QCM : Méthodes d’analyse chimique (18 questions)

Question 1

1. Une solution diluée contient des ions dont les contributions à la conductivité sont respectivement $0{,}12$ et $0{,}08\ \mathrm{S\cdot m^{-1}}$ . Selon la loi de Kohlrausch, quelle est la conductivité totale ?

0{,}20\ \mathrm{S\cdot m^{-1}}

0{,}04\ \mathrm{S\cdot m^{-1}}

0{,}0096\ \mathrm{S\cdot m^{-1}}

0{,}12\ \mathrm{S\cdot m^{-1}}

Explication

Dans une solution diluée, chaque ion contribue indépendamment et la conductivité totale est la somme des contributions : $0{,}12+0{,}08=0{,}20\ \mathrm{S\cdot m^{-1}}$ . Les autres résultats correspondent à l’omission d’un ion, à une multiplication ou à une soustraction.

Answer

$$0{,}20\ \mathrm{S\cdot m^{-1}}$$

Question 2

2. Quelle démarche désigne l’étude des solutions ioniques capables de conduire le courant électrique ?

Le titrage pH-métrique

La conductimétrie

La manométrie

La pH-métrie

Explication

La conductimétrie étudie les solutions ioniques conductrices du courant électrique. Le titrage pH-métrique suit le pH, la manométrie concerne la pression et l’étalonnage d’un pH-mètre ne définit pas cette méthode.

Answer

La conductimétrie

Question 3

3. Deux cellules mesurent une même solution avec des géométries différentes. Quelle grandeur peut différer à cause de cette géométrie, alors que la conductivité de la solution reste la même ?

La conductivité de la solution

La conductance mesurée

La conductivité molaire des ions

La concentration des ions

Explication

La conductance dépend de la géométrie de la cellule, tandis que la conductivité est indépendante de cette géométrie et est reliée à la conductance par $\sigma=\frac{l}{S}G$ . Les autres choix confondent une propriété de la cellule ou des ions avec la grandeur qui varie ici.

Answer

La conductance mesurée

Question 4

4. Une solution diluée d’une espèce ionique est préparée à une concentration deux fois plus élevée, sans changer les autres conditions. Que prévoit la loi de Kohlrausch pour sa conductivité ?

Elle est divisée par deux

Elle augmente d’une quantité constante indépendante de la concentration initiale

Elle reste liée à la géométrie de la cellule plutôt qu’à la concentration

Elle double

Explication

La loi de Kohlrausch pour une solution diluée donne $\sigma=kC$ : si la concentration double et que $k$ ne change pas, la conductivité double. La réponse inverse la proportionnalité, tandis que les autres confondent cette relation avec une variation additive ou avec la géométrie de la cellule.

Answer

Elle double

Question 5

5. On envisage un titrage suivi par mesure du pH. La réaction choisie est acide-base, mais elle est lente et non totale. Cette réaction convient-elle au titrage pH-métrique ?

Non, car la réaction doit être quantitative, rapide, totale et unique

Oui, car une réaction lente suffit si le pH est mesuré après chaque ajout

Non, car le titrage pH-métrique exige une réaction mettant en jeu des ions spectateurs

Oui, car toute réaction acide-base convient au suivi du pH

Explication

Un titrage pH-métrique convient lorsque la réaction support est acide-base, quantitative, rapide, totale et unique. Le seul caractère acide-base ne suffit pas, et mesurer le pH après les ajouts ne corrige pas une réaction lente ou non totale.

Answer

Non, car la réaction doit être quantitative, rapide, totale et unique

Question 6

6. Sur la courbe expérimentale $pH=f(V)$ d’un titrage, quelle caractéristique permet de repérer l’équivalence ?

Le volume maximal de solution versé

Le plateau de pH avant le saut

La valeur du pH au début du titrage

Le saut de pH

Explication

La brusque variation du pH, appelée saut de pH, permet de repérer l’équivalence sur la courbe. Le pH initial et un plateau ne repèrent pas ce changement, et le volume final n’est pas nécessairement le volume équivalent.

