QCM : Titrage, pH et conductivité (47 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lorsqu’on dose une espèce chimique dissoute, quelle grandeur cherche-t-on à déterminer le plus précisément possible ?

L’identité de toutes les espèces de la solution
Le volume total de la solution analysée
La quantité de matière totale de la solution
La concentration de cette espèce dans la solution

La concentration de cette espèce dans la solution

Explication

Un dosage vise à déterminer le plus précisément possible la concentration de l’espèce chimique dans la solution. La quantité de matière est une grandeur liée, le volume décrit la solution et l’identification n’est pas le but défini du dosage.

2. Un laboratoire compare deux méthodes pour analyser une solution : la méthode I repose sur une réaction chimique avec un réactif titrant, tandis que la méthode II ne modifie pas la composition de la solution. Comment classer ces méthodes ?

I et II sont des titrages fondés sur une réaction
I et II sont des dosages par étalonnage sans réaction
I est un dosage par étalonnage et II un titrage
I est un titrage et II un dosage par étalonnage

I est un titrage et II un dosage par étalonnage

Explication

Le titrage repose sur une réaction chimique, alors que le dosage par étalonnage ne modifie pas la composition de la solution. Inverser ces caractéristiques confond les deux méthodes, et les deux autres réponses attribuent à tort le même principe aux deux méthodes.

3. Dans un titrage, quelle description correspond à la réaction support ?

La réaction entre deux produits formés après le mélange des solutions
La réaction entre A, présent dans la solution à analyser, et B, apporté par une solution de concentration connue
La réaction entre B, présent dans la solution à analyser, et A, apporté par une solution de concentration connue
La réaction entre A, dont la concentration est connue, et une espèce C ajoutée à la solution

La réaction entre A, présent dans la solution à analyser, et B, apporté par une solution de concentration connue

Explication

La réaction support met en jeu A, le réactif titré présent dans la solution analysée, et B, le réactif titrant fourni à concentration connue. Intervertir A et B inverse leurs rôles ; supposer A connu ou remplacer B par une autre espèce ne correspond pas à cette définition.

4. Lors d’un titrage, le réactif B réagit rapidement et totalement avec A, mais il réagit aussi avec une autre espèce présente dans l’échantillon. Le titrage respecte-t-il les critères d’une réaction support valide ?

Non, car la réaction doit être lente afin de distinguer A des autres espèces
Oui, car une réaction rapide et totale suffit à rendre le titrage valide
Oui, car B peut réagir avec plusieurs espèces si A est consommé totalement
Non, car B doit être spécifique à A en plus d’agir rapidement et totalement

Non, car B doit être spécifique à A en plus d’agir rapidement et totalement

Explication

La réaction support doit être rapide, totale et spécifique : B ne doit réagir qu’avec A. La rapidité et le caractère total ne compensent donc pas le manque de spécificité ; une réaction lente n’est pas exigée.

5. Pendant un titrage, une technicienne ajoute la solution titrante jusqu’à l’équivalence. Quel volume désigne-t-elle par VBEV_B^E ?

Le volume de solution titrée prélevé avant le début du titrage
Le volume de solution titrante ajouté après le point d’équivalence
Le volume total des solutions réunies au point d’équivalence
Le volume de solution titrante versé pour atteindre l’équivalence

Le volume de solution titrante versé pour atteindre l’équivalence

Explication

VBEV_B^E désigne le volume de solution titrante contenant B versé pour atteindre l’équivalence. Le volume prélevé est celui de la solution analysée, le volume total concerne le mélange, et un ajout après l’équivalence dépasse le volume équivalent.

6. Au cours d’un titrage, à quel moment l’équivalence est-elle atteinte ?

Lorsque B est en excès et qu’une partie reste dans le mélange
Lorsqu'A et B viennent d’être mélangés, quelle que soit leur proportion
Lorsqu'A et B sont dans les proportions stœchiométriques et sont intégralement consommés
Lorsqu'A est consommé tandis que B demeure dans le mélange

Lorsqu'A et B sont dans les proportions stœchiométriques et sont intégralement consommés

Explication

À l’équivalence, A et B ont été introduits dans les proportions stœchiométriques et les deux réactifs sont intégralement consommés. Le simple mélange ne suffit pas, et un excès de B ou la persistance de B indique que les deux réactifs ne sont pas consommés ensemble.

