QCM : Sécurité chimique et pH — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelles sont les trois méthodes utilisées pour évaluer le pH d’une solution aqueuse ?

Le papier pH, la filtration et la chromatographie
Le pH-mètre, le papier pH et l’indicateur coloré
Le thermomètre, le papier pH et la conductimétrie
Le pH-mètre, la balance et l’indicateur coloré

Le pH-mètre, le papier pH et l’indicateur coloré

Explication

L’évaluation du pH peut se faire avec un pH-mètre, du papier pH ou un indicateur coloré. La conductimétrie et les autres techniques proposées ne constituent pas les trois méthodes indiquées ici.

2. Quelle précision peut généralement atteindre un pH-mètre lors de la mesure du pH d’une solution aqueuse ?

Une précision au centième près
Une précision à la dizaine près
Une précision au dixième de litre près
Une précision à l’unité près

Une précision au centième près

Explication

Le pH-mètre est la méthode la plus précise parmi celles étudiées et peut mesurer le pH au centième près. Le papier pH fournit une estimation moins fine, généralement à l’unité près.

3. Une bandelette de papier pH indique un pH de 4. Quelle caractéristique décrit le mieux cette mesure ?

Elle mesure directement la concentration en ions oxonium
Elle fournit une valeur précise au centième près
Elle fournit une valeur approximative à l’unité près
Elle identifie une couleur correspondant à plusieurs zones thermiques

Elle fournit une valeur approximative à l’unité près

Explication

Le papier pH donne une valeur à l’unité près et reste donc moins précis qu’un pH-mètre. Il n’effectue pas une mesure directe de la concentration en ions oxonium.

4. Pourquoi un indicateur coloré ne permet-il pas de déterminer une valeur exacte du pH ?

Parce qu’il mesure la température au lieu de l’acidité
Parce qu’il fournit une valeur plus précise qu’un pH-mètre
Parce qu’une même couleur correspond à plusieurs valeurs de pH
Parce qu’il ne change de couleur qu’en présence d’une solution neutre

Parce qu’une même couleur correspond à plusieurs valeurs de pH

Explication

Un indicateur coloré possède une même couleur pour plusieurs valeurs de pH et renseigne donc sur une zone de pH. Il ne donne pas une mesure numérique aussi précise qu’un pH-mètre.

5. Que fait-on pour réaliser la dilution d’une solution aqueuse ?

On lui rajoute de l’eau
On lui rajoute du soluté
On chauffe le solvant jusqu’à évaporation
On retire toute la phase liquide

On lui rajoute de l’eau

Explication

Diluer une solution aqueuse consiste à ajouter de l’eau, ce qui diminue sa concentration. Ajouter du soluté correspond plutôt à une concentration de la solution.

6. Comment distingue-t-on la solution mère de la solution fille lors d’une dilution ?

La solution mère est diluée, la solution fille contient le soluté avant ajout d’eau
La solution mère contient l’eau ajoutée, la solution fille contient le soluté retiré
La solution mère est initiale et concentrée, la solution fille est obtenue après dilution
La solution mère est finale et moins concentrée, la solution fille est préparée en premier

La solution mère est initiale et concentrée, la solution fille est obtenue après dilution

Explication

La solution mère est la solution initiale concentrée, tandis que la solution fille est la solution finale obtenue après ajout d’eau. Inverser ces rôles constitue la confusion la plus fréquente.

7. Lorsqu’une solution acide ou basique est diluée avec de l’eau, vers quelle valeur son pH se rapproche-t-il ?

Vers une valeur égale à la concentration
Vers un pH égal à 14
Vers un pH égal à 7
Vers un pH égal à 0

Vers un pH égal à 7

Explication

La dilution rapproche le pH d’une solution de celui de l’eau pure, dont le pH est égal à 7. Elle ne conduit pas systématiquement vers les valeurs extrêmes de l’échelle du pH.

