Ch01 – pH et solutions acido-basiques

Question 1

Définition du pH

Le pH d'une solution aqueuse mesure :

sa température sa masse volumique son caractère acide ou basique sa couleur

Question 2

Échelle de pH

Pour les solutions usuelles à 25 °C, le pH est compris entre :

0 et 7 0 et 14 7 et 14 −10 et +10

Question 3

Caractère d'une solution

Une solution dont le pH vaut 4 est :

acide basique neutre saturée

Question 4

pH de l'eau pure

À 25 °C, le pH de l'eau pure vaut :

0 14 7 1

Question 5

Caractère d'une solution

Un savon a un pH de 9,5. Ce produit est :

acide neutre très acide basique

Question 6

Unité du pH

Dans quelle unité s'exprime le pH ?

en mol/L le pH n'a pas d'unité en grammes par litre en degrés

Question 7

Produits du quotidien

Le vinaigre a un pH voisin de 3. C'est donc un produit :

acide basique neutre sans ions

Question 8

Ions hydronium

L'acidité d'une solution est due à la présence d'ions :

OH⁻ (hydroxyde) Na⁺ (sodium) H₃O⁺ (hydronium) Cl⁻ (chlorure)

Question 9

Unité de concentration

La concentration \([\text{H}_3\text{O}^+]\) s'exprime en :

litres par mole (L/mol) moles par litre (mol/L) grammes (g) pascals (Pa)

Question 10

Calcul de pH

Une solution a \([\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{-3}\) mol/L. Son pH vaut :

−3 10 3 0,001

Question 11

Calcul de concentration

Une solution a un pH = 5. Sa concentration en ions hydronium vaut :

10⁻⁵ mol/L 10⁵ mol/L 5 mol/L 10⁻⁷ mol/L

Question 12

Mesure du pH

Quel instrument mesure le pH le plus précisément (au dixième près) ?

le papier pH le thermomètre l'éprouvette graduée le pH-mètre

Question 13

Papier pH

Comment utilise-t-on le papier pH ?

on le pèse avant et après la mesure on compare sa couleur à une échelle de teinte on le branche sur un voltmètre on le chauffe au-dessus d'une flamme

Question 14

Produits du quotidien

L'eau de Javel a un pH voisin de 12. Parmi ces produits, lequel est le plus basique ?

l'eau de Javel (pH 12) le savon (pH 9,5) l'eau pure (pH 7) le lait (pH 6,7)

Question 15

Échelle logarithmique

Quand le pH diminue de 1 unité, la concentration en ions H₃O⁺ est :

divisée par 10 augmentée de 1 mol/L multipliée par 10 inchangée

Question 1

Formule du pH

La relation entre le pH et la concentration en ions hydronium est :

\(\text{pH} = \log([\text{H}_3\text{O}^+])\) \(\text{pH} = -\log([\text{H}_3\text{O}^+])\) \(\text{pH} = 10 \times [\text{H}_3\text{O}^+]\) \(\text{pH} = [\text{H}_3\text{O}^+] \div 10\)

Question 2

Calcul de pH — Laboratoire

Un technicien de laboratoire mesure \([\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{-4}\) mol/L dans un bain de rinçage. Le pH de ce bain vaut :

10 −4 4 0,0001

Question 3

Calcul de concentration

Une solution de détartrant a un pH = 2. Sa concentration en ions hydronium vaut :

10⁻² mol/L = 0,01 mol/L 2 mol/L 10² mol/L = 100 mol/L 10⁻⁷ mol/L

Question 4

Cosmétique — pH de la peau

Une esthéticienne choisit un nettoyant visage de pH 5,5, proche du pH naturel de la peau. Ce produit est :

basique légèrement acide neutre fortement acide

Question 5

Calcul de pH — Valeur non entière

Une solution a \([\text{H}_3\text{O}^+] = 2{,}5 \times 10^{-5}\) mol/L. Son pH vaut environ :

5,4 2,5 5,0 4,6

Question 6

Mesure du pH — Étalonnage

Avant chaque mesure, le pH-mètre doit être étalonné avec :

des solutions tampon de pH connu de l'eau du robinet n'importe quelle solution acide de l'huile

Question 7

Traitement des eaux — Conformité

L'eau potable doit avoir un pH compris entre 6,5 et 9. Un agent de traitement des eaux mesure pH = 6,0. L'eau est :

conforme, car 6,0 est proche de 6,5 non conforme, car trop basique non conforme, car trop acide conforme, car inférieure à 9

Question 8

Échelle logarithmique — Comparaison

Une solution A a un pH = 3 et une solution B a un pH = 6. La solution A contient :

3 fois plus d'ions H₃O⁺ que B 1 000 fois plus d'ions H₃O⁺ que B 100 fois plus d'ions H₃O⁺ que B 2 fois plus d'ions H₃O⁺ que B

Question 9

Calcul de concentration — Valeur non entière

Une eau de piscine a un pH = 8,2. Sa concentration en ions hydronium vaut environ :

8,2 × 10⁻⁸ mol/L 1,6 × 10⁻⁸ mol/L 6,3 × 10⁻⁸ mol/L 6,3 × 10⁻⁹ mol/L

Question 10

Dilution

On dilue une solution acide : la concentration en ions H₃O⁺ est divisée par 10. Le pH :

augmente de 1 unité diminue de 1 unité est divisé par 10 ne change pas

Question 11

Cosmétique — Correction de formulation

Un technicien formulateur vise un pH entre 5 et 6 pour une crème. Il mesure pH = 6,8. Que doit-il faire ?

