QCM : Solutions aqueuses et dosages (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Comment caractérise-t-on une solution obtenue en dissolvant une espèce dans un liquide ?

C’est un mélange homogène formé par dissolution d’un soluté dans un solvant.
C’est un corps pur obtenu en mélangeant plusieurs solvants.
C’est un mélange hétérogène formé par dépôt d’un soluté dans un solvant.
C’est un mélange homogène dans lequel le solvant est dissous par le soluté.

C’est un mélange homogène formé par dissolution d’un soluté dans un solvant.

Explication

Une solution est homogène et résulte de la dissolution d’un soluté dans un solvant. Un mélange hétérogène ne correspond pas à cette définition.

2. Dans une préparation, quelle espèce joue le rôle de solvant ?

Le solide ajouté au mélange, quelle que soit sa quantité.
Le gaz formé pendant la dissolution et présent en faible quantité.
L’espèce dissoute, qui est présente en grande quantité dans le mélange.
Le liquide qui dissout une espèce et qui est présent en grande quantité.

Le liquide qui dissout une espèce et qui est présent en grande quantité.

Explication

Le solvant dissout l’espèce chimique et se trouve en très grande quantité par rapport aux solutés. L’espèce dissoute est le soluté, et non le solvant.

3. On ajoute du sucre à de l’eau et il se dissout : quel est le rôle du sucre ?

Le sucre est un précipité, car il reste séparé de l’eau.
Le sucre est le soluté, car c’est l’espèce dissoute par l’eau.
Le sucre est le solvant, car il permet à l’eau de se dissoudre.
Le sucre est le solvant, car il constitue la phase liquide majoritaire.

Le sucre est le soluté, car c’est l’espèce dissoute par l’eau.

Explication

Le sucre est le soluté puisqu’il est dissous par l’eau, qui joue le rôle de solvant. Le fait qu’une espèce soit ajoutée ne la transforme pas en solvant.

4. On ajoute du sel à un litre d’eau jusqu’à dépasser la masse maximale dissolvable. Que se passe-t-il alors ?

La solution reste non saturée et tout le sel ajouté se dissout.
Le solvant devient le sel et l’eau constitue le soluté.
La solution est saturée et le sel ajouté en excès ne se dissout plus.
La solution devient homogène grâce à une dissolution illimitée du sel.

La solution est saturée et le sel ajouté en excès ne se dissout plus.

Explication

Dans l’eau, la masse maximale de sel dissoute est de 357 g·L⁻¹ ; au-delà, la solution est saturée et le sel supplémentaire ne se dissout plus. L’ajout de sel ne permet donc pas une dissolution illimitée.

5. Que représente la concentration en masse d’une espèce dissoute ?

La masse de cette espèce présente dans un litre de solution, exprimée en g/L.
La masse totale de solution contenue dans un litre de solvant, exprimée en g/L.
Le volume de cette espèce présent dans un gramme de solution, exprimé en L/g.
La quantité de solvant contenue dans un gramme de soluté, exprimée en L/g.

La masse de cette espèce présente dans un litre de solution, exprimée en g/L.

Explication

La concentration en masse indique la masse de soluté présente par litre de solution et s’exprime en g/L ou en g·L⁻¹. La masse considérée est celle de l’espèce dissoute, et non celle de la solution entière.

6. Pour une solution contenant une masse mm de soluté dans un volume VsolutionV_{\mathrm{solution}}, quelle relation donne la concentration en masse ?

cm=mVsolutionc_m = \frac{m}{V_{\mathrm{solution}}}, avec mm en litres et le volume en grammes.
cm=mVsolutionc_m = \frac{m}{V_{\mathrm{solution}}}, avec mm en grammes et le volume en litres.
cm=Vsolutionmc_m = \frac{V_{\mathrm{solution}}}{m}, avec le volume en grammes et mm en litres.
cm=m×Vsolutionc_m = m \times V_{\mathrm{solution}}, avec mm en grammes et le volume en litres.

$$c_m = \frac{m}{V_{\mathrm{solution}}}$$, avec $$m$$ en grammes et le volume en litres.