7. Pour une réaction de titrage 2A+3B→C2A+3B\rightarrow C, quelle relation entre les quantités de matière s’applique à l’équivalence ?

ni(A)=nE(B)n_i(A)=n_E(B)
ni(A)3=nE(B)2\frac{n_i(A)}{3}=\frac{n_E(B)}{2}
ni(A)2=nE(B)3\frac{n_i(A)}{2}=\frac{n_E(B)}{3}
ni(A)2=ni(B)3\frac{n_i(A)}{2}=\frac{n_i(B)}{3}

$$\frac{n_i(A)}{2}=\frac{n_E(B)}{3}$$

Explication

Pour aA+bB→⋯aA+bB\rightarrow\cdots, l’équivalence vérifie ni(A)a=nE(B)b\frac{n_i(A)}{a}=\frac{n_E(B)}{b} ; ici, les coefficients valent 2 et 3. Inverser les coefficients ou les omettre fausse la proportion, tandis que ni(B)n_i(B) ne remplace pas la quantité de B versée à l’équivalence.

8. Dans un titrage, un des réactifs est coloré et sa couleur disparaît au cours de la réaction. Quel indice permet de repérer l’équivalence ?

L’apparition ou la disparition d’une coloration liée à un réactif
La valeur du pH mesurée après chaque ajout de titrant
Le virage d’un indicateur ajouté au milieu réactionnel
Le changement de pente de la conductivité en fonction du volume

L’apparition ou la disparition d’une coloration liée à un réactif

Explication

Un titrage colorimétrique peut repérer l’équivalence par l’apparition ou la disparition de la couleur d’un réactif. La mesure du pH et le changement de pente de conductivité relèvent d’autres méthodes, tandis qu’un indicateur est utile notamment lorsque les réactifs sont incolores.

9. Pour suivre un titrage acide-base par pH-métrie, quelle démarche permet de déterminer le volume équivalent ?

Mesurer le pH au cours du temps, tracer pH=f(t)pH=f(t) et exploiter la courbe
Observer la couleur après chaque ajout et repérer son changement
Mesurer la conductivité à chaque ajout, tracer σ=f(V)\sigma=f(V) et exploiter la courbe
Mesurer le pH à chaque ajout, tracer pH=f(V)pH=f(V) et exploiter la courbe

Mesurer le pH à chaque ajout, tracer $$pH=f(V)$$ et exploiter la courbe

Explication

Le suivi pH-métrique repose sur des mesures du pH après chaque ajout de titrant, puis sur l’exploitation de la courbe du pH en fonction du volume versé. La conductivité, la couleur et le temps ne constituent pas la grandeur suivie dans cette démarche.

10. Dans un titrage mettant en jeu des ions, une élève choisit le suivi conductimétrique. Quelles mesures et quelle représentation doit-elle réaliser pour repérer l’équivalence ?

Mesurer σ\sigma après chaque ajout et tracer son évolution selon le volume versé
Observer la couleur après chaque ajout et repérer son apparition ou sa disparition
Mesurer le pH après chaque ajout et tracer son évolution selon le volume versé
Mesurer σ\sigma au cours du temps et tracer son évolution selon la durée

Mesurer $$\sigma$$ après chaque ajout et tracer son évolution selon le volume versé

Explication

En conductimétrie, on mesure la conductivité σ\sigma après chaque ajout, puis on la représente en fonction du volume de titrant versé pour exploiter la courbe. Le suivi du pH ou de la couleur correspond à d’autres méthodes, et le temps n’est pas la variable portée en abscisse.

11. Une équipe calcule la concentration d’une solution titrée à partir d’un titrage. Quelles sources d’incertitude doit-elle prendre en compte pour qualifier ce résultat ?

La concentration du titrant, l’agitation du mélange et le nombre de chiffres affichés
La détermination du volume équivalent, la couleur initiale et la masse du récipient
La verrerie, la détermination du volume équivalent et la concentration du titrant
La verrerie, la durée du titrage et la température ambiante

La verrerie, la détermination du volume équivalent et la concentration du titrant

Explication

La concentration obtenue doit tenir compte des incertitudes de la verrerie, de la détermination du volume équivalent et de la concentration de la solution titrante. La durée, la couleur initiale ou l’agitation ne remplacent pas ces sources d’incertitude.

12. Que caractérise le z-score lors de la comparaison d’un résultat expérimental à une référence ?

La précision de la valeur expérimentale sans comparaison à une référence
L’écart brut entre une valeur expérimentale et une valeur de référence
L’accord entre une valeur expérimentale et une valeur de référence
L’incertitude de la valeur expérimentale exprimée dans son unité

L’accord entre une valeur expérimentale et une valeur de référence

Explication

Le z-score est une grandeur sans unité qui évalue l’accord entre une valeur expérimentale et une valeur de référence. L’incertitude et l’écart brut sont des éléments distincts, tandis que la précision seule ne décrit pas l’accord avec une référence.

