QCM : pH et réactions acido-basiques (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelles conditions faut-il réunir pour mesurer correctement le pH d’une solution avec un pH-mètre ?

Comparer la solution à du papier indicateur et maintenir sa concentration constante.
Diluer la solution, refroidir l’appareil et mesurer avant son étalonnage.
Étalonner l’appareil, homogénéiser la solution et tenir compte de la température.
Agiter l’électrode dans une solution témoin et négliger la température.

Étalonner l’appareil, homogénéiser la solution et tenir compte de la température.

Explication

L’étalonnage du pH-mètre et l’homogénéité de la solution sont nécessaires, et la valeur du pH dépend de la température. Une solution témoin ne remplace pas l’étalonnage et ne permet pas de négliger l’effet de la température.

2. Une élève souhaite obtenir une estimation rapide du pH, puis une valeur plus précise : quels instruments devrait-elle utiliser dans cet ordre ?

Le pH-mètre pour l’ordre de grandeur, puis le papier pH pour une mesure plus précise.
Le papier pH pour l’ordre de grandeur, puis le pH-mètre pour une mesure plus précise.
Le papier pH pour les deux étapes, car il donne une valeur exacte.
Le pH-mètre pour les deux étapes, car il ne nécessite aucun étalonnage.

Le papier pH pour l’ordre de grandeur, puis le pH-mètre pour une mesure plus précise.

Explication

Le papier pH fournit un ordre de grandeur, tandis que le pH-mètre permet une mesure plus précise. Le papier pH ne fournit pas une valeur exacte, contrairement à ce que suggère l’une des autres possibilités.

3. Pour une solution aqueuse diluée, quelle relation permet de calculer le pH à partir de la concentration en ions oxonium ?

pH=−log⁡(1/[H3O+])pH=-\log(1/[H_3O^+]), avec la valeur numérique de la concentration en mol·L⁻¹.
pH=log⁡[H3O+]pH=\log[H_3O^+], avec la valeur numérique de la concentration en mol·L⁻¹.
pH=−log⁡[H3O+]pH=-\log[H_3O^+], avec la valeur numérique de la concentration en mol·L⁻¹.
pH=10−[H3O+]pH=10^{-[H_3O^+]}, avec la valeur numérique de la concentration en mol·L⁻¹.

$$pH=-\log[H_3O^+]$$, avec la valeur numérique de la concentration en mol·L⁻¹.

Explication

Pour une solution aqueuse diluée, le pH est l’opposé du logarithme de la valeur numérique de la concentration en ions oxonium exprimée en mol·L⁻¹. Une formule utilisant le logarithme sans signe négatif inverse le lien entre la concentration et le pH.

4. Deux solutions ont des concentrations en ions oxonium différentes : laquelle a le pH le plus faible ?

Celle dont la concentration en ions oxonium est la plus élevée.
Celle dont la concentration en ions oxonium est intermédiaire.
Celle dont la concentration en ions oxonium est identique à l’autre.
Celle dont la concentration en ions oxonium est la plus faible.

Celle dont la concentration en ions oxonium est la plus élevée.

Explication

Une concentration en ions oxonium plus élevée correspond à un pH plus faible. L’idée inverse, selon laquelle une concentration plus faible donnerait le pH le plus faible, confond le sens de cette relation.

5. Dans la définition de Brønsted, qu’est-ce qu’un acide ?

Une espèce chimique qui contient nécessairement un ion oxonium.
Une espèce chimique capable de céder un proton.
Une espèce chimique qui fournit des ions hydroxyde.
Une espèce chimique capable de capter un proton.

Une espèce chimique capable de céder un proton.

Explication

Pour Brønsted, un acide est une espèce susceptible de donner un proton. Une base de Brønsted capte un proton, ce qui distingue son rôle de celui d’un acide.

6. Dans le couple acide/base de l’acide éthanoïque, quelle espèce est la base conjuguée de CH₃COOH après la cession d’un proton ?

