QCM : Quantité de matière et spectrophotométrie (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Concernant la constante d’Avogadro et la mole :

La constante d’Avogadro s’exprime en grammes par mole.
La constante d’Avogadro vaut 6,02×1023 mol−16{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}.
La constante d’Avogadro concerne des entités élémentaires comme les atomes.
La constante d’Avogadro correspond à une quantité de matière.
La constante d’Avogadro indique le nombre d’entités par mole.

La constante d’Avogadro vaut $$6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$$. · La constante d’Avogadro concerne des entités élémentaires comme les atomes. · La constante d’Avogadro indique le nombre d’entités par mole.

Explication

La constante d’Avogadro vaut 6,02×1023 mol−16{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1} et représente le nombre d’entités élémentaires par mole. Elle ne s’exprime pas en grammes par mole et ne désigne pas directement une quantité de matière.

2. Parmi les propositions suivantes concernant la mole, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Une mole contient environ 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités élémentaires.
La mole peut compter des atomes ou des molécules.
La mole correspond à une masse exprimée en grammes.
Une mole désigne une concentration molaire.
La mole est une quantité de matière.

Une mole contient environ $$6{,}02 \times 10^{23}$$ entités élémentaires. · La mole peut compter des atomes ou des molécules. · La mole est une quantité de matière.

Explication

La mole est une quantité de matière contenant environ 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités élémentaires, qui peuvent être des atomes ou des molécules. Elle ne désigne ni une masse en grammes ni une concentration molaire.

3. Une substance possède une masse de 18 g et une masse molaire de 18 g·mol⁻¹. Concernant sa quantité de matière :

La masse utilisée dans la formule s’exprime en grammes.
La quantité de matière se calcule par n=mMn = \frac{m}{M}.
La quantité de matière s’exprime en g·mol⁻¹.
La quantité de matière obtenue vaut 1 mol.
La masse molaire se calcule par M=nmM = \frac{n}{m}.

La masse utilisée dans la formule s’exprime en grammes. · La quantité de matière se calcule par $$n = \frac{m}{M}$$. · La quantité de matière obtenue vaut 1 mol.

Explication

La relation correcte est n=mMn = \frac{m}{M}, avec une masse en grammes et une masse molaire en g·mol⁻¹. Pour 18 g et 18 g·mol⁻¹, on obtient n=1 moln=1\ \mathrm{mol}; la quantité de matière s’exprime en mol.

4. Concernant le calcul de la masse d’un liquide, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

La masse d’un liquide vérifie m=ρVm = \rho V.
La masse volumique s’exprime comme un produit de masse et de volume.
La masse volumique vérifie ρ=mV\rho = \frac{m}{V}.
La masse d’un liquide se calcule par m=ρVm = \frac{\rho}{V}.
La masse dépend de la masse volumique et du volume.

La masse d’un liquide vérifie $$m = \rho V$$. · La masse volumique vérifie $$\rho = \frac{m}{V}$$. · La masse dépend de la masse volumique et du volume.

Explication

Pour un liquide, ρ=mV\rho = \frac{m}{V} et donc m=ρVm=\rho V. La masse n’est pas le quotient de la masse volumique par le volume, et la masse volumique est un rapport masse/volume.

5. À propos de la concentration molaire :

Elle distingue le soluté de l’ensemble de la solution.
Elle concerne la quantité de matière dissoute.
Elle correspond à une masse de soluté par kilogramme de solution.
Elle s’exprime en mol·L⁻¹.
Elle correspond à une quantité de matière de soluté par litre de solution.

Elle distingue le soluté de l’ensemble de la solution. · Elle concerne la quantité de matière dissoute. · Elle s’exprime en mol·L⁻¹. · Elle correspond à une quantité de matière de soluté par litre de solution.

Explication

La concentration molaire distingue le soluté de l’ensemble de la solution et concerne la quantité de matière dissoute. Elle s’exprime en mol·L⁻¹ et correspond à une quantité de matière de soluté par litre de solution. Une masse de soluté rapportée à un volume de solution relève de la concentration massique, exprimée en g·L⁻¹, tandis qu’une masse par kilogramme de solution ne définit pas la concentration molaire.

6. Une solution contient 0,20 mol de soluté dans 0,50 L de solution. Concernant sa concentration molaire :

Le volume de solution intervient en grammes dans le calcul.
La quantité de soluté se calcule par nsoluteˊ=CVsoln_{soluté}=\frac{C}{V_{sol}}.
La concentration molaire vaut 0,40 mol⋅L−10{,}40\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
La relation utilisée est C=nsoluteˊVsolC = \frac{n_{soluté}}{V_{sol}}.
La relation réciproque est nsoluteˊ=CVsoln_{soluté}=C V_{sol}.