13. Une mesure donne Xexp=10,8X_{exp}=10,8, avec une référence Xref=10,0X_{ref}=10,0 et une incertitude-type u(Xexp)=0,4u(X_{exp})=0,4. Quelle valeur du z-score obtient-on ?

z=0,5z=0,5
z=2,7z=2,7
z=0,8z=0,8
z=2z=2

$$z=2$$

Explication

La relation donne z=∣10,8−10,0∣0,4=0,80,4=2z=\frac{|10,8-10,0|}{0,4}=\frac{0,8}{0,4}=2. La valeur 0,80,8 omet la division par l’incertitude, 2,72,7 vient d’une somme, et 0,50,5 inverse le rapport.

14. Un résultat expérimental est comparé à une référence et son z-score vaut 1,61,6. Quelle conclusion faut-il tirer sur leur accord ?

Les valeurs ne sont pas considérées en accord
La valeur expérimentale doit être corrigée de 1,6 unités
Les valeurs sont considérées en accord
Le résultat est indécidable sans connaître l’unité du score

Les valeurs sont considérées en accord

Explication

Les valeurs expérimentale et de référence sont considérées en accord lorsque le z-score est inférieur à 2; ici, 1,6<21,6<2. Un score inférieur au seuil n’indique ni un désaccord ni une absence d’incertitude, et le z-score est sans unité.

15. Que caractérise le pH d’une solution et de quelle espèce chimique dépend-il ?

Une concentration en ions oxonium exprimée en mol·L⁻¹
Une grandeur sans unité liée aux ions oxonium
Une mesure de la quantité totale de soluté dissous
Une grandeur sans unité liée aux ions hydroxyde

Une grandeur sans unité liée aux ions oxonium

Explication

Le pH est une grandeur sans unité qui mesure l’acidité et dépend de la concentration en ions oxonium H3O+H_3O^+. Le choix d’une concentration avec unité confond pH et concentration, celui des ions hydroxyde attribue l’acidité à une autre espèce, et la quantité totale de soluté n’est pas la grandeur déterminante.

16. Une solution a un pH de 4,0 ; quelle est sa concentration en ions oxonium, avec c0=1 mol.L−1c^0=1\ \mathrm{mol.L^{-1}} ?

1,0×104 mol.L−11,0\times10^{4}\ \mathrm{mol.L^{-1}}
1,0×10−4 mol.L−11,0\times10^{-4}\ \mathrm{mol.L^{-1}}
4,0×10−1 mol.L−14,0\times10^{-1}\ \mathrm{mol.L^{-1}}
1,0×10−3 mol.L−11,0\times10^{-3}\ \mathrm{mol.L^{-1}}

$$1,0\times10^{-4}\ \mathrm{mol.L^{-1}}$$

Explication

On applique [H3O+]=c0×10−pH[H_3O^+]=c^0\times10^{-pH} : avec c0=1 mol.L−1c^0=1\ \mathrm{mol.L^{-1}} et pH=4,0pH=4,0, on obtient 1,0×10−4 mol.L−11,0\times10^{-4}\ \mathrm{mol.L^{-1}}. L’exposant positif omet le signe négatif, l’inversion de l’exposant confond pH et concentration, et 10−310^{-3} correspondrait à un autre pH.

17. Quelles valeurs caractérisent une solution neutre ?

pH=7pH=7 et [H3O+]=10−7 mol.L−1[H_3O^+]=10^{-7}\ \mathrm{mol.L^{-1}}
pH=6pH=6 et [H3O+]=10−6 mol.L−1[H_3O^+]=10^{-6}\ \mathrm{mol.L^{-1}}
pH=8pH=8 et [H3O+]=10−8 mol.L−1[H_3O^+]=10^{-8}\ \mathrm{mol.L^{-1}}
pH=7pH=7 et [H3O+]=10−6 mol.L−1[H_3O^+]=10^{-6}\ \mathrm{mol.L^{-1}}

$$pH=7$$ et $$[H_3O^+]=10^{-7}\ \mathrm{mol.L^{-1}}$$

Explication

Une solution neutre a un pH égal à 7 et une concentration en ions oxonium de 10−7 mol.L−110^{-7}\ \mathrm{mol.L^{-1}}. Le couple pH 6 correspond à une solution acide, le couple pH 8 à une solution basique, et la concentration 10−610^{-6} ne correspond pas au pH neutre.

18. Une solution présente un pH de 9 ; comment la classer et quelle relation sa concentration en ions oxonium vérifie-t-elle ?

Basique, avec [H3O+]>10−7 mol.L−1[H_3O^+]>10^{-7}\ \mathrm{mol.L^{-1}}
Neutre, avec [H3O+]=10−7 mol.L−1[H_3O^+]=10^{-7}\ \mathrm{mol.L^{-1}}
Basique, avec [H3O+]<10−7 mol.L−1[H_3O^+]<10^{-7}\ \mathrm{mol.L^{-1}}
Acide, avec [H3O+]>10−7 mol.L−1[H_3O^+]>10^{-7}\ \mathrm{mol.L^{-1}}

Basique, avec $$[H_3O^+]<10^{-7}\ \mathrm{mol.L^{-1}}$$

Explication

Un pH supérieur à 7 caractérise une solution basique, dont la concentration en ions oxonium est inférieure à 10−7 mol.L−110^{-7}\ \mathrm{mol.L^{-1}}. Le choix acide inverse les critères, le choix neutre applique le seuil de pH 7, et la concentration supérieure au seuil est incompatible avec une solution basique.

