QCM : Méthodes chimiques d’analyse — 16 questions

Explication

Le titrage permet de déterminer la quantité de matière, la masse ou la concentration du réactif titré A grâce au réactif titrant B, dont la concentration est connue. Le réactif titrant n’est donc pas la grandeur recherchée, et les rôles de A et B ne sont pas inversés.

Explication

L’équivalence est atteinte lorsque les réactifs titré et titrant ont été mélangés dans les proportions stœchiométriques imposées par l’équation. Elle ne correspond ni à un excès de titrant, ni au début de la réaction, ni nécessairement à des volumes égaux.

Explication

Pour l’équation $aA+bB\rightarrow cC+dD$, l’équivalence vérifie $\frac{n_0(A)}{a}=\frac{n_E(B)}{b}$. Les réactifs sont donc mélangés dans les proportions stœchiométriques, qui ne sont pas forcément égales. La relation porte sur les quantités de matière et non directement sur les concentrations.

Explication

La densité est définie par $d=\frac{\rho}{\rho_{eau}}$, donc elle est le rapport de deux masses volumiques exprimées dans la même unité et ne possède pas d’unité. La masse volumique du liquide est au numérateur, tandis que la comparaison masse-volume décrit une concentration en masse, pas une densité.

Explication

Le titre massique s’écrit $P_m(E)=\frac{m(E)}{m_{tot}}$ : il compare deux masses et est sans unité. La concentration en masse s’écrit $t(E)=\frac{m(E)}{V_{solution}}$ et s’exprime par exemple en grammes par litre. Ces deux grandeurs ne possèdent donc pas la même unité.

Explication

Dans ce titrage, les ions hydroxyde HO− sont l’espèce titrante de concentration connue, tandis que l’acide citrique AH3 est l’espèce titrée dont la concentration est recherchée. Les rôles ne sont donc pas inversés et la concentration de HO− n’est pas la grandeur inconnue.

Explication

L’acide citrique AH3 réagit avec trois ions hydroxyde selon $AH_3(aq)+3HO^-(aq)\rightarrow A^{3-}(aq)+3H_2O(l)$. Les autres équations modifient le coefficient de HO−, inversent la réaction, déséquilibrent les espèces ou remplacent l’eau par une espèce différente.

Explication

L’équation bilan attribue le coefficient 1 à AH3 et le coefficient 3 à HO− : $AH_3(aq)+3HO^-(aq)\rightarrow A^{3-}(aq)+3H_2O(l)$. À l’équivalence, on vérifie donc $\frac{n_0(AH_3)}{1}=\frac{n_E(HO^-)}{3}$. Les réactifs sont mélangés selon ces proportions stœchiométriques, et leurs quantités de matière ne sont pas égales.

Explication

La colorimétrie repose sur une variation de couleur et la pH-métrie mesure le pH de la solution. La pH-métrie s’applique à une réaction acide-base et l’équivalence peut être repérée par un saut de pH. La conductimétrie mesure la conductivité et concerne une réaction faisant intervenir des ions ; son équivalence se repère par une rupture de pente, et non par un saut de pH.

Explication

La méthode utilise deux tangentes parallèles, avant et après le saut de pH, puis une troisième parallèle équidistante. L’intersection de cette troisième droite avec la courbe fournit le point équivalent ; les tangentes ne sont ni inversées dans leur rôle ni perpendiculaires.

Explication

En pH-métrie, l’équivalence est repérée grâce à un saut de pH. En conductimétrie, la courbe présente une rupture de pente formée de deux segments de droite ; elle ne se définit donc pas par un saut de pH, et la courbe pH-métrique n’est pas caractérisée par ces deux segments.

Explication

En conductimétrie, le point équivalent est déterminé par l’intersection des deux segments de droite de la courbe de conductivité. Il ne correspond ni à un maximum imposé, ni à un saut de pH, ni à un changement de couleur, ni au début d’un segment.

Explication

La composition du système décrit les quantités de matière des différentes espèces et leur évolution à partir de l’avancement. Elle ne se réduit pas à la condition stœchiométrique de l’équivalence et sa détermination s’appuie précisément sur l’avancement.

Explication

Les coefficients stœchiométriques donnent $n(AH_3)=0,60-x$, $n(HO^-)=1,50-3x$ et la formation de $3H_2O$ correspond à $3x$ mmol. La quantité de $A^{3-}$ vaut $x$ mmol, et celle de $HO^-$ ne diminue donc pas de $x$ seulement.

Explication

Une augmentation de la quantité d’une espèce ionique accroît sa contribution à la conductivité, tandis qu’une diminution la réduit. Une espèce dont la quantité reste constante n’explique pas l’évolution observée, et une espèce absente ne contribue pas à la conductivité mesurée.

Explication

Avant l’équivalence, la pente est proportionnelle à $\lambda(Na^+)-\lambda(H_3O^+)$, car les ions $H_3O^+$ sont remplacés par des ions $Na^+$ moins conducteurs. La somme avec $\lambda(HO^-)$ caractérise la phase après l’équivalence, et les ions $HO^-$ ne s’y accumulent pas avant celle-ci.