La concentration molaire vaut $$0{,}40\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$. · La relation utilisée est $$C = \frac{n_{soluté}}{V_{sol}}$$. · La relation réciproque est $$n_{soluté}=C V_{sol}$$.

Explication

La concentration molaire vérifie C=nsoluteˊVsolC=\frac{n_{soluté}}{V_{sol}}, donc sa valeur est 0,200,50=0,40 mol⋅L−1\frac{0{,}20}{0{,}50}=0{,}40\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. La relation réciproque est nsoluteˊ=CVsoln_{soluté}=CV_{sol}; le volume s’exprime en litres, non en grammes.

7. Les caractéristiques de la concentration massique comprennent :

Une définition fondée sur la masse du soluté.
Une unité principale exprimée en mol·L⁻¹.
Une expression en g·L⁻¹.
Une masse de soluté dissoute par litre de solution.
Une quantité de matière de soluté exprimée par litre de solution.

Une définition fondée sur la masse du soluté. · Une expression en g·L⁻¹. · Une masse de soluté dissoute par litre de solution.

Explication

La concentration massique est la masse de soluté dissoute par litre de solution et s’exprime en g·L⁻¹. La quantité de matière par litre et l’unité mol·L⁻¹ caractérisent la concentration molaire.

8. Concernant le lien entre concentrations massique et molaire, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

La relation correcte est C=γMC = \gamma M.
La concentration massique vérifie γ=CM\gamma = \frac{C}{M}.
La masse molaire intervient dans la conversion entre les deux concentrations.
La relation entre elles est γ=CM\gamma = C M.
La concentration massique et la concentration molaire s’expriment en g·L⁻¹.

La masse molaire intervient dans la conversion entre les deux concentrations. · La relation entre elles est $$\gamma = C M$$.

Explication

La concentration massique et la concentration molaire sont reliées par γ=CM\gamma=CM, où intervient la masse molaire. La relation C=γMC=\gamma M est incorrecte, de même que γ=CM\gamma=\frac{C}{M}. La concentration massique s’exprime en g·L⁻¹, alors que la concentration molaire s’exprime en mol·L⁻¹ : elles n’ont donc pas la même unité.

9. Concernant la méthode de résolution d’un exercice quantitatif :

La cohérence des unités est vérifiée avant l’application numérique.
Les grandeurs à calculer sont identifiées avant le choix de la relation.
Les grandeurs données sont recensées avant de rechercher les inconnues.
Le résultat numérique est obtenu après les étapes préparatoires nécessaires.
La relation adaptée est choisie avant de réaliser le calcul numérique.

La cohérence des unités est vérifiée avant l’application numérique. · Les grandeurs à calculer sont identifiées avant le choix de la relation. · Les grandeurs données sont recensées avant de rechercher les inconnues. · Le résultat numérique est obtenu après les étapes préparatoires nécessaires. · La relation adaptée est choisie avant de réaliser le calcul numérique.

Explication

La résolution quantitative commence par le recensement des données et l’identification des grandeurs recherchées. Elle se poursuit par le choix de la relation, la vérification des unités, puis le calcul numérique.

10. Un étudiant doit déterminer une grandeur à partir de données numériques. Quelles sont les réponses exactes concernant la démarche à suivre ?

Il commence par recenser les grandeurs fournies dans l’énoncé.
Il contrôle la cohérence des unités avant l’application des nombres.
Il identifie les grandeurs recherchées avant de sélectionner la formule.
Il effectue le calcul numérique avant de choisir la relation adaptée.
Il vérifie les unités après avoir terminé le calcul numérique.

Il commence par recenser les grandeurs fournies dans l’énoncé. · Il contrôle la cohérence des unités avant l’application des nombres. · Il identifie les grandeurs recherchées avant de sélectionner la formule.

Explication

La démarche correcte consiste à lister les données, cibler les inconnues, choisir la relation et vérifier les unités avant le calcul. Le calcul ne précède donc ni le choix de la relation ni la vérification des unités.

11. À propos des préfixes de longueur :

Le préfixe nano correspond à un facteur multiplicatif de 10−610^{-6}.
Le préfixe kilo correspond à un facteur multiplicatif de 10310^3.
Le préfixe micro correspond à un facteur multiplicatif de 10−910^{-9}.
Le préfixe milli correspond à un facteur multiplicatif de 10−310^{-3}.
Le préfixe pico correspond à un facteur multiplicatif de 10−1210^{-12}.

Le préfixe kilo correspond à un facteur multiplicatif de $$10^3$$. · Le préfixe milli correspond à un facteur multiplicatif de $$10^{-3}$$. · Le préfixe pico correspond à un facteur multiplicatif de $$10^{-12}$$.