19. Un échantillon contient 1,204×10241,204\times10^{24} entités ; quelle quantité de matière cela représente-t-il avec NA=6,02×1023 mol−1N_A=6,02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}} ?

0,200 mol0,200\ \mathrm{mol}
2,00 mol2,00\ \mathrm{mol}
1,204×1024 mol1,204\times10^{24}\ \mathrm{mol}
7,25×1047 mol7,25\times10^{47}\ \mathrm{mol}

$$2,00\ \mathrm{mol}$$

Explication

La relation est n=NNAn=\frac{N}{N_A} ; ainsi, n=1,204×10246,02×1023=2,00 moln=\frac{1,204\times10^{24}}{6,02\times10^{23}}=2,00\ \mathrm{mol}. La multiplication par NAN_A inverse la formule, 0,2000,200 traduit un décalage décimal, et le nombre d’entités n’est pas une quantité de matière en moles.

20. Un solide pur a une masse de 12,0 g12,0\ \mathrm{g} et une masse molaire de 60,0 g⋅mol−160,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}} ; quelle est sa quantité de matière ?

5,00 mol5,00\ \mathrm{mol}
720 mol720\ \mathrm{mol}
0,200 mol0,200\ \mathrm{mol}
2,00 mol2,00\ \mathrm{mol}

$$0,200\ \mathrm{mol}$$

Explication

Pour un solide pur, n=mMn=\frac{m}{M} ; le calcul 12,060,0\frac{12,0}{60,0} donne 0,200 mol0,200\ \mathrm{mol}. Le produit masse–masse molaire inverse la relation, 5,005,00 inverse le quotient, et 2,002,00 correspond à une erreur de facteur dix.

21. Une solution contient 0,30 mol0,30\ \mathrm{mol} de soluté dans 0,60 L0,60\ \mathrm{L} ; quelle est sa concentration molaire ?

2,0 mol⋅L−12,0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
1,0 mol⋅L−11,0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,18 mol⋅L−10,18\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,50 mol⋅L−10,50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

$$0,50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

La concentration molaire vérifie C=nVC=\frac{n}{V} ; 0,300,60=0,50 mol⋅L−1\frac{0,30}{0,60}=0,50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. Le produit donne une opération incorrecte, 2,02,0 inverse le rapport, et 1,01,0 correspondrait à diviser par un volume deux fois plus petit.

22. On prélève 20 mL20\ \mathrm{mL} d’une solution mère à 0,50 mol⋅L−10,50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}, puis on dilue jusqu’à 100 mL100\ \mathrm{mL} ; quelle est la concentration finale ?

0,50 mol⋅L−10,50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,025 mol⋅L−10,025\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,10 mol⋅L−10,10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
2,5 mol⋅L−12,5\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

$$0,10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

Lors d’une dilution, CiVi=CfVfC_iV_i=C_fV_f ; donc Cf=0,50×20100=0,10 mol⋅L−1C_f=\frac{0,50\times20}{100}=0,10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}, les volumes étant exprimés dans la même unité. Le résultat 2,52,5 inverse le rapport des volumes, 0,500,50 suppose que la concentration reste inchangée, et 0,0250,025 applique un facteur de dilution erroné.

23. Dans une solution contenant des ions mobiles, que désigne la conductivité électrique ?

La capacité de la solution à empêcher le passage du courant
La quantité d’ions dissous par unité de volume de solution
La vitesse de déplacement d’un ion particulier dans la solution
La capacité de la solution à laisser passer le courant grâce au déplacement des ions

La capacité de la solution à laisser passer le courant grâce au déplacement des ions

Explication

La conductivité décrit le passage du courant rendu possible par le déplacement des ions présents dans la solution. La concentration mesure une quantité par volume, la mobilité concerne un ion, et l’isolation électrique s’oppose à la conductivité.

24. On compare une solution de sucre dissous à une solution de chlorure de sodium dissous dans l’eau. Laquelle conduit le courant électrique, et pour quelle raison ?

Le sucre, car ses molécules dissoutes se déplacent dans l’eau
Les deux solutions, car elles contiennent de l’eau liquide
Le chlorure de sodium, car sa solution contient des ions mobiles
Aucune des deux, car les solutés sont dissous dans l’eau

Le chlorure de sodium, car sa solution contient des ions mobiles

Explication

Une solution conduit grâce à ses ions mobiles : le chlorure de sodium fournit des ions en solution, tandis que le sucre dissous reste constitué d’espèces moléculaires neutres. L’idée que toute dissolution forme des ions confond dissolution et dissociation ionique.

