QCM : Spectrophotométrie et propriétés des gaz (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. On mélange deux lumières colorées, l’une cyan et l’autre rouge. Quelle couleur obtient-on ?

Magenta
Blanche
Jaune
Cyan

Blanche

Explication

Le cyan et le rouge sont complémentaires, et le mélange de deux couleurs complémentaires donne du blanc. « Jaune » et « magenta » correspondent à d’autres associations de couleurs, tandis que « cyan » ne tient pas compte de l’effet du mélange.

2. Une technicienne utilise un spectrophotomètre pour étudier une solution : quelles étapes décrivent son fonctionnement ?

Sélectionner une concentration, faire traverser la cuve par la lumière, puis mesurer sa couleur
Faire traverser la cuve par toutes les longueurs d’onde, puis mesurer la concentration
Mesurer la lumière incidente, choisir une cuve, puis déterminer la longueur d’onde
Sélectionner une longueur d’onde, faire traverser la cuve par la lumière, puis mesurer l’absorbance

Sélectionner une longueur d’onde, faire traverser la cuve par la lumière, puis mesurer l’absorbance

Explication

Le spectrophotomètre sélectionne une longueur d’onde, puis mesure l’absorbance de la lumière après son passage dans la cuve contenant la solution. Mesurer la lumière incidente ne donne pas l’absorbance après traversée, et l’appareil ne sélectionne pas la concentration ni ne mesure directement celle-ci.

3. Une cuve de longueur 1,5 cm1{,}5\,\text{cm} contient une solution de concentration 2,0×10−3 mol⋅L−12{,}0\times10^{-3}\,\text{mol·L}^{-1}, avec ε=200 L⋅mol−1⋅cm−1\varepsilon=200\,\text{L·mol}^{-1}\text{·cm}^{-1}. Quelle absorbance prévoit la loi de Beer-Lambert ?

0,400{,}40
1,501{,}50
0,300{,}30
0,600{,}60

$$0{,}60$$

Explication

La loi donne A=ε×l×CA=\varepsilon\times l\times C, donc A=200×1,5×2,0×10−3=0,60A=200\times1{,}5\times2{,}0\times10^{-3}=0{,}60, sans unité. La valeur 0,300{,}30 omet la longueur de cuve, 0,400{,}40 omet le coefficient, et 1,501{,}50 ne résulte pas du produit prescrit.

4. Que représente la réaction entre les ions thiocyanate salivaires et les ions fer(III) dans le dosage ?

La précipitation des ions fer(III) sous forme d’hydroxyde insoluble
La transformation des ions thiocyanate en ions complexes [FeSCN]²⁺
La dilution des ions thiocyanate sans modification de leur nature
La réduction des ions fer(III) en ions fer(II) par les ions salivaires

La transformation des ions thiocyanate en ions complexes [FeSCN]²⁺

Explication

Dans les conditions du dosage, les ions thiocyanate réagissent entièrement avec les ions fer(III) pour former les ions complexes [FeSCN]²⁺. La dilution intervient ensuite pour préparer l’échantillon, mais ne décrit pas cette réaction chimique.

5. Dans quel état l’agitation permanente des entités est-elle plus importante que dans les liquides ?

Dans les liquides
Dans les gaz
Dans les solides
Dans les solutions colorées

Dans les gaz

Explication

L’agitation des entités est permanente dans les liquides et les gaz, mais elle est plus importante dans les gaz. Les liquides présentent bien une agitation permanente, mais celle-ci est moins intense que dans les gaz.

6. Quel rôle joue la pression atmosphérique dans l’expérience de la cloche contenant un ballon ?

Elle permet au ballon de reprendre sa taille initiale lorsque l’air est aspiré.
Elle contribue à maintenir la cloche plaquée contre son support lorsque la pression intérieure diminue.
Elle augmente la pression intérieure lorsque l’air est retiré de la cloche.
Elle empêche le ballon de se dilater lorsque l’air est aspiré hors de la cloche.

