évolue la conductance d’une cellule si sa surface conductrice $S$ augmente tandis que sa longueur $\ell$ reste inchangée ?

15. Pour la réaction de dosage $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , quelle relation caractérise l’équivalence ?