25. À température identique, on prépare deux solutions du même électrolyte, l’une plus concentrée en ions que l’autre. Quelle évolution de la conductivité prévoit-on pour la solution la plus concentrée ?

Une conductivité inchangée
Une conductivité plus faible
Une conductivité déterminée par le volume de solution seul
Une conductivité plus élevée

Une conductivité plus élevée

Explication

Lorsque la concentration des ions augmente, la conductivité augmente également. Une baisse inverse cette relation, tandis que l’indépendance vis-à-vis des ions et le rôle du seul volume ne correspondent pas au principe considéré.

26. Un laboratoire veut déterminer la concentration d’une solution inconnue en comparant sa conductivité à celles de solutions étalons. Quelle méthode utilise-t-il ?

Un dosage par étalonnage spectrophotométrique
Un dosage par étalonnage conductimétrique
Un suivi cinétique de la réaction en solution
Un titrage conductimétrique de l’échantillon

Un dosage par étalonnage conductimétrique

Explication

La conductivité mesurée peut servir à déterminer une concentration par dosage par étalonnage. Un titrage repose sur l’ajout d’un réactif, le suivi cinétique observe une évolution au cours du temps, et la spectrophotométrie mesure une autre grandeur.

27. Pendant une réaction chimique en solution qui transforme des ions, quelle utilisation de la conductivité peut renseigner sur l’avancement de la réaction ?

Suivre l’évolution de la réaction au cours du temps
Mesurer la quantité de matière d’un solide non dissous
Identifier individuellement chaque ion présent en solution
Déterminer la concentration initiale par étalonnage

Suivre l’évolution de la réaction au cours du temps

Explication

Comme les ions contribuent à la conductivité, son évolution peut permettre de suivre une réaction qui fait intervenir des ions, notamment en cinétique ou lors d’un titrage conductimétrique. Le dosage par étalonnage vise la concentration, tandis que la conductivité ne fournit pas à elle seule l’identité individuelle des ions ni la quantité d’un solide non dissous.

28. Une solution est préparée en dissolvant un seul composé ionique à la concentration c=0,030 mol L−1c = 0{,}030\ \mathrm{mol\,L^{-1}}. Si sa constante de proportionnalité vaut k=0,80 S m−1 L mol−1k = 0{,}80\ \mathrm{S\,m^{-1}\,L\,mol^{-1}}, quelle conductivité prévoit la loi de Kohlrausch ?

0,024 S m−10{,}024\ \mathrm{S\,m^{-1}}
0,0375 S m−10{,}0375\ \mathrm{S\,m^{-1}}
26,7 S m−126{,}7\ \mathrm{S\,m^{-1}}
0,83 S m−10{,}83\ \mathrm{S\,m^{-1}}

$$0{,}024\ \mathrm{S\,m^{-1}}$$

Explication

Pour un unique composé ionique, la loi est σ=k×c\sigma = k \times c ; ainsi 0,80×0,030=0,024 S m−10{,}80 \times 0{,}030 = 0{,}024\ \mathrm{S\,m^{-1}}. La valeur 0,03750{,}0375 inverse la relation, 26,726{,}7 utilise c/kc/k et 0,830{,}83 additionne les grandeurs.

29. Pour une solution de chlorure de sodium, quelle expression donne la constante de proportionnalité reliant la conductivité à la concentration en soluté apporté ?

λNa+−λCl−\lambda_{\mathrm{Na^+}} - \lambda_{\mathrm{Cl^-}}
λNa++λCl−\lambda_{\mathrm{Na^+}} + \lambda_{\mathrm{Cl^-}}
λNa+×λCl−\lambda_{\mathrm{Na^+}} \times \lambda_{\mathrm{Cl^-}}
λNa+\lambda_{\mathrm{Na^+}}

$$\lambda_{\mathrm{Na^+}} + \lambda_{\mathrm{Cl^-}}$$

Explication

Dans une solution de NaCl, les deux ions contribuent à la conductivité et leurs concentrations valent chacune la concentration du soluté ; le facteur de proportionnalité est donc la somme de leurs conductivités ioniques molaires. La différence, la seule contribution de Na⁺ et le produit des contributions ne représentent pas cette somme.

30. Une équipe veut établir un étalonnage conductimétrique pour déterminer ensuite une concentration inconnue. Quelle démarche permet de déterminer la constante kk ?