Elle contribue à maintenir la cloche plaquée contre son support lorsque la pression intérieure diminue.

Explication

Lorsque l’air est aspiré, la pression à l’intérieur de la cloche diminue et la pression atmosphérique extérieure contribue à la maintenir plaquée contre son support. Le ballon se dilate alors, tandis que son retour à sa taille initiale se produit lorsque l’air rentre dans la cloche.

7. En quoi la concentration molaire et la quantité de matière d’un soluté diffèrent-elles ?

La concentration molaire rapporte le volume de solution à la quantité de matière, tandis que la quantité de matière s’exprime en litres.
La concentration molaire mesure la quantité de matière totale, tandis que la quantité de matière rapporte celle-ci à un litre.
La concentration molaire rapporte la quantité de matière au volume de solution, tandis que la quantité de matière s’exprime en moles.
La concentration molaire rapporte la masse de soluté au volume de solution, tandis que la quantité de matière s’exprime en moles.

La concentration molaire rapporte la quantité de matière au volume de solution, tandis que la quantité de matière s’exprime en moles.

Explication

La concentration molaire indique combien de moles de soluté sont contenues par unité de volume de solution, tandis que la quantité de matière est exprimée en moles. La masse par volume correspond à la concentration massique, et non à la concentration molaire.

8. On dissout une même quantité de soluté dans un volume final plus grand. Quelle conséquence cela a-t-il sur les concentrations massique et molaire ?

Elles diminuent toutes deux, car la même quantité de soluté est répartie dans un volume plus grand.
Elles augmentent toutes deux, car le volume plus grand favorise la dissolution du soluté.
La concentration massique diminue, tandis que la concentration molaire reste inchangée.
La concentration molaire diminue, tandis que la concentration massique augmente avec le volume.

Elles diminuent toutes deux, car la même quantité de soluté est répartie dans un volume plus grand.

Explication

Les deux concentrations sont proportionnelles à la quantité de soluté et inversement proportionnelles au volume de solution ; à quantité fixe, augmenter le volume les réduit. La concentration molaire ne reste pas inchangée, puisque son rapport à la quantité de matière dépend lui aussi du volume.

9. Une solution absorbe principalement une radiation verte. Quelle couleur observera-t-on pour cette solution ?

Cyan, couleur complémentaire du rouge
Jaune, couleur complémentaire du bleu
Verte, car elle transmet la radiation absorbée
Magenta, couleur complémentaire du vert

Magenta, couleur complémentaire du vert

Explication

La solution colorée apparaît de la couleur complémentaire de la radiation qu’elle absorbe : le vert a pour complémentaire le magenta. Le cyan est complémentaire du rouge, et non du vert.

10. À épaisseur de cuve constante, quelle relation caractérise l’absorbance d’une solution en fonction de sa concentration ?

Elle augmente comme le carré de la concentration, selon la relation A=K×C2A = K \times C^2.
Elle ne dépend pas de la concentration, mais uniquement de la longueur d’onde utilisée.
Elle est proportionnelle à la concentration, selon la relation A=K×CA = K \times C.
Elle est inversement proportionnelle à la concentration, selon la relation A=KCA = \frac{K}{C}.

Elle est proportionnelle à la concentration, selon la relation $$A = K \times C$$.

Explication

À épaisseur de cuve constante, la loi de Beer-Lambert indique que l’absorbance varie proportionnellement à la concentration. La relation inverse est plausible, mais elle ne correspond pas à cette loi.

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Quelle couleur correspond à la radiation absorbée par une solution colorée ?

Sa couleur complémentaire.

Que mesure le spectrophotomètre après avoir sélectionné une longueur d’onde ?

L’absorbance de la lumière ayant traversé la solution.

De quels facteurs dépend l’absorbance d’une solution ?

De sa nature, de sa concentration, de la longueur d’onde et de l’épaisseur traversée.

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