QCM : Quantité de matière et concentrations — 14 questions

Explication

Une solution se forme lorsqu’un soluté, qui peut être solide, liquide ou gazeux, se dissout dans un solvant. Elle ne correspond donc pas au solvant seul, contrairement à la confusion proposée par la deuxième réponse.

Explication

Une solution aqueuse possède l’eau comme solvant, et le solvant est le constituant majoritaire tandis que le soluté est minoritaire. La deuxième réponse inverse précisément les rôles des deux constituants.

Explication

La concentration en masse se calcule par $C_m = \frac{m_{soluté}}{V_{solution}}$, donc $C_m = \frac{12}{3,0} = 4,0\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$. Multiplier la masse par le volume, comme dans la dernière réponse, ne correspond pas à cette relation.

Explication

La concentration molaire utilise la quantité de matière du soluté, exprimée en moles, rapportée au volume de solution en litres. La masse du soluté intervient dans la concentration en masse, ce qui explique la confusion avec la deuxième réponse.

Explication

La relation entre les deux concentrations est $C_m = C \times M$, donc $C_m = 0,50 \times 40 = 20\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$. Diviser la masse molaire par la concentration, comme dans la deuxième réponse, ne donne pas la relation demandée.

Explication

Une mole est un paquet comprenant $6,02 \times 10^{23}$ entités chimiques, qu’il s’agisse d’atomes, de molécules ou d’ions. Elle ne désigne ni une masse fixée à 1 gramme ni un volume fixé à 1 litre.

Explication

La constante d’Avogadro vaut $6,02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$, et $\mathrm{mol^{-1}}$ signifie « par mole ». L’exposant négatif et l’unité mol, présents dans d’autres réponses, ne correspondent pas à cette constante.

Explication

La masse molaire correspond à la masse d’une mole d’entités et son unité est le g·mol⁻¹. La masse d’une seule entité s’exprime en grammes et ne doit pas être confondue avec la masse molaire.

Explication

La masse molaire atomique concerne une mole d’atomes, la masse molaire moléculaire une mole de molécules et la masse molaire ionique une mole d’ions. Une masse molaire se rapporte donc à une mole, et non à une entité isolée ou à un volume.

Explication

Le volume molaire est le volume occupé par une mole de gaz. Le volume d’un échantillon quelconque peut contenir une quantité de matière différente d’une mole et correspond à la grandeur V.

Explication

Pour un gaz, le volume molaire dépend de la température et de la pression, et non de la nature du gaz. La quantité totale de gaz modifie le volume de l’échantillon, mais ne définit pas le volume occupé par une mole dans les mêmes conditions.

Explication

Dans ces conditions normales de température et de pression, le volume molaire vaut $22{,}4\,\mathrm{L\cdot mol^{-1}}$. La valeur de $24{,}0\,\mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ correspond aux conditions de 20 °C à la pression atmosphérique.

Explication

On utilise $n = \frac{N}{6{,}02 \times 10^{23}}$, ce qui donne $n = 2{,}00\,\mathrm{mol}$. Le nombre d’entités $N$ est sans unité, tandis que la quantité de matière $n$ s’exprime en mol.

Explication

Pour un échantillon gazeux, on applique $n = \frac{V}{V_m}$, donc $n = \frac{12{,}0}{24{,}0} = 0{,}50\,\mathrm{mol}$. La valeur de $V_m$ est un volume par mole et doit donc être utilisée au dénominateur.