QCM : Transformations acide-base — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Parmi les propositions suivantes concernant les bases et les couples acide-base, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Une base est une espèce chimique capable de céder au moins un ion H+\mathrm{H^+}.
Un couple acide-base s’écrit sous la forme acide/base conjuguée.
Un couple acide-base associe deux espèces sans différence d’ion hydrogène.
Les espèces d’un couple acide-base diffèrent par deux ions H+\mathrm{H^+}.
Une base est une espèce chimique capable de capter au moins un ion H+\mathrm{H^+}.

Un couple acide-base s’écrit sous la forme acide/base conjuguée. · Une base est une espèce chimique capable de capter au moins un ion $$\mathrm{H^+}$$.

Explication

Une base capte au moins un ion H+\mathrm{H^+}. Dans un couple acide-base, l’espèce acide est écrite avant sa base conjuguée et les deux espèces ne diffèrent que d’un ion H+\mathrm{H^+} ; le nombre de deux ions est incorrect.

2. Au sujet de l’identification d’un couple acide-base, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Les espèces d’un couple acide-base diffèrent par un seul ion H+\mathrm{H^+}.
Le couple SO42−/HSO3−\mathrm{SO_4^{2-}/HSO_3^-} est un couple acide-base.
Le couple O2/H2O2\mathrm{O_2/H_2O_2} est un couple acide-base.
Le couple MnO4−/Mn2+\mathrm{MnO_4^-/Mn^{2+}} est un couple acide-base.
Le couple H2O/HO−\mathrm{H_2O/HO^-} est un couple acide-base.

Les espèces d’un couple acide-base diffèrent par un seul ion $$\mathrm{H^+}$$. · Le couple $$\mathrm{H_2O/HO^-}$$ est un couple acide-base.

Explication

Un couple acide-base est constitué d’un acide et de sa base conjuguée, qui diffèrent d’un seul ion H+\mathrm{H^+}. Les couples cités ne respectent pas cette condition ou relèvent de l’oxydoréduction, et l’ordre d’écriture demandé est acide/base.

3. Concernant l’établissement et la représentation des réactions acide-base, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Les demi-équations de transfert de H+\mathrm{H^+} sont ensuite additionnées.
Une transformation acide-base totale est représentée par une flèche simple.
Les ions H+\mathrm{H^+} sont conservés dans l’équation-bilan finale.
Une transformation acide-base non totale est représentée par une flèche simple.
L’écriture d’une réaction acide-base commence par l’identification des deux couples.

Les demi-équations de transfert de $$\mathrm{H^+}$$ sont ensuite additionnées. · Une transformation acide-base totale est représentée par une flèche simple. · L’écriture d’une réaction acide-base commence par l’identification des deux couples.

Explication

L’établissement d’une équation acide-base commence par l’identification des deux couples, puis l’écriture et l’addition des demi-équations avec suppression de H+\mathrm{H^+}. Une transformation totale utilise une flèche simple, tandis qu’une transformation non totale utilise une double flèche.

4. À propos de quelques équations de réactions acide-base, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Dans cette réaction, l’eau capte un ion H+\mathrm{H^+} pour devenir H3O+\mathrm{H_3O^+}.
La réaction de l’éthylamine avec l’eau forme C2H5NH3+\mathrm{C_2H_5NH_3^+}.
La réaction entre l’acide éthanoïqu'et l’hydrogénocarbonate produit du dioxyde de carbone.
Dans cette réaction, l’éthylamine capte un ion H+\mathrm{H^+}.
L’effervescence de la réaction éthanoïque provient de la formation d’eau gazeuse.

La réaction de l’éthylamine avec l’eau forme $$\mathrm{C_2H_5NH_3^+}$$. · La réaction entre l’acide éthanoïqu'et l’hydrogénocarbonate produit du dioxyde de carbone. · Dans cette réaction, l’éthylamine capte un ion $$\mathrm{H^+}$$.

Explication

La réaction entre l’acide éthanoïqu'et l’hydrogénocarbonate produit du dioxyde de carbone gazeux et de l’eau. La réaction entre l’éthylamine et l’eau forme l’éthylamine protonée et l’ion oxonium ; l’eau y cède donc un proton.

