QCM : Méthodes d’analyses physiques (10 questions)

Question 1

1. Une solution aqueuse a un pH de 4,0. Quelle est sa concentration en ions oxonium, en utilisant $C^0=1\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ ?

1,0\times10^{4}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

1,0\times10^{-1}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

4,0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

1,0\times10^{-4}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

Explication

La relation est $[\mathrm{H_3O^+}]=C^0\times10^{-\mathrm{pH}}$ , donc $1\times10^{-4}=1,0\times10^{-4}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ . Un exposant positif inverse le signe, le facteur standard vaut 1 et le pH n’est pas une concentration.

Answer

$$1,0\times10^{-4}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Question 2

2. Un gaz parfait occupe un volume de $2,0\times10^{-3}\ \mathrm{m^3}$ à $300\ \mathrm{K}$ , sous une pression de $1,0\times10^5\ \mathrm{Pa}$ . Quelle quantité de matière contient-il, avec $R=8,31\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$ ?

8,0\times10^{-2}\ \mathrm{mol}

2,5\times10^{-2}\ \mathrm{mol}

5,0\times10^{-1}\ \mathrm{mol}

1,2\times10^{-4}\ \mathrm{mol}

Explication

À partir de $PV=nRT$ , on obtient $n=PV/(RT)$ . Le calcul donne $n=(1,0\times10^5)(2,0\times10^{-3})/(8,31\times300)\approx8,0\times10^{-2}\ \mathrm{mol}$ ; omettre $T$ conduit à une valeur beaucoup plus grande.

Answer

$$8,0\times10^{-2}\ \mathrm{mol}$$

Question 3

3. Une mole d’un gaz parfait est à $400\ \mathrm{K}$ et $2,0\times10^5\ \mathrm{Pa}$ . Quel est son volume molaire, avec $R=8,31\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$ ?

6,0\times10^{-3}\ \mathrm{m^3\cdot mol^{-1}}

3,32\times10^8\ \mathrm{m^3\cdot mol^{-1}}

1,66\times10^{-2}\ \mathrm{m^3\cdot mol^{-1}}

9,6\times10^{-2}\ \mathrm{m^3\cdot mol^{-1}}

Explication

Pour le volume molaire, $PV_m=RT$ , donc $V_m=RT/P=(8,31\times400)/(2,0\times10^5)=1,66\times10^{-2}\ \mathrm{m^3\cdot mol^{-1}}$ . Le rapport inversé donne une dépendance incorrecte, tandis qu’omettre la pression ne produit pas un volume molaire.

Answer

$$1,66\times10^{-2}\ \mathrm{m^3\cdot mol^{-1}}$$

Question 4

4. Que représente la longueur d’onde $\lambda_{\max}$ caractéristique d’une espèce en spectrophotométrie ?

La longueur d’onde à laquelle l’absorbance de l’espèce est maximale

La longueur d’onde moyenne de toutes les radiations absorbées par l’espèce

La longueur d’onde correspondant à la couleur observée de la solution

La longueur d’onde à laquelle la solution transmet le plus de lumière

Explication

La longueur d’onde $\lambda_{\max}$ désigne celle pour laquelle l’espèce présente son absorbance maximale. La couleur observée est généralement complémentaire de la couleur associée à cette longueur d’onde, et non identique à celle-ci.

Answer

La longueur d’onde à laquelle l’absorbance de l’espèce est maximale

Question 5

5. Combien de solutions filles de concentrations connues faut-il préparer au minimum pour déterminer une concentration inconnue par étalonnage selon la loi de Beer-Lambert ?

Trois solutions filles, obtenues par dilution d’une solution mère

Cinq solutions filles, obtenues par dilution d’une solution mère

Deux solutions filles, obtenues par dilution d’une solution mère

Quatre solutions filles, obtenues par dilution d’une solution mère

Explication

La démarche d’étalonnage demande de préparer au moins quatre solutions filles de concentrations connues, puis de mesurer leurs absorbances pour tracer la droite d’étalonnage. Trois solutions peuvent sembler suffisantes pour définir une tendance, mais elles ne respectent pas le minimum indiqué.