Explication

La concentration en masse est le quotient de la masse de soluté en grammes par le volume de solution en litres. Inverser le quotient donne une grandeur réciproque, et non la concentration recherchée.

7. Quel matériel correspond à la préparation d’une solution par dissolution ?

Un bécher, une pipette et un chauffage pour évaporer une partie du soluté.
Une éprouvette graduée, un entonnoir et un thermomètre pour distiller le solvant.
Une burette, un agitateur et un réfrigérant pour séparer les constituants.
Une fiole jaugée, une soucoupe et une balance pour mettre le soluté en solution.

Une fiole jaugée, une soucoupe et une balance pour mettre le soluté en solution.

Explication

La préparation par dissolution utilise une fiole jaugée, une soucoupe et une balance pour mettre le soluté en solution. Le matériel de distillation ou d’évaporation correspond à d’autres opérations.

8. Pour préparer 0,50 L0{,}50\ \mathrm{L} d’une solution de concentration en masse 12 g⋅L−112\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}, quelle masse de soluté faut-il dissoudre ?

24 g24\ \mathrm{g}, en utilisant m=cmVsolutionm = \frac{c_m}{V_{\mathrm{solution}}}.
0,042 g0{,}042\ \mathrm{g}, en utilisant m=Vsolutioncmm = \frac{V_{\mathrm{solution}}}{c_m}.
12,5 g12{,}5\ \mathrm{g}, en utilisant m=cm+Vsolutionm = c_m + V_{\mathrm{solution}}.
6,0 g6{,}0\ \mathrm{g}, en utilisant m=cm×Vsolutionm = c_m \times V_{\mathrm{solution}}.

$$6{,}0\ \mathrm{g}$$, en utilisant $$m = c_m \times V_{\mathrm{solution}}$$.

Explication

La masse à dissoudre se calcule par m=cm×Vsolutionm = c_m \times V_{\mathrm{solution}}, soit 12×0,50=6,0 g12 \times 0{,}50 = 6{,}0\ \mathrm{g}. Diviser la concentration par le volume ne respecte pas la relation de préparation.

9. Que fait-on à une solution mère pour obtenir une solution fille moins concentrée ?

On retire du solvant afin d’obtenir une solution finale plus concentrée.
On lui ajoute du solvant afin d’obtenir une solution finale moins concentrée.
On lui ajoute du soluté afin d’obtenir une solution finale plus concentrée.
On sépare une partie du soluté afin d’obtenir une solution finale différente.

On lui ajoute du solvant afin d’obtenir une solution finale moins concentrée.

Explication

Ajouter du solvant à la solution initiale produit une solution fille moins concentrée. Ajouter du soluté augmenterait plutôt la concentration de la solution.

10. Lorsqu’on dilue une solution sans perdre de soluté, quelle évolution observe-t-on ?

La masse de soluté diminue, le volume augmente et la concentration reste constante.
La masse de soluté augmente, le volume reste constant et la concentration augmente.
La masse de soluté reste constante, le volume diminue et la concentration augmente.
La masse de soluté reste constante, le volume augmente et la concentration diminue.

La masse de soluté reste constante, le volume augmente et la concentration diminue.

Explication

La dilution conserve la masse de soluté, tandis que l’ajout de solvant augmente le volume et diminue la concentration. Une diminution du volume ne correspond pas à cette transformation.

11. Une dilution conserve la masse de soluté. Quelle relation relie alors les concentrations et les volumes des solutions mère et fille ?

cm,meˋreVmeˋre=cm,filleVfille\frac{c_{m,\mathrm{mère}}}{V_{\mathrm{mère}}} = \frac{c_{m,\mathrm{fille}}}{V_{\mathrm{fille}}}
cm,meˋre×Vmeˋre=cm,fille×Vfillec_{m,\mathrm{mère}} \times V_{\mathrm{mère}} = c_{m,\mathrm{fille}} \times V_{\mathrm{fille}}
cm,meˋre+Vmeˋre=cm,fille+Vfillec_{m,\mathrm{mère}} + V_{\mathrm{mère}} = c_{m,\mathrm{fille}} + V_{\mathrm{fille}}
cm,meˋre×Vfille=cm,fille×Vmeˋrec_{m,\mathrm{mère}} \times V_{\mathrm{fille}} = c_{m,\mathrm{fille}} \times V_{\mathrm{mère}}

$$c_{m,\mathrm{mère}} \times V_{\mathrm{mère}} = c_{m,\mathrm{fille}} \times V_{\mathrm{fille}}$$