Answer

Le saut de pH

Question 7

7. À l’équivalence d’un titrage, quel état du mélange permet de déduire la quantité ou la concentration de l’espèce titrée ?

Un mélange stœchiométrique des réactifs titrant et titré

Un mélange où les deux réactifs sont en quantités égales en moles

Un mélange contenant un excès de réactif titrant

Un mélange débarrassé de toutes les espèces ioniques

Explication

À l’équivalence, le réactif titrant et le réactif titré forment un mélange stœchiométrique, ce qui permet de déterminer la quantité ou la concentration recherchée. Un excès de titrant correspond à un dépassement de l’équivalence, et les quantités en moles ne sont pas nécessairement égales : elles suivent les coefficients stœchiométriques.

Answer

Un mélange stœchiométrique des réactifs titrant et titré

Question 8

8. Une molécule organique absorbe un rayonnement infrarouge de longueur d’onde comprise entre 2 et 20 μm : quelle modification cette absorption provoque-t-elle ?

Une ionisation de ses atomes constitutifs

Une modification de l’état rotationnel de ses molécules

Une modification de l’état électronique de ses liaisons

Une modification de l’état vibratoire de ses liaisons

Explication

L’absorption infrarouge dans cette gamme modifie l’état vibratoire des liaisons. La transition électronique, la rotation moléculaire et l’ionisation ne décrivent pas le mécanisme indiqué pour cette absorption.

Answer

Une modification de l’état vibratoire de ses liaisons

Question 9

9. Pour identifier les groupes caractéristiques d’un composé à partir de son spectre IR, quelle information fournit la position d’une bande d’absorption ?

Elle aide à reconnaître les liaisons présentes dans la molécule

Elle indique la proportion de rayonnement transmis par l’échantillon

Elle donne directement la longueur d’onde du maximum UV-visible

Elle mesure la quantité de matière de la molécule analysée

Explication

La position des bandes IR en nombre d’onde permet de reconnaître des liaisons et, par conséquent, des groupes caractéristiques. La longueur d’onde des maxima concerne l’UV-visible, tandis que la transmittance et la quantité de matière ne sont pas déterminées directement par cette position.

Answer

Elle aide à reconnaître les liaisons présentes dans la molécule

Question 10

10. Dans une expérience UV-visible, une solution suffisamment diluée a une concentration multipliée par 3 tandis que le coefficient de proportionnalité k reste constant : comment évolue son absorbance ?

Elle est multipliée par 3

Elle est divisée par 3

Elle reste inchangée

Elle est multipliée par 9

Explication

Pour de faibles concentrations, la loi de Beer-Lambert est $A=kC$ ; à k constant, tripler C triple donc A. Une dépendance quadratique, une proportionnalité inverse ou une absorbance constante contredisent cette relation.

Answer

Elle est multipliée par 3

Question 11

11. Un gaz parfait est maintenu à température et volume constants ; sa pression passe de 100 kPa à 150 kPa. Comment évolue sa quantité de matière ?

Elle est multipliée par 1,5

Elle est multipliée par 2,25

Elle reste constante

Elle est multipliée par 2/3

Explication

À T et V fixés, $n=\frac{V}{RT}P$ montre que la quantité de matière est proportionnelle à la pression ; le rapport des pressions est $150/100=1,5$ . Le facteur inverse, le carré du rapport ou une quantité constante ne respectent pas cette relation.

Answer

Elle est multipliée par 1,5

Question 12

12. Pour exploiter la pression d’un gaz à 25 °C dans la loi des gaz parfaits, quelle température absolue faut-il utiliser ?

273,15 K

298,15 K

251,85 K

25 K

Explication

La conversion est $T(K)=\theta(°C)+273,15$ , donc à 25 °C on obtient 298,15 K. Les autres valeurs proviennent d’une omission, d’une soustraction erronée ou de l’emploi direct de la température Celsius.