ajouter une base pour augmenter le pH rien, la crème est conforme ajouter un composé acide pour abaisser le pH chauffer la crème pour baisser le pH

Question 12

Comparaison d'acidités

Quatre solutions ont pour pH : 4,2 — 3,8 — 5,1 — 7,0. La plus acide est celle de pH :

7,0 3,8 5,1 4,2

Question 13

Eau pure

Dans l'eau pure à 25 °C, la concentration en ions hydronium vaut :

0 mol/L 7 mol/L 10⁻¹⁴ mol/L 10⁻⁷ mol/L

Question 14

Précision des mesures

La précision du papier pH est d'environ :

1 unité de pH 0,01 unité de pH 0,1 unité de pH 5 unités de pH

Question 15

Solutions basiques

Une solution est basique. On peut affirmer que sa concentration en ions H₃O⁺ est :

supérieure à 10⁻⁷ mol/L égale à 10⁻⁷ mol/L inférieure à 10⁻⁷ mol/L nulle

Question 1

Calcul de pH — Coefficient devant la puissance de 10

Un laborantin mesure \([\text{H}_3\text{O}^+] = 5{,}0 \times 10^{-3}\) mol/L dans un bain de dégraissage. Le pH vaut environ :

3,0 2,3 5,0 2,7

Question 2

Échelle logarithmique — Raisonnement inverse

Après traitement, le pH d'un bain passe de 2,3 à 4,3. Sa concentration en ions H₃O⁺ a été :

divisée par 2 multipliée par 100 divisée par 20 divisée par 100

Question 3

Calcul de concentration — pH non entier

Un bain de décapage a un pH = 2,5. Sa concentration en ions hydronium vaut environ :

3,2 × 10⁻³ mol/L 2,5 × 10⁻² mol/L 5,0 × 10⁻³ mol/L 3,2 × 10⁻² mol/L

Question 4

Comparaison de solutions

Une solution A a un pH = 3,2. Une solution B contient 10 fois moins d'ions H₃O⁺ que A. Le pH de B vaut :

2,2 32 4,2 0,32

Question 5

Solution très basique

Une solution de nettoyage industriel a un pH = 11,7. Sa concentration en ions hydronium vaut environ :

5,0 × 10⁻¹¹ mol/L 2,0 × 10⁻¹² mol/L 1,17 × 10⁻¹ mol/L 7,0 × 10⁻¹² mol/L

Question 6

Raisonnement sur l'échelle

Parmi ces affirmations, laquelle est exacte ?

une solution de pH 6 est deux fois plus acide qu'une solution de pH 12 une solution de pH 6 contient 2 fois plus d'ions H₃O⁺ qu'une solution de pH 8 le pH double quand la concentration double une solution de pH 6 contient 100 fois plus d'ions H₃O⁺ qu'une solution de pH 8

Question 7

Traitement d'un effluent

Un agent de traitement des eaux veut faire passer un effluent de pH 3 à pH 5 par dilution. Il doit diviser la concentration en ions H₃O⁺ par :

100 2 10 1 000

Question 8

Calcul de pH — Vérification croisée

Une eau a \([\text{H}_3\text{O}^+] = 6{,}3 \times 10^{-7}\) mol/L. Son pH vaut environ :

7,0 6,8 6,2 5,8

Question 9

Neutralité de l'eau pure

L'eau pure est neutre car :

elle ne contient aucun ion elle contient autant d'ions H₃O⁺ que d'ions OH⁻ sa concentration en H₃O⁺ est nulle elle ne conduit pas du tout le courant

Question 10

Contrôle qualité — Cosmétique

Le cahier des charges d'une lotion impose 5,0 ≤ pH ≤ 6,0. La mesure donne \([\text{H}_3\text{O}^+] = 2{,}0 \times 10^{-6}\) mol/L. La lotion est :

non conforme, pH ≈ 6,3 non conforme, pH ≈ 4,7 conforme, pH ≈ 5,3 conforme, pH ≈ 5,7

Question 11

Métrologie

Pourquoi faut-il étalonner un pH-mètre avant chaque série de mesures ?

parce que la réponse de la sonde dérive avec le temps et l'usage pour recharger sa batterie pour nettoyer la solution à mesurer parce que le pH dépend du volume de solution

Question 12

Concentration en notation décimale

Une solution a un pH = 1. Sa concentration en ions hydronium vaut :

1 mol/L 0,01 mol/L 0,1 mol/L 10 mol/L

Question 13

Dilution successive

Une solution acide de pH 3 est diluée de façon à diviser sa concentration en H₃O⁺ par 100. Son pH devient :

1 5 300 3,02

Question 14

Solution basique — Concentration

Une solution de pH = 10 vérifie :

\([\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{-10}\) mol/L, très inférieure à celle de l'eau pure \([\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{10}\) mol/L \([\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{-4}\) mol/L \([\text{H}_3\text{O}^+] = 0\) mol/L

Question 15

Cohérence de deux mesures

Pour une même lotion, le pH-mètre affiche 5,72 et le papier pH indique « environ 6 ». Ces deux mesures sont :

incompatibles : il faut refaire la mesure incompatibles : le papier pH est plus précis cohérentes : la précision du papier pH est d'environ 1 unité cohérentes : un pH-mètre arrondit toujours à l'unité