8. Comment l’échelle de pH permet-elle de classer une solution ?

Elle permet de déterminer directement la température de la solution
Elle permet de mesurer la masse du soluté dissous
Elle permet de distinguer les solutions concentrées, diluées et saturées
Elle permet de distinguer les solutions acides, neutres et basiques

Elle permet de distinguer les solutions acides, neutres et basiques

Explication

La valeur du pH sert à distinguer les solutions acides, neutres et basiques. Elle ne renseigne pas directement sur la masse de soluté ni sur la température.

9. Une solution présente une concentration élevée en ions oxonium. Quelle affirmation concernant son pH est correcte ?

Son pH est plus faible que celui d’une solution moins concentrée en ions oxonium
Son pH est nécessairement égal à 7 quelle que soit sa concentration
Son pH ne peut pas être comparé sans connaître la masse de la solution
Son pH est plus élevé que celui d’une solution moins concentrée en ions oxonium

Son pH est plus faible que celui d’une solution moins concentrée en ions oxonium

Explication

La relation [H3O+]=10−pH mol⋅L−1[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-\mathrm{pH}}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} montre qu’une concentration élevée en ions oxonium correspond à un pH plus faible. Une concentration plus faible correspond au contraire à un pH plus élevé.

10. Dans une solution aqueuse incolore, quelles espèces sont minoritaires par rapport aux molécules d’eau ?

Les ions sodium et les ions chlorure
Les ions oxonium et hydroxyde
Les molécules d’eau et les ions sodium
Les molécules d’eau et les ions chlorure

Les ions oxonium et hydroxyde

Explication

Les ions H3O+\mathrm{H_3O^+} et HO−\mathrm{HO^-} sont présents en proportions variables, mais restent minoritaires devant les molécules H2O\mathrm{H_2O}. Les molécules d’eau ne sont donc pas minoritaires dans une solution aqueuse.

11. Quelle expression définit le produit ionique de l’eau dans une solution aqueuse ?

Ke=[H3O+]×[HO−]K_e=[\mathrm{H_3O^+}]\times[\mathrm{HO^-}]
Ke=[H3O+]+[HO−]K_e=[\mathrm{H_3O^+}]+[\mathrm{HO^-}]
Ke=[H3O+][HO−]K_e=\frac{[\mathrm{H_3O^+}]}{[\mathrm{HO^-}]}
Ke=[H2O]×[HO−]K_e=[\mathrm{H_2O}]\times[\mathrm{HO^-}]

$$K_e=[\mathrm{H_3O^+}]\times[\mathrm{HO^-}]$$

Explication

Le produit ionique de l’eau est le produit des concentrations molaires des ions oxonium et hydroxyde. Une somme, un quotient ou l’emploi de la concentration en eau ne correspondent pas à cette définition.

12. À température constante, quelle affirmation décrit correctement le produit ionique de l’eau et les concentrations ioniques ?

KeK_e varie avec la température, tandis que les concentrations ioniques restent fixes
KeK_e et les concentrations ioniques restent constants dans chaque solution
KeK_e varie avec chaque solution, tandis que les concentrations ioniques restent fixes
KeK_e reste constant, tandis que les concentrations ioniques peuvent varier

$$K_e$$ reste constant, tandis que les concentrations ioniques peuvent varier

Explication

À une température donnée, KeK_e garde une valeur constante quelle que soit la solution aqueuse, alors que les concentrations individuelles peuvent changer. La confusion consiste à attribuer cette constance aux concentrations elles-mêmes.

13. Dans une solution aqueuse, que se passe-t-il lorsque la concentration en ions oxonium diminue ?

La concentration en molécules d’eau augmente
La concentration en molécules d’eau diminue
La concentration en ions hydroxyde diminue
La concentration en ions hydroxyde augmente

La concentration en ions hydroxyde augmente

Explication

La diminution de la concentration en ions H3O+\mathrm{H_3O^+} s’accompagne d’une augmentation de celle des ions HO−\mathrm{HO^-}. Cette évolution réciproque concerne les deux concentrations ioniques.