Mesurer une solution inconnue, puis tracer CC en fonction de σ\sigma
Mesurer plusieurs solutions de concentrations inconnues, puis tracer σ\sigma en fonction de CC
Mesurer la conductivité de plusieurs solutions de concentrations connues, puis tracer σ\sigma en fonction de CC
Mesurer une solution connue, puis assimiler directement sa conductivité à kk

Mesurer la conductivité de plusieurs solutions de concentrations connues, puis tracer $$\sigma$$ en fonction de $$C$$

Explication

La constante kk se détermine à partir de plusieurs solutions de concentrations connues en traçant la conductivité σ\sigma en fonction de CC. Une seule mesure ne suffit pas à établir l’étalonnage, inverser les axes ne suit pas la démarche indiquée, et des concentrations inconnues ne fournissent pas les références nécessaires.

31. La droite d’étalonnage d’une solution ionique a pour coefficient directeur k=2,5 S m−1 L mol−1k = 2{,}5\ \mathrm{S\,m^{-1}\,L\,mol^{-1}}. Pour un échantillon inconnu, on mesure σmesureˊ=0,75 S m−1\sigma_{\mathrm{mesuré}} = 0{,}75\ \mathrm{S\,m^{-1}}. Quelle est sa concentration ?

1,75 mol L−11{,}75\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
3,33 mol L−13{,}33\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,30 mol L−10{,}30\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
1,875 mol L−11{,}875\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

$$0{,}30\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Explication

La relation σ=k×C\sigma = k \times C donne C=σmesureˊkC = \frac{\sigma_{\mathrm{mesuré}}}{k} ; le calcul donne 0,75/2,5=0,30 mol L−10{,}75/2{,}5 = 0{,}30\ \mathrm{mol\,L^{-1}}. Le produit donne 1,8751{,}875, le quotient inversé donne environ 3,333{,}33 et la soustraction donne 1,751{,}75.

32. Quel domaine étudie la vitesse à laquelle une réaction chimique se déroule ?

La cinétique chimique
La stœchiométrie chimique
La thermodynamique chimique
L’analyse chimique

La cinétique chimique

Explication

La cinétique chimique étudie la vitesse des réactions. La thermodynamique concerne notamment les échanges énergétiques, la stœchiométrie les relations quantitatives entre espèces, et l’analyse la composition d’un échantillon.

33. Une transformation évolue pendant environ 0,060{,}06 seconde, soit moins que la persistance rétinienne estimée à 0,10{,}1 seconde. Comment la classe-t-on ?

Comme une réaction lente
Comme une réaction dont la durée est de quelques années
Comme une transformation nécessairement inachevée
Comme une réaction instantanée

Comme une réaction instantanée

Explication

Une réaction est qualifiée d’instantanée si son évolution dure moins que la persistance rétinienne, soit environ 0,10{,}1 seconde. Une durée de quelques secondes ou davantage relève de la catégorie des réactions lentes; l’état final ne définit pas cette distinction.

34. Pour suivre une réaction au cours du temps, une équipe ne peut pas mesurer directement l’avancement xx. Quelle grandeur peut-elle suivre à sa place ?

La durée totale, sans relever de grandeur pendant la réaction
La température initiale du mélange, sans mesure ultérieure
La masse totale du système, indépendamment de la réaction
La concentration d’un produit formé ou d’un réactif consommé

La concentration d’un produit formé ou d’un réactif consommé

Explication

Comme l’avancement xx n’est pas directement mesurable, le suivi cinétique porte sur la concentration d’un produit formé ou d’un réactif consommé au cours du temps. La masse totale ou la température initiale ne remplace pas ce suivi de concentration.

35. On modifie un paramètre expérimental : la réaction devient plus rapide, mais elle atteint le même état final. Comment qualifier ce paramètre ?

Un produit de réaction
Un état final différent
Un réactif en excès
Un facteur cinétique

Un facteur cinétique

Explication

Un facteur cinétique est un paramètre expérimental qui modifie la vitesse sans changer l’état final. Un réactif et un produit sont des espèces chimiques, tandis que changer l’état final contredirait la définition.

36. Dans une expérience, on chauffe le mélange réactionnel. Quel enchaînement explique l’accélération observée ?

L’énergie cinétique diminue, ce qui rend chaque collision plus efficace
La concentration augmente automatiquement, ce qui rend les collisions plus fréquentes
L’agitation et l’énergie cinétique augmentent, ce qui accroît les collisions et leur efficacité
L’agitation diminue, ce qui augmente le temps de contact entre réactifs

L’agitation et l’énergie cinétique augmentent, ce qui accroît les collisions et leur efficacité

Explication

Le chauffage augmente l’agitation moléculaire et l’énergie cinétique; les collisions entre réactifs deviennent plus fréquentes et ont davantage de chances d’être efficaces. Une hausse de concentration est un autre facteur cinétique, et non l’enchaînement décrit ici.

37. Une réaction est réalisée une seconde fois avec une solution de réactifs diluée. Quel effet est attendu sur sa vitesse ?