Answer

Quatre solutions filles, obtenues par dilution d’une solution mère

Question 6

6. Quel est le rôle de la conductivité ionique dans la description d’une solution électrolytique ?

Exprimer l’opposition d’une portion de solution au passage du courant électrique

Décrire la capacité d’une cellule à laisser passer le courant selon sa géométrie

Mesurer l’énergie électrique fournie aux électrodes pendant le passage du courant

Caractériser la solution selon la température, la nature des ions et leurs concentrations

Explication

La conductivité ionique caractérise la solution et dépend de sa température, des ions présents et de leurs concentrations. La capacité d’une cellule à laisser passer le courant est décrite par sa conductance, qui dépend aussi de la géométrie de la cellule.

Answer

Caractériser la solution selon la température, la nature des ions et leurs concentrations

Question 7

7. Dans un dosage par étalonnage en conductimétrie, en quoi le dosage se distingue-t-il d’une analyse qui consomme l’espèce chimique à mesurer ?

Il est non destructif et s’appuie sur une grandeur physique liée à la concentration.

Il détermine la concentration en mesurant directement la masse de la solution.

Il transforme les ions en une espèce neutre avant de mesurer leur quantité.

Il repose sur la disparition complète de l’espèce pendant une réaction chimique.

Explication

Le dosage par étalonnage consiste à mesurer une grandeur physique dépendant de la concentration, sans détruire l’espèce analysée. Une méthode fondée sur la consommation de l’espèce par réaction chimique serait destructive.

Answer

Il est non destructif et s’appuie sur une grandeur physique liée à la concentration.

Question 8

8. Lorsqu’une liaison moléculaire absorbe un rayonnement infrarouge adapté, quelle conséquence cette absorption entraîne-t-elle ?

Les électrons quittent la molécule et produisent un courant électrique.

La molécule émet une lumière visible qui indique sa couleur.

La liaison se met à vibrer, ce qui peut révéler un groupe caractéristique.

Les atomes absorbent l’onde et se séparent pour former des ions.

Explication

L’énergie des ondes infrarouges utilisées provoque la vibration des liaisons moléculaires, ce qui permet de repérer des groupes caractéristiques. L’absorption ne provoque pas la séparation des atomes en ions, car les atomes ne sont pas absorbants dans ce contexte.

Answer

La liaison se met à vibrer, ce qui peut révéler un groupe caractéristique.

Question 9

9. Pour identifier un groupe caractéristique à partir d’un spectre IR, quelle démarche permet d’exploiter les bandes observées ?

Repérer le nombre d’onde d’une bande caractéristique et le comparer aux plages attribuées aux liaisons.

Repérer les faibles nombres d’onde et les comparer aux plages réservées aux liaisons O–H et C–H.

Repérer la transmittance maximale et la comparer aux plages de longueurs d’onde visibles.

Mesurer l’intensité totale du spectre et la comparer aux concentrations des groupes présents.

Explication

Les bandes situées entre 1 500 et 4 000 cm⁻¹ sont associées à des liaisons caractéristiques : leur nombre d’onde peut donc être confronté aux plages de référence pour identifier des groupes. La région des faibles nombres d’onde sert plutôt d’empreinte digitale pour comparer l’ensemble du spectre à une référence.

Answer

Repérer le nombre d’onde d’une bande caractéristique et le comparer aux plages attribuées aux liaisons.

Question 10

10. Quelles caractéristiques distinguent la bande IR d’une liaison O–H associée par liaison hydrogène de celle d’une liaison O–H libre ?

Elle est plus fine et intense, et apparaît vers 3 300 cm⁻¹.

Elle est plus large et intense, et apparaît vers 3 300 cm⁻¹.

Elle est plus large et faible, et apparaît vers 3 600 cm⁻¹.

Elle est plus fine et faible, et apparaît vers 3 600 cm⁻¹.