Explication

Kilo vaut 10310^3, milli vaut 10−310^{-3} et pico vaut 10−1210^{-12}. Micro correspond à 10−610^{-6} et nano à 10−910^{-9}, ce qui inverse les deux valeurs proposées.

12. Parmi les propositions suivantes concernant l’écriture scientifique, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Elle écrit un nombre sous la forme a×10na \times 10^n, avec aa compris entre 1 et 9,99999….
Elle impose un coefficient aa compris entre 0 et 1, indépendamment de l’exposant.
Elle définit le coefficient aa comme un entier compris entre 1 et 9.
Elle autorise un exposant nn décimal lorsque le coefficient est compris entre 1 et 10.
Elle utilise un exposant nn positif pour les nombres supérieurs à l’unité.

Elle écrit un nombre sous la forme $$a \times 10^n$$, avec $$a$$ compris entre 1 et 9,99999….

Explication

L’écriture scientifique prend la forme a×10na \times 10^n, avec un coefficient compris entre 1 et 9,99999… et un exposant entier. Le coefficient peut donc être décimal, et l’exposant peut être négatif, nul ou positif selon la valeur du nombre.

13. Concernant le principe de la spectroscopie UV-Visible, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

La méthode compare deux intensités transmises mesurées après la cuve.
La méthode analyse les espèces chimiques sans considérer l’intensité lumineuse.
La méthode identifie les espèces chimiques en comparant deux intensités incidentes.
La méthode repose sur la comparaison entre une longueur d’onde et une concentration.
La méthode compare l’intensité incidente I0I_0 à l’intensité transmise II.

La méthode compare l’intensité incidente $$I_0$$ à l’intensité transmise $$I$$.

Explication

La spectroscopie UV-Visible est une méthode d’analyse et d’identification fondée sur la comparaison entre I0I_0, intensité incidente, et II, intensité transmise. Les autres propositions remplacent les intensités concernées par des grandeurs ou des mesures inadaptées.

14. Une radiation traverse une cuve contenant une solution analysée. Quelles sont les réponses exactes concernant le fonctionnement du spectrophotomètre ?

La cuve contient la solution à analyser pendant la mesure.
La comparaison des intensités intervient avant le passage de la radiation dans la cuve.
La radiation possède une longueur d’onde notée λ\lambda avant de traverser la cuve.
L’intensité incidente sort de la cuve après son interaction avec la solution.
L’intensité transmise entre dans la cuve avant son interaction avec la solution.

La cuve contient la solution à analyser pendant la mesure. · La radiation possède une longueur d’onde notée $$\lambda$$ avant de traverser la cuve.

Explication

Dans le spectrophotomètre, une radiation de longueur d’onde λ\lambda traverse une cuve contenant la solution. L’intensité incidente entre dans la cuve, tandis que l’intensité transmise en sort et est ensuite comparée à l’intensité incidente.

15. Concernant le spectre d’absorption, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

La longueur d’onde du maximum d’absorption se note λmax.
Un spectre d’absorption représente l’absorbance en fonction de la longueur d’onde.
L’absorbance A désigne une longueur d’onde particulière du spectre.
Un spectre d’absorption permet d’identifier la longueur d’onde d’absorption maximale.
La longueur d’onde λmax mesure l’intensité d’absorption de la solution.

La longueur d’onde du maximum d’absorption se note λmax. · Un spectre d’absorption représente l’absorbance en fonction de la longueur d’onde. · Un spectre d’absorption permet d’identifier la longueur d’onde d’absorption maximale.

Explication

Le spectre représente l’absorbance A en fonction de la longueur d’onde et permet de déterminer λmax. λmax est une longueur d’onde, tandis que l’absorbance mesure l’absorption ; ces deux grandeurs ne doivent pas être confondues.

16. Parmi les propositions suivantes concernant la couleur des solutions, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Une solution absorbant principalement le bleu peut être perçue dans une teinte complémentaire du bleu.
Une solution paraît de la même couleur que la lumière correspondant à son absorption maximale.
La couleur perçue correspond à la couleur complémentaire du maximum d’absorption.
L’absorption d’une couleur donnée conduit généralement à percevoir sa couleur complémentaire.
La couleur observée d’une solution est déterminée par sa longueur d’onde d’absorption maximale elle-même.

Une solution absorbant principalement le bleu peut être perçue dans une teinte complémentaire du bleu. · La couleur perçue correspond à la couleur complémentaire du maximum d’absorption. · L’absorption d’une couleur donnée conduit généralement à percevoir sa couleur complémentaire.

Explication

La couleur perçue est la couleur complémentaire de celle correspondant au maximum d’absorption. La solution ne présente donc pas la couleur absorbée elle-même, mais sa couleur complémentaire.