Explication

Le produit de la concentration massique par le volume correspond à la masse de soluté, qui se conserve entre les deux solutions. La relation avec les produits croisés ne représente pas cette conservation.

12. Une solution mère de concentration massique 12 g L−112\,\mathrm{g\,L^{-1}} est diluée pour obtenir une solution fille à 3 g L−13\,\mathrm{g\,L^{-1}}. Quel est le facteur de dilution ?

F=4F = 4, car il correspond au rapport de la concentration mère à la concentration fille.
F=0,25F = 0{,}25, car il correspond au rapport de la concentration fille à la concentration mère.
F=9F = 9, car il correspond à la différence entre les deux concentrations.
F=15F = 15, car il correspond à la somme des deux concentrations.

$$F = 4$$, car il correspond au rapport de la concentration mère à la concentration fille.

Explication

Le facteur vaut le rapport de la concentration de la solution mère à celle de la solution fille, soit 12/3=412/3=4. Le rapport inverse est l’inverse du facteur de dilution.

13. Quel est l’objectif d’un dosage par étalonnage d’une espèce chimique en solution ?

Identifier sa nature chimique en comparant sa température à celle de solutions étalons.
Déterminer sa concentration massique en la comparant à des solutions étalons de concentrations connues.
Mesurer son volume en le comparant à des solutions étalons de masses volumiques connues.
Déterminer sa masse totale en la comparant à des solutions étalons de volumes connus.

Déterminer sa concentration massique en la comparant à des solutions étalons de concentrations connues.

Explication

Le dosage par étalonnage sert à déterminer la concentration massique en s’appuyant sur des solutions de concentrations connues. Des volumes connus, à eux seuls, ne fournissent pas cette concentration.

14. Pour estimer la concentration d’une espèce colorée, quelle démarche convient ?

Comparer sa couleur à une échelle de teintes préparée avec des solutions étalons.
Tracer sa conductivité en fonction de sa concentration à partir de solutions étalons.
Mesurer son volume puis le comparer à celui de solutions étalons incolores.
Comparer sa masse volumique à une échelle préparée avec des solutions de volumes connus.

Comparer sa couleur à une échelle de teintes préparée avec des solutions étalons.

Explication

Pour une espèce colorée, on encadre la concentration en comparant la couleur à celle d’une échelle préparée avec des étalons. La conductivité peut servir à une courbe d’étalonnage pour une espèce incolore, mais ce n’est pas la méthode indiquée ici.

15. Une espèce dissoute est incolore et sa conductivité peut être mesurée. Comment en déterminer la concentration par étalonnage ?

Tracer la concentration des étalons en fonction de leur couleur, puis déduire la conductivité de la solution.
Tracer la conductivité en fonction de la concentration massique des étalons, puis lire la concentration sur la courbe.
Mesurer la masse volumique de la solution et l’assimiler directement à sa concentration massique.
Comparer la teinte de la solution à une échelle préparée avec des étalons de concentrations connues.

Tracer la conductivité en fonction de la concentration massique des étalons, puis lire la concentration sur la courbe.

Explication

Pour une espèce incolore, on peut tracer une courbe représentant la conductivité en fonction de la concentration massique, puis lire la concentration recherchée. Une comparaison de teintes ne convient pas lorsque l’espèce est incolore.

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Qu’est-ce qu’une solution ?

Un mélange homogène obtenu par dissolution d’un soluté dans un solvant.

Quelles espèces chimiques un solvant peut-il dissoudre ?

Des espèces chimiques solides, liquides ou gazeuses.

En quelle quantité le solvant se trouve-t-il par rapport aux solutés ?

En très grande quantité.

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