Explication

L’association par liaison hydrogène élargit et intensifie la bande O–H, qui se situe vers 3 300 cm⁻¹. Une liaison O–H libre donne plutôt une bande moyenne et faible vers 3 600 cm⁻¹.

Answer

Elle est plus large et intense, et apparaît vers 3 300 cm⁻¹.

QCM : Méthodes d’analyses physiques (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une solution aqueuse a un pH de 4,0. Quelle est sa concentration en ions oxonium, en utilisant $C^0=1\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ ?

2. Un gaz parfait occupe un volume de $2,0\times10^{-3}\ \mathrm{m^3}$ à $300\ \mathrm{K}$ , sous une pression de $1,0\times10^5\ \mathrm{Pa}$ . Quelle quantité de matière contient-il, avec $R=8,31\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$ ?

3. Une mole d’un gaz parfait est à $400\ \mathrm{K}$ et $2,0\times10^5\ \mathrm{Pa}$ . Quel est son volume molaire, avec $R=8,31\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$ ?

4. Que représente la longueur d’onde $\lambda_{\max}$ caractéristique d’une espèce en spectrophotométrie ?

5. Combien de solutions filles de concentrations connues faut-il préparer au minimum pour déterminer une concentration inconnue par étalonnage selon la loi de Beer-Lambert ?

6. Quel est le rôle de la conductivité ionique dans la description d’une solution électrolytique ?

7. Dans un dosage par étalonnage en conductimétrie, en quoi le dosage se distingue-t-il d’une analyse qui consomme l’espèce chimique à mesurer ?

8. Lorsqu’une liaison moléculaire absorbe un rayonnement infrarouge adapté, quelle conséquence cette absorption entraîne-t-elle ?

9. Pour identifier un groupe caractéristique à partir d’un spectre IR, quelle démarche permet d’exploiter les bandes observées ?

10. Quelles caractéristiques distinguent la bande IR d’une liaison O–H associée par liaison hydrogène de celle d’une liaison O–H libre ?

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QCM : Méthodes d’analyses physiques (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une solution aqueuse a un pH de 4,0. Quelle est sa concentration en ions oxonium, en utilisant C0=1 mol⋅L−1C^0=1\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}C0=1 mol⋅L−1 ?

3. Une mole d’un gaz parfait est à 400 K400\ \mathrm{K}400 K et 2,0×105 Pa2,0\times10^5\ \mathrm{Pa}2,0×105 Pa. Quel est son volume molaire, avec R=8,31 J⋅mol−1⋅K−1R=8,31\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}R=8,31 J⋅mol−1⋅K−1 ?

4. Que représente la longueur d’onde λmax⁡\lambda_{\max}λmax​ caractéristique d’une espèce en spectrophotométrie ?

5. Combien de solutions filles de concentrations connues faut-il préparer au minimum pour déterminer une concentration inconnue par étalonnage selon la loi de Beer-Lambert ?

6. Quel est le rôle de la conductivité ionique dans la description d’une solution électrolytique ?

7. Dans un dosage par étalonnage en conductimétrie, en quoi le dosage se distingue-t-il d’une analyse qui consomme l’espèce chimique à mesurer ?

8. Lorsqu’une liaison moléculaire absorbe un rayonnement infrarouge adapté, quelle conséquence cette absorption entraîne-t-elle ?

9. Pour identifier un groupe caractéristique à partir d’un spectre IR, quelle démarche permet d’exploiter les bandes observées ?

10. Quelles caractéristiques distinguent la bande IR d’une liaison O–H associée par liaison hydrogène de celle d’une liaison O–H libre ?

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1. Une solution aqueuse a un pH de 4,0. Quelle est sa concentration en ions oxonium, en utilisant $C^0=1\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ ?

3. Une mole d’un gaz parfait est à $400\ \mathrm{K}$ et $2,0\times10^5\ \mathrm{Pa}$ . Quel est son volume molaire, avec $R=8,31\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$ ?

4. Que représente la longueur d’onde $\lambda_{\max}$ caractéristique d’une espèce en spectrophotométrie ?