Elle s’accélère, car les réactifs sont davantage dispersés
Elle atteint un état final différent, sans changement de vitesse
Elle garde la même vitesse, car la dilution ne modifie pas les collisions
Elle ralentit, car les collisions entre réactifs deviennent moins fréquentes

Elle ralentit, car les collisions entre réactifs deviennent moins fréquentes

Explication

Une concentration plus faible réduit la fréquence des collisions entre réactifs et ralentit la réaction; une concentration plus élevée l’accélère. La dilution agit sur la vitesse, tandis que les facteurs cinétiques considérés ne changent pas l’état final.

38. On ajoute un composé qui accélère une réaction sans modifier l’état final atteint. Quel rôle ce composé joue-t-il ?

Un catalyseur
Un réactif limitant
Un facteur qui déplace l’état final
Un produit de réaction

Un catalyseur

Explication

Un catalyseur accélère une réaction sans modifier l’état final atteint. Un réactif limitant est consommé au cours de la réaction; l’idée d’un déplacement de l’état final contredit la définition du catalyseur, et un produit est formé par la réaction.

39. La concentration d’un produit passe de 0,12 mol L−10{,}12\ \mathrm{mol\,L^{-1}} à 0,30 mol L−10{,}30\ \mathrm{mol\,L^{-1}} entre 2 min2\ \mathrm{min} et 8 min8\ \mathrm{min}. Quelle est sa vitesse volumique moyenne d’apparition sur cet intervalle ?

0,030 mol L−1 min−10{,}030\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}
0,050 mol L−1 min−10{,}050\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}
0,020 mol L−1 min−10{,}020\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}
−0,030 mol L−1 min−1-0{,}030\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}

$$0{,}030\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}$$

Explication

La vitesse moyenne est Δ[P]/Δt\Delta[P]/\Delta t : la concentration augmente de 0,18 mol L−10{,}18\ \mathrm{mol\,L^{-1}} en 6 min6\ \mathrm{min}, soit 0,030 mol L−1 min−10{,}030\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}. La valeur 0,0500{,}050 divise par la concentration finale, la valeur négative inverse le sens de variation et 0,0200{,}020 utilise la concentration initiale comme variation.

40. Sur une courbe de concentration d’un produit en fonction du temps, comment déterminer sa vitesse d’apparition à l’instant t=4 mint=4\ \mathrm{min} ?

Calculer la variation entre deux instants éloignés
Prendre l’opposé de la pente de la tangente
Calculer la dérivée de la concentration à cet instant
Mesurer la pente d’une sécante entre deux points

Calculer la dérivée de la concentration à cet instant

Explication

La vitesse instantanée d’apparition est la dérivée temporelle de la concentration, évaluée à l’instant considéré. Une variation entre deux instants ou une sécante correspond à une vitesse moyenne, tandis que l’opposé de la pente concerne la vitesse de disparition d’un réactif.

41. La concentration d’un réactif diminue avec une pente de tangente égale à −0,040 mol L−1 min−1-0{,}040\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}} à un instant donné. Quelle est sa vitesse instantanée de disparition ?

0,040 mol L−10{,}040\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,040 mol L−1 min−10{,}040\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}
0,080 mol L−1 min−10{,}080\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}
−0,040 mol L−1 min−1-0{,}040\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}

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

Explication

La vitesse de disparition est l’opposé de la dérivée de la concentration : l’opposé de −0,040-0{,}040 vaut 0,040 mol L−1 min−10{,}040\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}. Garder la pente négative oublie ce signe opposé, la valeur 0,0800{,}080 double la pente et la dernière valeur n’a pas l’unité d’une vitesse.

42. Dans une réaction, l’avancement final vaut 0,80 mol0{,}80\ \mathrm{mol}. Quelle durée définit le temps de demi-réaction ?

La durée nécessaire pour atteindre 0,40 mol0{,}40\ \mathrm{mol} d’avancement
La durée nécessaire pour atteindre 0,80 mol0{,}80\ \mathrm{mol} d’avancement
La durée nécessaire pour atteindre 0,50 mol0{,}50\ \mathrm{mol} d’avancement
La durée nécessaire pour atteindre 0,20 mol0{,}20\ \mathrm{mol} d’avancement

La durée nécessaire pour atteindre $$0{,}40\ \mathrm{mol}$$ d’avancement

Explication

Le temps de demi-réaction est la durée nécessaire pour que l’avancement atteigne la moitié de sa valeur finale, ici 0,80/2=0,40 mol0{,}80/2=0{,}40\ \mathrm{mol}. 0,80 mol0{,}80\ \mathrm{mol} correspond à l’avancement final, 0,50 mol0{,}50\ \mathrm{mol} n’en est pas la moitié et 0,20 mol0{,}20\ \mathrm{mol} en est le quart.

