QCM : Modélisation des transformations acide-base — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle capacité définit un acide de Brønsted ?

Former un ion hydroxydes en solution aqueuse
Modifier la couleur d’un indicateur de pH
Céder un proton H⁺ à une autre espèce
Capter un proton H⁺ auprès d’une autre espèce

Céder un proton H⁺ à une autre espèce

Explication

Un acide de Brønsted est une espèce capable de donner un proton H⁺. Capter un proton caractérise une base de Brønsted, et non un acide.

2. Quelle capacité définit une base de Brønsted ?

Se transformer en indicateur coloré de pH
Produire nécessairement des ions hydroxyde en solution
Céder un proton H⁺ à une autre espèce
Capter un proton H⁺ auprès d’une autre espèce

Capter un proton H⁺ auprès d’une autre espèce

Explication

Une base de Brønsted accepte un proton H⁺ provenant d’une autre espèce. La cession d’un proton correspond à la définition d’un acide de Brønsted.

3. Qu’est-ce qui caractérise un couple acide-base de Brønsted ?

Deux espèces conjuguées qui se transforment par transfert d’un proton H⁺
Deux espèces qui échangent un ion hydroxyde sans former de conjuguées
Deux espèces quelconques présentes dans la même solution aqueuse
Deux espèces qui possèdent nécessairement des teintes différentes

Deux espèces conjuguées qui se transforment par transfert d’un proton H⁺

Explication

Un couple acide-base associe deux espèces conjuguées reliées par la perte ou le gain d’un proton H⁺. Deux espèces quelconques ne constituent donc pas nécessairement un couple acide-base.

4. Dans la demi-équation AH=A−+H+AH = A^- + H^+, quelle identification est correcte ?

A−A^- est l’acide et AHAH est sa base conjuguée
AHAH et A−A^- sont deux acides du même couple
AHAH est l’acide et A−A^- est sa base conjuguée
H+H^+ est l’acide et AHAH est sa base conjuguée

$$AH$$ est l’acide et $$A^-$$ est sa base conjuguée

Explication

Dans cette écriture, AHAH cède le proton H+H^+ et devient A−A^-, qui est sa base conjuguée. L’ion A−A^- ne cède pas le proton dans cette demi-équation.

5. Qu’est-ce qui définit un indicateur coloré de pH ?

Une solution dont la couleur reste identique lorsque le pH varie
Un couple acide-base dont les deux formes ont des teintes différentes
Un couple d’espèces qui produit des ions hydroxyde colorés
Une espèce chimique qui capte un proton sans changer de teinte

Un couple acide-base dont les deux formes ont des teintes différentes

Explication

Un indicateur coloré de pH est un couple acide-base dont les formes acide et basique présentent des teintes différentes. Un couple sans différence de teinte ne permet pas de révéler le changement de pH par coloration.

6. Quelle propriété caractérise une espèce amphotère ?

Elle est l’acide d’un couple et la base d’un autre couple
Elle est la base d’un couple sans pouvoir appartenir à un autre couple
Elle possède deux teintes différentes lorsqu’elle change de pH
Elle est l’acide de deux couples ayant la même base conjuguée

Elle est l’acide d’un couple et la base d’un autre couple

Explication

Une espèce amphotère peut céder un proton dans un couple et en capter un dans un autre. La variation de teinte relève plutôt de la définition d’un indicateur coloré.

7. Dans quels couples l’eau joue-t-elle respectivement le rôle d’acide puis de base ?

Dans les deux couples comme acide, car elle peut céder un proton
Dans H2O/HO−H_2O/HO^- comme base et dans H3O+/H2OH_3O^+/H_2O comme acide
Dans H3O+/H2OH_3O^+/H_2O comme acide et dans H2O/HO−H_2O/HO^- comme base
Dans H2O/HO−H_2O/HO^- comme acide et dans H3O+/H2OH_3O^+/H_2O comme base

Dans $$H_2O/HO^-$$ comme acide et dans $$H_3O^+/H_2O$$ comme base

Explication

Dans le couple H2O/HO−H_2O/HO^-, l’eau cède un proton et joue le rôle d’acide. Dans le couple H3O+/H2OH_3O^+/H_2O, elle capte un proton et joue le rôle de base.

8. Comment se produit une réaction acide-base de Brønsted ?

Deux acides échangent leurs protons pour former deux bases identiques
La base d’un couple cède un proton à l’acide du même couple
L’acide d’un couple cède un proton à la base d’un autre couple
Un indicateur coloré transforme son proton en ion hydroxyde

L’acide d’un couple cède un proton à la base d’un autre couple

Explication

Une réaction acide-base repose sur le transfert d’un proton de l’acide vers la base, avec formation de leurs espèces conjuguées. Une base reçoit le proton dans ce processus ; elle ne le cède pas.

9. Pour les couples A1H/A1−A_1H/A_1^- et A2H/A2−A_2H/A_2^-, quelle équation traduit le transfert de proton attendu ?

A1H+A2H→A1−+A2−+H+A_1H + A_2H \rightarrow A_1^- + A_2^- + H^+
A1−+A2−→A1H+A2HA_1^- + A_2^- \rightarrow A_1H + A_2H
A1H+A2−→A1−+A2HA_1H + A_2^- \rightarrow A_1^- + A_2H
A1−+A2H→A1H+A2−A_1^- + A_2H \rightarrow A_1H + A_2^-

$$A_1H + A_2^- \rightarrow A_1^- + A_2H$$

Explication

Dans cette équation, A1HA_1H cède H+H^+ et devient A1−A_1^-, tandis que A2−A_2^- capte ce proton et devient A2HA_2H. Les autres écritures inversent le transfert ou ne respectent pas le rôle des espèces conjuguées.