17. À propos de la loi de Beer-Lambert :

L’absorbance AλA_\lambda est une grandeur sans unité.
Le coefficient d’absorption molaire ελ\varepsilon_\lambda est exprimé en mol L−1 cm−1\mathrm{mol\,L^{-1}\,cm^{-1}}.
La concentration CC s’exprime en mol L−1\mathrm{mol\,L^{-1}}.
La largeur de cuve ℓ\ell s’exprime en centimètres.
La concentration CC s’exprime en L mol−1\mathrm{L\,mol^{-1}} dans la loi de Beer-Lambert.

L’absorbance $$A_\lambda$$ est une grandeur sans unité. · La concentration $$C$$ s’exprime en $$\mathrm{mol\,L^{-1}}$$. · La largeur de cuve $$\ell$$ s’exprime en centimètres.

Explication

La loi s’écrit Aλ=ελℓCA_\lambda=\varepsilon_\lambda\ell C. L’absorbance est sans unité, ελ\varepsilon_\lambda s’exprime en L mol−1 cm−1\mathrm{L\,mol^{-1}\,cm^{-1}}, ℓ\ell en cm et CC en mol L−1\mathrm{mol\,L^{-1}} ; l’unité inverse proposée pour la concentration est incorrecte.

18. Concernant la proportionnalité entre absorbance et concentration, quelle(s) est(sont) la(les) proposition(s) exacte(s) ?

La largeur de cuve doit rester constante pour appliquer cette relation de proportionnalité.
La relation Aλ=kλ+CA_\lambda=k_\lambda+C décrit la proportionnalité entre absorbance et concentration.
À longueur d’onde constante, l’absorbance peut être proportionnelle à la concentration.
Une augmentation de concentration entraîne une diminution proportionnelle de l’absorbance.
La relation de proportionnalité s’écrit Aλ=kλCA_\lambda=k_\lambda C lorsque les paramètres appropriés restent constants.

La largeur de cuve doit rester constante pour appliquer cette relation de proportionnalité. · À longueur d’onde constante, l’absorbance peut être proportionnelle à la concentration. · La relation de proportionnalité s’écrit $$A_\lambda=k_\lambda C$$ lorsque les paramètres appropriés restent constants.

Explication

Lorsque la longueur d’onde, le coefficient d’absorption molaire et la largeur de cuve sont constants, on a Aλ=kλCA_\lambda=k_\lambda C. L’absorbance augmente donc avec la concentration ; la relation additive proposée ne correspond pas à une proportionnalité.

19. Les étapes du dosage par étalonnage comprennent :

L’utilisation de solutions étalons de concentrations connues.
La construction d’une courbe reliant l’absorbance à la concentration.
La détermination de la concentration recherchée avant toute mesure d’absorbance.
La détermination d’une concentration inconnue à partir d’une absorbance mesurée.
La préparation de solutions étalons dont les concentrations restent inconnues.

L’utilisation de solutions étalons de concentrations connues. · La construction d’une courbe reliant l’absorbance à la concentration. · La détermination d’une concentration inconnue à partir d’une absorbance mesurée.

Explication

Le dosage par étalonnage repose sur des solutions étalons de concentrations connues et sur une courbe absorbance-concentration. L’absorbance de la solution dosée permet ensuite de déterminer sa concentration inconnue.

20. Un laboratoire mesure l’absorbance d’une solution inconnue après avoir établi une courbe avec plusieurs étalons. Quelles propositions sont exactes ?

L’absorbance mesurée de l’échantillon permet de connaître directement sa concentration sans étalonnage.
La courbe d’étalonnage est construite à partir de solutions dont les concentrations sont recherchées.
La méthode distingue les concentrations connues des étalons et celle recherchée de l’échantillon.
Les solutions étalons servent à établir la relation entre concentration et absorbance.
La concentration de la solution inconnue peut être obtenue grâce à son absorbance mesurée.

La méthode distingue les concentrations connues des étalons et celle recherchée de l’échantillon. · Les solutions étalons servent à établir la relation entre concentration et absorbance. · La concentration de la solution inconnue peut être obtenue grâce à son absorbance mesurée.

Explication

Les étalons ont des concentrations connues et servent à construire la courbe d’étalonnage. L’absorbance de l’échantillon inconnu est ensuite exploitée pour déterminer sa concentration ; une mesure isolée sans étalonnage ne suffit pas.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 49 flashcards sur Quantité de matière et spectrophotométrie.

Quelle est la valeur de la constante d’Avogadro ?

6,02×1023 mol−16{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}

À quoi correspond la constante d’Avogadro ?

Au nombre d’entités élémentaires par mole.

Qu'est-ce que la mole en chimie ?

La quantité de matière correspondant à 6,02×10236,02 \times 10^{23} entités élémentaires.

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