5. Concernant le pH et la concentration en ions oxonium, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

La concentration oxonium se calcule par [H3O+]=c0×10pH[H_3O^+]=c^0\times10^{pH}.
La relation logarithmique est valable notamment lorsque [H3O+]<5×10−2 mol⋅L−1[H_3O^+]<5\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
La relation logarithmique est valable notamment lorsque [H3O+]>5×10−2 mol⋅L−1[H_3O^+]>5\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
Le pH est défini par pH=−log⁡([H3O+]c0)pH=-\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^0}\right).
La concentration oxonium se calcule par [H3O+]=c0×10−pH[H_3O^+]=c^0\times10^{-pH}.

La relation logarithmique est valable notamment lorsque $$[H_3O^+]<5\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$. · Le pH est défini par $$pH=-\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^0}\right)$$. · La concentration oxonium se calcule par $$[H_3O^+]=c^0\times10^{-pH}$$.

Explication

La définition du pH est pH=−log⁡([H3O+]c0)pH=-\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^0}\right), tandis que la concentration s’en déduit par [H3O+]=c0×10−pH[H_3O^+]=c^0\times10^{-pH}. La relation logarithmique possède toutefois un domaine de validité, notamment lorsque [H3O+]<5×10−2 mol⋅L−1[H_3O^+]<5\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.

6. Une solution présente un pH connu. Quelles sont les propositions exactes concernant la concentration en ions oxonium ?

La relation utilisée s’applique notamment pour [H3O+]<5×10−2 mol⋅L−1[H_3O^+]<5\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
La relation utilisée s’applique notamment pour [H3O+]>5×10−2 mol⋅L−1[H_3O^+]>5\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
Le pH est déterminé par [H3O+]=c0×10pH[H_3O^+]=c^0\times10^{pH}.
La concentration oxonium est déterminée par le pH de la solution.
La concentration oxonium vaut c0×10−pHc^0\times10^{-pH}.

La relation utilisée s’applique notamment pour $$[H_3O^+]<5\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$. · La concentration oxonium est déterminée par le pH de la solution. · La concentration oxonium vaut $$c^0\times10^{-pH}$$.

Explication

La concentration oxonium dépend du pH selon [H3O+]=c0×10−pH[H_3O^+]=c^0\times10^{-pH} : le pH permet donc de la déterminer. Le pH est défini par la relation logarithmique et celle-ci est notamment valable dans le domaine [H3O+]<5×10−2 mol⋅L−1[H_3O^+]<5\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.

7. Une eau de pluie est-elle considérée comme acide dans les situations suivantes ?

Un pH égal à 4,6 indique une eau de pluie acide.
Le seuil d’acidité correspond à une concentration oxonium supérieure à 1,0×10−5 mol⋅L−11,0\times10^{-5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
Une concentration oxonium de 8,0×10−6 mol⋅L−18,0\times10^{-6}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} indique une eau acide.
Un pH égal à 5,4 indique une eau de pluie acide.
Une concentration oxonium de 2,0×10−5 mol⋅L−12,0\times10^{-5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} indique une eau acide.

Un pH égal à 4,6 indique une eau de pluie acide. · Le seuil d’acidité correspond à une concentration oxonium supérieure à $$1,0\times10^{-5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$. · Une concentration oxonium de $$2,0\times10^{-5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$ indique une eau acide.

Explication

Une eau de pluie est acide lorsque sa concentration oxonium dépasse 1,0×10−5 mol⋅L−11,0\times10^{-5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}, ce qui correspond à un pH inférieur à 5,0. Une concentration inférieure et un pH supérieur décrivent la situation inverse.

8. Concernant la neutralisation acide-base et la vérification de son caractère total :

La quantité finale observée d’ions oxonium est comparée à la quantité maximale stœchiométrique.
La transformation s’écrit H3O++HO−→2H2OH_3O^+ + HO^-\rightarrow2H_2O.
Les ions oxonium réagissent avec les ions hydroxyde pour former de l’eau.
La totalité est vérifiée en comparant les ions sodium aux ions hydroxyde restants.
Les ions sodium sont consommés lors de la neutralisation acide-base.

La quantité finale observée d’ions oxonium est comparée à la quantité maximale stœchiométrique. · La transformation s’écrit $$H_3O^+ + HO^-\rightarrow2H_2O$$. · Les ions oxonium réagissent avec les ions hydroxyde pour former de l’eau.

Explication

La neutralisation s’écrit H3O++HO−→2H2OH_3O^+ + HO^-\rightarrow2H_2O : les ions oxonium sont consommés par les ions hydroxyde. Les ions sodium restent spectateurs, et la totalité est vérifiée en comparant la quantité finale observée à la quantité maximale stœchiométrique.