Answer

À la disparition des ions titrés et à l’apparition des ions produits ou spectateurs

Answer

Les ions titrants non consommés et les éventuels ions spectateurs

Answer

$$C_1\times15{,}0=C_2\times12{,}0$$

Answer

$$2{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}$$

Answer

La liaison C=O d’un amide

Answer

La propanamide, un amide non substitué

Question 13

13. Avant l’équivalence d’un titrage conductimétrique, les ions titrés disparaissent tandis que des ions produits et des ions spectateurs apportés apparaissent : à quoi est due la variation de conductivité ?

À la seule dilution de la solution par le volume de titrant ajouté

À la disparition des ions titrés et à l’apparition des ions produits ou spectateurs

À une variation de température qui modifie les conductivités ioniques

À l’ajout d’ions titrants non consommés et d’ions spectateurs

Explication

Avant l’équivalence, la conductivité varie avec la disparition des ions titrés et l’apparition des ions produits ou spectateurs ajoutés. Les ions titrants en excès caractérisent l’évolution après l’équivalence ; les deux autres réponses invoquent des causes qui ne correspondent pas à la règle donnée.

Question 14

14. Après l’équivalence, une solution continue de recevoir le réactif titrant : quels ions expliquent alors l’évolution de sa conductivité ?

Les ions titrés en excès et les ions spectateurs apportés

Les ions titrants non consommés et les éventuels ions spectateurs

Les ions titrés qui disparaissent et les ions produits de la réaction

Les ions produits par la réaction et les ions titrés encore consommés

Explication

Après l’équivalence, le réactif titré est limitant ; la conductivité varie sous l’effet des ions titrants non consommés et, éventuellement, des ions spectateurs. Les autres réponses reprennent des mécanismes associés à la période précédant l’équivalence ou confondent les rôles des ions.

Question 15

15. Lors du titrage de $15{,}0\ \text{mL}$ d’acide éthanoïque par une solution d’hydroxyde de sodium de concentration $0{,}030\ \text{mol·L}^{-1}$ , l’équivalence est atteinte après ajout de $12{,}0\ \text{mL}$ . Quelle relation permet de déterminer la concentration initiale de l’acide ?

C_1\times12{,}0=C_2\times15{,}0

C_1=C_2=0{,}030\ \text{mol·L}^{-1}

2C_1\times15{,}0=C_2\times12{,}0

C_1\times15{,}0=C_2\times12{,}0

Explication

À l’équivalence, l’acide éthanoïque et les ions hydroxyde réagissent mol à mol, d’où $C_1V_1=C_2V_E$ . La deuxième relation inverse les volumes, la troisième introduit un rapport stœchiométrique erroné et la dernière confond les deux concentrations.

Question 16

16. Un échantillon de $20{,}0\ \text{mL}$ d’acide éthanoïque est titré par une solution de soude à $4{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}$ . Le volume équivalent est $10{,}0\ \text{mL}$ . Quelle est la concentration de l’acide ?

1{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}

2{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}

8{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}

4{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}

Explication

La réaction étant mol à mol, $C_1=C_2V_E/V_1=(4{,}0\times10^{-2}\times10{,}0)/20{,}0=2{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}$ . Les autres résultats omettent le rapport des volumes, l’inversent ou divisent une nouvelle fois par le volume initial.

Question 17

17. Un spectre IR présente une bande vers $1\,680\ \text{cm}^{-1}$ . Quelle liaison et quel groupe cette bande caractérise-t-elle dans les tables utilisées ?

La liaison C=O d’un amide

La liaison C=O d’une amine

La liaison C–O d’un amide

La liaison N–H d’un amide

Explication

Une bande entre $1\,650$ et $1\,700\ \text{cm}^{-1}$ est caractéristique de la liaison C=O d’un amide et n’est pas attribuée à une amine dans les tables considérées. Les autres choix confondent le groupe identifié ou la liaison responsable de la bande.

