QCM : Quantité de matière et solutions — 7 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle grandeur sert à dénombrer des atomes, des molécules, des ions ou des électrons et s’exprime en moles ?

Le nombre d’entités, noté NN
La quantité de matière, notée nn
La masse de l’échantillon, notée mm
La masse molaire, notée MM

La quantité de matière, notée $$n$$

Explication

La quantité de matière nn permet de compter les entités chimiques à l’échelle macroscopique et s’exprime en mol. Le nombre d’entités NN correspond au comptage lui-même et ne possède pas d’unité.

2. À pression atmosphérique, quel volume molaire faut-il utiliser pour un gaz à 20 °C ?

24,0 L⋅mol−124{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
22,4 L⋅mol−122{,}4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
20,0 L⋅mol−120{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
25,0 L⋅mol−125{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

$$24{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$$

Explication

À pression atmosphérique, une mole de gaz occupe 24,0 L24{,}0\ \mathrm{L} à 20 °C. La valeur de 22,4 L⋅mol−122{,}4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}} correspond à 0 °C, et non à 20 °C.

3. Quel volume de gaz faut-il utiliser pour calculer sa quantité de matière avec la relation n=VVmn=\frac{V}{V_m} ?

Le volume du gaz exprimé en litres
La masse du gaz exprimée en grammes
La température du gaz exprimée en degrés Celsius
La masse volumique du gaz exprimée en grammes par litre

Le volume du gaz exprimé en litres

Explication

Dans la relation n=VVmn=\frac{V}{V_m}, VV désigne le volume du gaz, exprimé en litres lorsque VmV_m est en litres par mole. La masse volumique sert plutôt à relier une masse et un volume, notamment pour un liquide, et ne remplace pas le volume molaire gazeux.

4. Que représente la concentration molaire d’une solution ?

La quantité de matière de soluté par volume de solution
Le volume de soluté par quantité de matière de solution
La masse de soluté par volume de solution
La quantité de matière de solution par masse de soluté

La quantité de matière de soluté par volume de solution

Explication

La concentration molaire indique la quantité de matière du soluté contenue dans un volume donné de solution et s’exprime en mol·L⁻¹. La masse de soluté par volume correspond à la concentration massique, qui est une grandeur différente.

5. Une solution contient 0,020 mol0{,}020\ \mathrm{mol} de soluté dans 0,500 L0{,}500\ \mathrm{L} de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

0,040 mol⋅L−10{,}040\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
25,0 mol⋅L−125{,}0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,250 mol⋅L−10{,}250\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,010 mol⋅L−10{,}010\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

$$0{,}040\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

La concentration molaire se calcule avec C=nsoluteˊVsolutionC=\frac{n_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}, donc C=0,0200,500=0,040 mol⋅L−1C=\frac{0{,}020}{0{,}500}=0{,}040\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. La valeur 0,010 mol⋅L−10{,}010\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} provient d’une multiplication erronée au lieu de la division par le volume.

6. Lors d’une dilution, quelle relation permet de relier les concentrations et les volumes des solutions mère et fille ?

CmeˋreVmeˋre=CfilleVfilleC_{\mathrm{mère}}V_{\mathrm{mère}}=C_{\mathrm{fille}}V_{\mathrm{fille}}
CmeˋreVmeˋre=CfilleVfille\frac{C_{\mathrm{mère}}}{V_{\mathrm{mère}}}=\frac{C_{\mathrm{fille}}}{V_{\mathrm{fille}}}
CmeˋreVfille=CfilleVmeˋreC_{\mathrm{mère}}V_{\mathrm{fille}}=C_{\mathrm{fille}}V_{\mathrm{mère}}
Cmeˋre+Vmeˋre=Cfille+VfilleC_{\mathrm{mère}}+V_{\mathrm{mère}}=C_{\mathrm{fille}}+V_{\mathrm{fille}}

$$C_{\mathrm{mère}}V_{\mathrm{mère}}=C_{\mathrm{fille}}V_{\mathrm{fille}}$$

Explication

La dilution conserve la quantité de matière de soluté, ce qui conduit à CmeˋreVmeˋre=CfilleVfilleC_{\mathrm{mère}}V_{\mathrm{mère}}=C_{\mathrm{fille}}V_{\mathrm{fille}}. L’égalité des rapports proposée ne traduit pas cette conservation et ne donne pas la relation de dilution.

7. Quelle succession d’opérations décrit correctement la préparation d’une solution fille par dilution dans une fiole jaugée de 2,00 L ?

Prélever 2,00 L, transférer dans la fiole, ajouter 10,0 mL, puis ajuster au trait
Prélever 10,0 mL, transférer dans la fiole, ajouter du solvant, agiter, puis ajuster au trait
Verser du solvant, prélever 10,0 mL, agiter, puis compléter dans le bécher
Prélever 10,0 mL, remplir jusqu’au trait, transférer dans la fiole, puis agiter

Prélever 10,0 mL, transférer dans la fiole, ajouter du solvant, agiter, puis ajuster au trait

Explication

La procédure correcte utilise une pipette jaugée pour prélever 10,0 mL, puis une fiole jaugée pour ajouter le solvant, agiter et ajuster précisément au trait de jauge. Remplir la fiole avant le transfert ou effectuer les étapes dans un bécher ne permet pas de contrôler correctement le volume final.

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Qu'est-ce que la quantité de matière notée n ?

C'est une grandeur qui dénombre les entités chimiques.

En quelles unités s'exprime la quantité de matière ?

Elle s'exprime en moles (mol).

Quelle formule relie la quantité de matière n au nombre d'entités N ?

n=NNAn = \frac{N}{N_A}

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