43. Deux transformations comparables atteignent la moitié de leur avancement final après respectivement 3 min3\ \mathrm{min} et 7 min7\ \mathrm{min}. Que peut-on conclure en comparant leur rapidité ?

La transformation de 3 min3\ \mathrm{min} est la plus rapide
Les durées ne permettent pas de comparer leur rapidité
Les deux transformations ont la même rapidité
La transformation de 7 min7\ \mathrm{min} est la plus rapide

La transformation de $$3\ \mathrm{min}$$ est la plus rapide

Explication

Un temps de demi-réaction plus petit indique une transformation plus rapide ; celle qui atteint la moitié de son avancement final en 3 min3\ \mathrm{min} est donc la plus rapide. La durée de 7 min7\ \mathrm{min} indique une évolution plus lente, et les durées permettent bien cette comparaison.

44. Dans une expérience, la concentration du réactif R est multipliée par trois et sa vitesse volumique de disparition l’est aussi à chaque instant. Quelle relation caractérise alors la loi suivie par R ?

La vitesse de disparition est proportionnelle à la concentration du produit formé
La vitesse de disparition reste constante quelle que soit la concentration de R
La vitesse de disparition est proportionnelle au carré de la concentration de R
La vitesse de disparition est proportionnelle à la concentration de R

La vitesse de disparition est proportionnelle à la concentration de R

Explication

Une loi de vitesse d’ordre 1 signifie que la vitesse volumique de disparition de R est proportionnelle à sa concentration à chaque instant. Une dépendance quadratique évoque un autre ordre, la concentration du produit ne définit pas cette loi, et une vitesse constante ne dépendrait pas de [R].

45. À un instant donné, un réactif R a une concentration de 0,20 mol L−10{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}} et sa réaction suit une loi d’ordre 1 avec k=0,30 s−1k=0{,}30\ \mathrm{s^{-1}}. Quelle est sa vitesse volumique de disparition à cet instant ?

0,012 mol L−1 s−10{,}012\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}
0,060 mol L−1 s−10{,}060\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}
0,30 mol L−1 s−10{,}30\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}
0,67 mol L−1 s−10{,}67\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

$$0{,}060\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$$

Explication

Pour une loi d’ordre 1, vd,R=k[R]v_{d,R}=k[R], donc 0,30×0,20=0,060 mol L−1 s−10{,}30\times0{,}20=0{,}060\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}. La valeur 0,67 vient d’une division, 0,012 d’une concentration mise au carré, et 0,30 correspond à prendre k pour la vitesse.

46. Un réactif suit une loi d’ordre 1, avec [R]0=0,80 mol L−1[R]_0=0{,}80\ \mathrm{mol\,L^{-1}} et k=0,20 min−1k=0{,}20\ \mathrm{min^{-1}}. Quelle expression donne sa concentration après 3,0 min3{,}0\ \mathrm{min} ?

0,80e−0,60 mol L−10{,}80e^{-0{,}60}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,80e0,60 mol L−10{,}80e^{0{,}60}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
(0,80−0,20×3,0) mol L−1(0{,}80-0{,}20\times3{,}0)\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,80e−2,4 mol L−10{,}80e^{-2{,}4}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

$$0{,}80e^{-0{,}60}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Explication

La loi intégrée est [R](t)=[R]0e−kt[R](t)=[R]_0e^{-kt} ; ici kt=0,20×3,0=0,60kt=0{,}20\times3{,}0=0{,}60, d’où [R](3,0)=0,80e−0,60 mol L−1[R](3{,}0)=0{,}80e^{-0{,}60}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}. L’exposant positif ferait croître le réactif, la forme linéaire ne suit pas cette loi et 2,4 résulte d’un mauvais produit.

47. Pour déterminer expérimentalement si la disparition d’un réactif suit une loi d’ordre 1, quelles grandeurs faut-il comparer au cours de l’expérience ?

La concentration de R et le temps écoulé
La vitesse de disparition de R et sa concentration
La vitesse de disparition de R et la concentration du produit
L’équation de réaction et la constante de vitesse

La vitesse de disparition de R et sa concentration

Explication

La reconnaissance expérimentale consiste à tester la proportionnalité entre la vitesse de disparition et la concentration du réactif R. L’équation de réaction ne permet pas à elle seule de déduire l’ordre, la concentration n’est pas ici comparée directement au temps, et la concentration pertinente est celle de R, non celle du produit.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 84 flashcards sur Titrage, pH et conductivité.

Que détermine précisément un dosage ?

La concentration d’une espèce chimique dans une solution.

Qu’est-ce qui distingue un dosage par étalonnage d’un dosage par titrage ?

L’étalonnage ne modifie pas la composition de la solution, tandis que le titrage repose sur une réaction chimique.

Quels réactifs participent à la réaction support d’un titrage ?

Le réactif titré A et le réactif titrant B.

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Titrage, pH et conductivité.

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