Question 18

18. Un spectre IR inconnu présente deux bandes à $3\,363$ et $3\,192\ \text{cm}^{-1}$ , ainsi qu’une bande à $1\,650\ \text{cm}^{-1}$ . Quelle identification correspond à cet ensemble de bandes ?

L’éthanamide, un amide non substitué

La propanamide, un amide non substitué

Une amine primaire sans groupe carbonyle

Un amide substitué à une seule bande N–H

Explication

La bande à $1\,650\ \text{cm}^{-1}$ indique un carbonyle d’amide, tandis que les deux bandes N–H correspondent à un amide non substitué; cet ensemble identifie la propanamide. L’amine primaire ne possède pas le carbonyle repéré, l’amide substitué présente une seule bande N–H, et l’éthanamide n’est pas l’identification établie par cet ensemble de bandes.

QCM : Méthodes d’analyse chimique (18 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une solution diluée contient des ions dont les contributions à la conductivité sont respectivement $0{,}12$ et $0{,}08\ \mathrm{S\cdot m^{-1}}$ . Selon la loi de Kohlrausch, quelle est la conductivité totale ?

2. Quelle démarche désigne l’étude des solutions ioniques capables de conduire le courant électrique ?

3. Deux cellules mesurent une même solution avec des géométries différentes. Quelle grandeur peut différer à cause de cette géométrie, alors que la conductivité de la solution reste la même ?

4. Une solution diluée d’une espèce ionique est préparée à une concentration deux fois plus élevée, sans changer les autres conditions. Que prévoit la loi de Kohlrausch pour sa conductivité ?

5. On envisage un titrage suivi par mesure du pH. La réaction choisie est acide-base, mais elle est lente et non totale. Cette réaction convient-elle au titrage pH-métrique ?

6. Sur la courbe expérimentale $pH=f(V)$ d’un titrage, quelle caractéristique permet de repérer l’équivalence ?

7. À l’équivalence d’un titrage, quel état du mélange permet de déduire la quantité ou la concentration de l’espèce titrée ?

8. Une molécule organique absorbe un rayonnement infrarouge de longueur d’onde comprise entre 2 et 20 μm : quelle modification cette absorption provoque-t-elle ?

9. Pour identifier les groupes caractéristiques d’un composé à partir de son spectre IR, quelle information fournit la position d’une bande d’absorption ?

10. Dans une expérience UV-visible, une solution suffisamment diluée a une concentration multipliée par 3 tandis que le coefficient de proportionnalité k reste constant : comment évolue son absorbance ?

11. Un gaz parfait est maintenu à température et volume constants ; sa pression passe de 100 kPa à 150 kPa. Comment évolue sa quantité de matière ?

12. Pour exploiter la pression d’un gaz à 25 °C dans la loi des gaz parfaits, quelle température absolue faut-il utiliser ?

13. Avant l’équivalence d’un titrage conductimétrique, les ions titrés disparaissent tandis que des ions produits et des ions spectateurs apportés apparaissent : à quoi est due la variation de conductivité ?

14. Après l’équivalence, une solution continue de recevoir le réactif titrant : quels ions expliquent alors l’évolution de sa conductivité ?

16. Un échantillon de $20{,}0\ \text{mL}$ d’acide éthanoïque est titré par une solution de soude à $4{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}$ . Le volume équivalent est $10{,}0\ \text{mL}$ . Quelle est la concentration de l’acide ?

17. Un spectre IR présente une bande vers $1\,680\ \text{cm}^{-1}$ . Quelle liaison et quel groupe cette bande caractérise-t-elle dans les tables utilisées ?

18. Un spectre IR inconnu présente deux bandes à $3\,363$ et $3\,192\ \text{cm}^{-1}$ , ainsi qu’une bande à $1\,650\ \text{cm}^{-1}$ . Quelle identification correspond à cet ensemble de bandes ?