L’ion hydroxyde HO⁻
L’ion éthanoate CH₃COO⁻
L’ion oxonium H₃O⁺
L’acide éthanoïque CH₃COOH protoné

L’ion éthanoate CH₃COO⁻

Explication

En cédant un proton H⁺, l’acide éthanoïque forme sa base conjuguée, l’ion éthanoate CH₃COO⁻. L’ion oxonium est lié à la présence de protons en solution, mais il n’est pas le conjugué formé par cette cession.

7. Quel est le rôle du produit ionique de l’eau KeK_e dans l’étude de l’autoprotolyse ?

Il indique la concentration en ions oxonium lorsque le pH de l’eau vaut sept.
Il exprime la constante d’équilibre comme le produit des concentrations en ions oxonium et hydroxyde.
Il mesure la proportion d’eau transformée en ions lors de l’autoprotolyse.
Il relie le pH de l’eau à la température de la solution aqueuse.

Il exprime la constante d’équilibre comme le produit des concentrations en ions oxonium et hydroxyde.

Explication

Le produit ionique KeK_e caractérise l’équilibre d’autoprotolyse en étant égal au produit [H3O+][HO−][H_3O^+][HO^-]. La concentration en ions oxonium dans l’eau pure vaut 10−7 mol⋅L−110^{-7}\,\mathrm{mol\cdot L^{-1}}, mais cette valeur n’est pas la définition de KeK_e.

8. À quel moment les notions de pictogrammes, de classement des produits ménagers et de gestion des déchets sont-elles introduites dans le cours ?

Dans la partie consacrée à la sécurité des acides et des bases
Dans la partie sur les définitions des acides et des bases
Dans la partie sur la mesure et la définition du pH
Dans la partie sur les couples conjugués et les réactions

Dans la partie consacrée à la sécurité des acides et des bases

Explication

Ces notions sont annoncées dans la partie consacrée à la sécurité des acides et des bases. Les définitions des acides et des bases portent plutôt sur leur comportement vis-à-vis des protons.

9. En quoi la mesure au papier pH diffère-t-elle de celle réalisée avec un pH-mètre ?

Les deux instruments donnent une mesure aussi précise, mais utilisent des échelles différentes.
Le papier pH fournit un ordre de grandeur, tandis que le pH-mètre donne une mesure plus précise.
Le papier pH mesure la température, tandis que le pH-mètre détermine l’homogénéité de la solution.
Le papier pH donne une mesure plus précise, tandis que le pH-mètre fournit un ordre de grandeur.

Le papier pH fournit un ordre de grandeur, tandis que le pH-mètre donne une mesure plus précise.

Explication

Le papier pH permet d’estimer le pH, alors qu’un pH-mètre permet une mesure plus précise. La comparaison inverse les niveaux de précision attribués à ces deux instruments.

10. Si la concentration en ions oxonium d’une solution aqueuse diluée augmente, quelle conséquence cela a-t-il sur son pH ?

Son pH devient égal à la concentration, exprimée en mol·L⁻¹.
Son pH reste inchangé, car la concentration n’influence pas cette grandeur.
Son pH diminue, car il varie en sens inverse de cette concentration.
Son pH augmente, car il varie dans le même sens que cette concentration.

Son pH diminue, car il varie en sens inverse de cette concentration.

Explication

Dans une solution aqueuse diluée, une concentration en ions oxonium plus élevée correspond à un pH plus faible. L’idée que le pH augmente avec cette concentration inverse le lien entre ces deux grandeurs.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur pH et réactions acido-basiques.

Quelles conditions influencent la mesure du pH-mètre ?

Il doit être étalonné, la solution doit être homogène et le pH dépend de la température.

Quelle formule relie le pH à la concentration en ions oxonium ?

pH=−log⁡[H3O+]pH=-\log[H_3O^+]

Quelle précision fournit le papier pH ?

Un ordre de grandeur du pH.

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