14. Quel effet produit un soluté qui apporte des ions oxonium à une solution aqueuse ?

Il augmente le pH et rend le milieu plus basique
Il diminue le pH et rend le milieu plus acide
Il maintient le pH et rend le milieu plus neutre
Il diminue le pH et rend le milieu plus basique

Il diminue le pH et rend le milieu plus acide

Explication

Les ions oxonium acidifient le milieu : leur apport entraîne une diminution du pH. Les ions hydroxyde ont l’effet opposé en augmentant le pH et le caractère basique.

15. Un produit ménager apporte des ions hydroxyde à une solution : comment le pH évolue-t-il ?

Il augmente, et la solution devient plus acide
Il reste constant, et la solution devient plus neutre
Il diminue, et la solution devient plus acide
Il augmente, et la solution devient plus basique

Il augmente, et la solution devient plus basique

Explication

L’apport d’ions hydroxyde augmente le pH et renforce le caractère basique de la solution. Une baisse du pH correspondrait plutôt à un apport d’ions oxonium.

16. Quelle solution aqueuse présente un caractère particulièrement dangereux en raison de son pH ?

Une solution faiblement acide ou faiblement basique
Une solution dont le pH est modérément éloigné de 7
Une solution très acide ou très basique
Une solution proche de la neutralité

Une solution très acide ou très basique

Explication

Les solutions fortement acides, de pH très bas, et fortement basiques, de pH proche de 14, peuvent être dangereuses. Une faible acidité ou une faible basicité correspond à un risque moindre lié au pH.

17. Quelle caractéristique signale le danger particulier d’une solution acide ou basique concentrée ?

Elle est très volatile pour le corps et porte un pictogramme environnemental
Elle est difficile à observer et porte une indication de conservation
Elle est très agressive pour le corps et porte un pictogramme de danger
Elle est faiblement réactive pour le corps et porte une étiquette ordinaire

Elle est très agressive pour le corps et porte un pictogramme de danger

Explication

Les solutions acides et basiques concentrées sont très agressives pour le corps humain et leur étiquette comporte un pictogramme de danger. Une solution diluée présente en général une dangerosité moindre, ce qui ne supprime pas la nécessité de prudence.

18. Quelle démarche doit précéder toute manipulation d’un acide ou d’une base concentré ?

Demander l’avis d’un camarade puis ignorer les actions prévues en cas d’incident
Préparer directement le mélange puis consulter les consignes après l’expérience
Lire le protocole, les consignes et la conduite à tenir en cas d’incident
Observer l’étiquette puis commencer la manipulation sans protocole

Lire le protocole, les consignes et la conduite à tenir en cas d’incident

Explication

Avant la manipulation, il faut connaître le protocole, les règles de sécurité et les actions prévues en cas d’incident. Commencer l’expérience avant cette lecture augmente le risque d’une réaction inadaptée.

19. Quels équipements faut-il porter pour manipuler des acides et des bases concentrés ?

Des lunettes, un casque et des chaussures
Une blouse, des lunettes et des gants
Un masque, des chaussures et un casque
Une blouse, un tablier et des bouchons d’oreilles

Une blouse, des lunettes et des gants

Explication

La protection requise comprend une blouse, des lunettes et des gants afin de limiter l’exposition du corps et des yeux. Les autres équipements proposés ne constituent pas l’ensemble de protections indiqué pour ces produits concentrés.

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Quelles sont les trois méthodes pour évaluer le pH ?

Le pH-mètre, le papier pH et l’indicateur coloré.

Quelle méthode est la plus précise pour mesurer le pH d’une solution aqueuse ?

Le pH-mètre.

Quelle précision atteint le pH-mètre pour mesurer le pH ?

Une précision au centième près.

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