10. Quelle équation représente la réaction entre l’acide éthanoïqu'et l’ion hydroxyde ?

CH3COOH+HO−→CH3COO−+H2OCH_3COOH + HO^- \rightarrow CH_3COO^- + H_2O
CH3COOH+H2O→CH3COO−+H3O+CH_3COOH + H_2O \rightarrow CH_3COO^- + H_3O^+
CH3COO−+H2O→CH3COOH+HO−CH_3COO^- + H_2O \rightarrow CH_3COOH + HO^-
CH3COO−+HO−→CH3COOH+O2−CH_3COO^- + HO^- \rightarrow CH_3COOH + O^{2-}

$$CH_3COOH + HO^- \rightarrow CH_3COO^- + H_2O$$

Explication

L’acide éthanoïque cède un proton à l’ion hydroxyde, formant l’ion éthanoate et l’eau. L’équation avec l’eau comme réactif décrit une autre transformation acide-base.

11. Quelle transformation caractérise l’autoprotolyse de l’eau ?

Une molécule d’eau libère un ion hydroxyde sans former d’autre ion
Une molécule d’eau cède un proton à une autre molécule d’eau
Une molécule d’eau échange un électron avec une autre molécule d’eau
Deux molécules d’eau réagissent avec deux couples acide-base différents

Une molécule d’eau cède un proton à une autre molécule d’eau

Explication

L’autoprotolyse correspond au transfert d’un proton entre deux molécules d’eau, dont l’une joue le rôle d’acide et l’autre celui de base. Elle ne met donc pas en jeu deux couples acide-base différents, contrairement à une réaction entre espèces distinctes.

12. Quels sont les produits formés simultanément lors de l’autoprotolyse de l’eau ?

Un ion oxonium et un ion hydroxyde
Une molécule d’hydrogène et un ion hydroxyde
Deux ions oxonium et une molécule d’eau
Un ion hydroxyde et un électron libre

Un ion oxonium et un ion hydroxyde

Explication

L’autoprotolyse s’écrit H2O(l)+H2O(l)⇌H3O(aq)++HO(aq)−H_2O_{(l)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_3O^+_{(aq)} + HO^-_{(aq)} : elle produit donc simultanément les ions oxonium et hydroxyde. Une dissociation qui ne formerait qu’une seule espèce ionique ne décrit pas cette réaction.

13. Que mesure le pH d’une solution ?

Sa concentration en soluté, exprimée en mol·L⁻¹
Sa température, exprimée en degrés Celsius
Sa quantité d’ions oxonium, exprimée en grammes
Son degré d’acidité ou de basicité, sans unité

Son degré d’acidité ou de basicité, sans unité

Explication

Le pH est une grandeur sans unité qui permet d’évaluer l’acidité ou la basicité d’une solution. La concentration en ions oxonium possède, elle, une unité de concentration telle que mol·L⁻¹.

14. Comment évolue le pH lorsque la concentration en ions oxonium augmente ?

Le pH augmente, car une forte concentration indique une solution plus basique
Le pH devient égal à 7, quelle que soit la concentration mesurée
Le pH reste constant, car il ne dépend pas des ions oxonium
Le pH diminue, car il dépend logarithmiquement de cette concentration

Le pH diminue, car il dépend logarithmiquement de cette concentration

Explication

La relation pH=−log⁡([H3O+]c∗)pH=-\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^*}\right) montre que le pH diminue lorsque [H3O+][H_3O^+] augmente. Une concentration élevée en ions oxonium traduit donc une acidité plus importante et non une basicité accrue.

15. Quelle est la concentration en ions oxonium d’une solution dont le pH vaut 3, avec c∗=1 mol⋅L−1c^*=1\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} ?

1,0×10−3 mol⋅L−11{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
3,0×10−1 mol⋅L−13{,}0\times10^{-1}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
1,0×103 mol⋅L−11{,}0\times10^{3}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
1,0×10−6 mol⋅L−11{,}0\times10^{-6}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

$$1{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

La relation [H3O+]=c∗×10−pH[H_3O^+]=c^*\times10^{-pH} donne ici [H3O+]=1×10−3 mol⋅L−1[H_3O^+]=1\times10^{-3}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. La valeur 3 correspond à l’exposant négatif, et non à une concentration de 3×10−13\times10^{-1}.

16. Comment classer une solution dont le pH est égal à 7 ?

Elle est neutre
Elle est basique
Elle est nécessairement concentrée
Elle est acide

Elle est neutre

Explication

Une solution est neutre lorsque son pH est égal à 7 ; les valeurs inférieures à 7 indiquent l’acidité et les valeurs supérieures à 7 la basicité. La valeur du pH ne permet pas, à elle seule, de conclure sur la concentration totale de la solution.

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Mémorisez les réponses avec 21 flashcards sur Modélisation des transformations acide-base.

Qu'est-ce qu'un acide de Brønsted?

Une espèce chimique capable de céder un proton H⁺.

Qu'est-ce qu'une base de Brønsted?

Une espèce chimique capable de capter un proton H⁺.

Qu'est-ce qu'un couple acide-base?

Deux espèces chimiques qui se transforment par transfert d’un proton H⁺.

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