9. Quelles sont les réponses exactes au sujet des transformations acide-base totales ?

La quantité finale d’ions oxonium permet de tester le caractère total.
Un acide fort dissous totalement produit deux moles d’ions oxonium par mole d’acide.
La stœchiométrie fournit la quantité maximale d’ions oxonium attendue.
La totalité se vérifie en mesurant la quantité initiale d’ions sodium.
Une mole d’acide fort dissous totalement produit une mole d’ions oxonium.

La quantité finale d’ions oxonium permet de tester le caractère total. · La stœchiométrie fournit la quantité maximale d’ions oxonium attendue. · Une mole d’acide fort dissous totalement produit une mole d’ions oxonium.

Explication

Une transformation acide-base totale se contrôle en comparant la quantité finale d’ions oxonium observée à la quantité maximale prévue par la stœchiométrie. Pour un acide fort dissous totalement, chaque mole d’acide fournit une mole d’ions oxonium.

10. Concernant les effets du dioxyde de carbone et du carbonate de calcium sur l’acidité de l’eau :

La dissolution du dioxyde de carbone océanique augmente la concentration en ions oxonium.
La réaction des ions carbonate avec les ions oxonium peut former du bicarbonate et de l’eau.
L’augmentation du dioxyde de carbone océanique augmente le pH de l’eau.
Le carbonate de calcium dissous fournit des ions carbonate réactifs avec les ions oxonium.
La réaction du dioxyde de carbone dissous diminue le pH de l’eau.

La dissolution du dioxyde de carbone océanique augmente la concentration en ions oxonium. · La réaction des ions carbonate avec les ions oxonium peut former du bicarbonate et de l’eau. · Le carbonate de calcium dissous fournit des ions carbonate réactifs avec les ions oxonium. · La réaction du dioxyde de carbone dissous diminue le pH de l’eau.

Explication

Le dioxyde de carbone atmosphérique se dissout dans les océans et réagit avec l’eau, ce qui augmente la concentration en ions oxonium et diminue le pH. Le carbonate de calcium peut au contraire consommer les ions oxonium après dissolution, ce qui contribue à augmenter le pH.

11. À propos des applications biologiques de l’acidité et de la basicité :

Les coquilles et exosquelettes concernés contiennent principalement du carbonate de calcium.
Le pH de l’estomac est environ égal à 2.
L’uréase présente une activité significative autour du pH gastrique voisin de 2.
Le carbonate de calcium renforce les coquilles lorsqu’il réagit avec les ions oxonium.
L’activité de l’uréase devient significative au-dessus d’un pH de 4.

Les coquilles et exosquelettes concernés contiennent principalement du carbonate de calcium. · Le pH de l’estomac est environ égal à 2. · L’activité de l’uréase devient significative au-dessus d’un pH de 4.

Explication

L’uréase présente une activité significative au-dessus de pH 4, alors que le pH gastrique est voisin de 2. Le carbonate de calcium, constituant des coquilles et exosquelettes, réagit avec les ions oxonium et fragilise ces structures.

12. Concernant la concentration en ions oxonium après mélange de deux solutions, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Elle utilise la somme des volumes des deux solutions après mélange.
Elle s’écrit [H3O+]meˊlange=n1(H3O+)+n2(H3O+)V1+V2[H_3O^+]_{mélange}=\frac{n_1(H_3O^+)+n_2(H_3O^+)}{V_1+V_2}.
Elle se calcule en rapportant la quantité totale d’ions oxonium au volume total.
Elle dépend des quantités d’ions oxonium présentes dans les deux solutions.
Elle est déterminée par le volume du premier prélèvement sans considérer le second volume.

Elle utilise la somme des volumes des deux solutions après mélange. · Elle s’écrit $$[H_3O^+]_{mélange}=\frac{n_1(H_3O^+)+n_2(H_3O^+)}{V_1+V_2}$$. · Elle se calcule en rapportant la quantité totale d’ions oxonium au volume total. · Elle dépend des quantités d’ions oxonium présentes dans les deux solutions.

Explication

La concentration finale résulte de la quantité totale d’ions oxonium rapportée au volume total. Elle ne correspond donc pas à une concentration initiale ni à une simple moyenne arithmétique des concentrations.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 46 flashcards sur Transformations acide-base.

Qu'est-ce qu'un acide en chimie ?

Une espèce chimique capable de céder au moins un ion hydrogène H+.

Qu'est-ce qu'une base en chimie ?

Une espèce chimique capable de capter au moins un ion hydrogène H+.

Quand deux espèces forment-elles un couple acide-base ?

Quand elles diffèrent d’un seul ion hydrogène H+.

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