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QCM : Méthodes d’analyse chimique (18 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une solution diluée contient des ions dont les contributions à la conductivité sont respectivement 0,120{,}120,12 et 0,08 S⋅m−10{,}08\ \mathrm{S\cdot m^{-1}}0,08 S⋅m−1. Selon la loi de Kohlrausch, quelle est la conductivité totale ?

2. Quelle démarche désigne l’étude des solutions ioniques capables de conduire le courant électrique ?

3. Deux cellules mesurent une même solution avec des géométries différentes. Quelle grandeur peut différer à cause de cette géométrie, alors que la conductivité de la solution reste la même ?

4. Une solution diluée d’une espèce ionique est préparée à une concentration deux fois plus élevée, sans changer les autres conditions. Que prévoit la loi de Kohlrausch pour sa conductivité ?

5. On envisage un titrage suivi par mesure du pH. La réaction choisie est acide-base, mais elle est lente et non totale. Cette réaction convient-elle au titrage pH-métrique ?

6. Sur la courbe expérimentale pH=f(V)pH=f(V)pH=f(V) d’un titrage, quelle caractéristique permet de repérer l’équivalence ?

7. À l’équivalence d’un titrage, quel état du mélange permet de déduire la quantité ou la concentration de l’espèce titrée ?

8. Une molécule organique absorbe un rayonnement infrarouge de longueur d’onde comprise entre 2 et 20 μm : quelle modification cette absorption provoque-t-elle ?

9. Pour identifier les groupes caractéristiques d’un composé à partir de son spectre IR, quelle information fournit la position d’une bande d’absorption ?

10. Dans une expérience UV-visible, une solution suffisamment diluée a une concentration multipliée par 3 tandis que le coefficient de proportionnalité k reste constant : comment évolue son absorbance ?

11. Un gaz parfait est maintenu à température et volume constants ; sa pression passe de 100 kPa à 150 kPa. Comment évolue sa quantité de matière ?

12. Pour exploiter la pression d’un gaz à 25 °C dans la loi des gaz parfaits, quelle température absolue faut-il utiliser ?

13. Avant l’équivalence d’un titrage conductimétrique, les ions titrés disparaissent tandis que des ions produits et des ions spectateurs apportés apparaissent : à quoi est due la variation de conductivité ?

14. Après l’équivalence, une solution continue de recevoir le réactif titrant : quels ions expliquent alors l’évolution de sa conductivité ?

17. Un spectre IR présente une bande vers 1 680 cm−11\,680\ \text{cm}^{-1}1680 cm−1. Quelle liaison et quel groupe cette bande caractérise-t-elle dans les tables utilisées ?

18. Un spectre IR inconnu présente deux bandes à 3 3633\,3633363 et 3 192 cm−13\,192\ \text{cm}^{-1}3192 cm−1, ainsi qu’une bande à 1 650 cm−11\,650\ \text{cm}^{-1}1650 cm−1. Quelle identification correspond à cet ensemble de bandes ?

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1. Une solution diluée contient des ions dont les contributions à la conductivité sont respectivement $0{,}12$ et $0{,}08\ \mathrm{S\cdot m^{-1}}$ . Selon la loi de Kohlrausch, quelle est la conductivité totale ?

6. Sur la courbe expérimentale $pH=f(V)$ d’un titrage, quelle caractéristique permet de repérer l’équivalence ?

17. Un spectre IR présente une bande vers $1\,680\ \text{cm}^{-1}$ . Quelle liaison et quel groupe cette bande caractérise-t-elle dans les tables utilisées ?

18. Un spectre IR inconnu présente deux bandes à $3\,363$ et $3\,192\ \text{cm}^{-1}$ , ainsi qu’une bande à $1\,650\ \text{cm}^{-1}$ . Quelle identification correspond à cet ensemble de bandes ?