Analyses physicochimiques — Physique-Chimie — Terminale Bac Pro Groupement 5 (Chimie)
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Compléter par « destructif » ou « non destructif » :
a) Un titrage acido-basique est un dosage ……………
b) Une mesure d'absorbance au spectrophotomètre est un dosage ……………
a) Le titrage est un dosage destructif (l'espèce réagit avec le titrant).
b) La spectrophotométrie est un dosage non destructif (l'échantillon est préservé).
Un technicien de laboratoire réalise le montage de titrage ci-dessous.
a) Nommer les éléments (1) et (2) du montage (choisir parmi : burette, bécher).
b) Comment repère-t-on l'équivalence sur la courbe pH = f(V) ?
a) (1) = burette graduée (contient le titrant) ; (2) = bécher (contient la solution à titrer).
b) L'équivalence se repère au saut de pH (le pH varie brutalement). On lit alors le volume équivalent \(V_E\).
Répondre par vrai ou faux :
a) La droite d'étalonnage \(A = f(C)\) passe par l'origine.
b) Pour tracer une droite d'étalonnage, il faut plusieurs solutions étalons de concentrations connues.
a) Vrai : A est proportionnelle à C, la droite passe par l'origine.
b) Vrai : on mesure l'absorbance de plusieurs étalons de concentrations connues pour construire la droite.
Sur une CCM, une tache a migré de \(d = 2{,}0\) cm et le front du solvant de \(d_{\text{front}} = 5{,}0\) cm.
Compléter : \(R_f = \dfrac{2{,}0}{5{,}0} = \) …………
\(R_f = \dfrac{2{,}0}{5{,}0} = \mathbf{0{,}40}\). Le rapport frontal n'a pas d'unité (\(0 \le R_f \le 1\)).
La solubilité du sel dans l'eau à 20 °C est de 360 g/L.
a) Quelle masse maximale de sel peut-on dissoudre dans 1 L d'eau à 20 °C ?
b) Comment appelle-t-on une solution qui contient cette masse maximale ?
a) Au maximum 360 g de sel dans 1 L d'eau à 20 °C.
b) Une telle solution est dite saturée.
Compléter par « destructif » ou « non destructif » :
a) Une mesure de couleur par colorimétrie est un dosage ……………
b) Un titrage suivi au conductimètre est un dosage ……………
a) La colorimétrie est un dosage non destructif (on mesure une propriété physique).
b) Le titrage conductimétrique est un dosage destructif (l'espèce réagit avec le titrant).
Un technicien qualité réalise le montage de titrage ci-dessous.
a) Nommer les éléments (1) et (2) du montage (choisir parmi : burette, bécher).
b) Comment repère-t-on l'équivalence sur la courbe \(\sigma = f(V)\) ?
a) (1) = burette graduée (contient le titrant) ; (2) = bécher (contient la solution à titrer).
b) L'équivalence se repère au changement de pente de la courbe de conductivité.
Répondre par vrai ou faux :
a) L'absorbance A se mesure avec un spectrophotomètre.
b) Plus une solution colorée est concentrée, plus son absorbance est petite.
a) Vrai : le spectrophotomètre mesure l'absorbance.
b) Faux : l'absorbance augmente avec la concentration (proportionnalité).
Sur une CCM, une tache a migré de \(d = 3{,}0\) cm et le front du solvant de \(d_{\text{front}} = 6{,}0\) cm.
Compléter : \(R_f = \dfrac{3{,}0}{6{,}0} = \) …………
\(R_f = \dfrac{3{,}0}{6{,}0} = \mathbf{0{,}50}\). Le rapport frontal n'a pas d'unité (\(0 \le R_f \le 1\)).
La solubilité du sucre dans l'eau à 20 °C est de 2 000 g/L.
a) Quelle masse maximale de sucre peut-on dissoudre dans 1 L d'eau à 20 °C ?
b) Si on ajoute plus de sucre que cette masse, que se passe-t-il ?
a) Au maximum 2 000 g de sucre dans 1 L d'eau à 20 °C.
b) Le sucre en excès ne se dissout plus et se dépose au fond : la solution est saturée.
Un technicien de laboratoire doit choisir une méthode d'analyse. Il souhaite conserver son échantillon intact après la mesure.
a) Doit-il choisir un dosage destructif ou non destructif ? Justifier.
b) Citer une méthode adaptée.
a) Un dosage non destructif : il mesure une propriété physique sans transformer l'échantillon, qui reste donc réutilisable.
b) La spectrophotométrie (ou la colorimétrie) convient.
On titre \(V_A = 20{,}0\) mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration inconnue \(C_A\) par de la soude à \(C_B = 0{,}10\) mol/L. Le volume équivalent lu est \(V_E = 16{,}0\) mL. (Réaction 1:1.)
a) Rappeler la relation valable à l'équivalence.
b) Calculer la concentration \(C_A\) de l'acide.
a) À l'équivalence : \(C_A \times V_A = C_B \times V_E\).
b) \(C_A = \dfrac{C_B \times V_E}{V_A} = \dfrac{0{,}10 \times 16{,}0}{20{,}0} = \mathbf{0{,}080}\) mol/L.
Un technicien qualité dose un colorant par spectrophotométrie. La droite d'étalonnage \(A = f(C)\) obtenue avec les solutions étalons est fournie ci-dessous. L'échantillon a une absorbance \(A = 0{,}30\).
a) Justifier que l'absorbance est proportionnelle à la concentration.
b) En exploitant la droite, déterminer la concentration \(C\) de l'échantillon (\(A = 0{,}30\)).
a) Les points étalons sont alignés sur une droite passant par l'origine : A est donc proportionnelle à C (loi de Beer-Lambert).
b) On repère \(A = 0{,}30\) sur l'axe des absorbances, puis on lit l'abscisse correspondante sur la droite : \(C \approx \mathbf{1{,}5}\) mmol/L.
Pour extraire un arôme d'une solution aqueuse, un technicien utilise du cyclohexane (solvant organique, densité < 1, non miscible à l'eau).
a) Pourquoi le solvant d'extraction doit-il être non miscible à l'eau ?
b) Dans quelle phase (supérieure ou inférieure) se trouve le cyclohexane après décantation ?
a) Pour que les deux liquides forment deux phases distinctes que l'on peut séparer par décantation.
b) Le cyclohexane, de densité \(\lt 1\), forme la phase supérieure.
Sur une CCM d'un échantillon, on mesure une migration de \(d = 4{,}2\) cm pour un front du solvant à \(d_{\text{front}} = 6{,}0\) cm.
a) Calculer le rapport frontal \(R_f\).
b) Que peut-on conclure si cette tache a le même \(R_f\) qu'une référence connue ?
a) \(R_f = \dfrac{4{,}2}{6{,}0} = \mathbf{0{,}70}\).
b) Même \(R_f\) (dans les mêmes conditions) → il s'agit très probablement de la même substance que la référence.
Un technicien qualité veut connaître très précisément la concentration en acide d'un produit et accepte de consommer l'échantillon.
a) Doit-il choisir un dosage destructif ou non destructif ? Justifier.
b) Citer une méthode adaptée.
a) Un dosage destructif : l'espèce à doser réagit avec un titrant. L'échantillon est consommé mais le dosage est précis.
b) Le titrage (acido-basique, suivi pH-métrique ou conductimétrique) convient.
On titre \(V_A = 25{,}0\) mL d'une solution acide de concentration inconnue \(C_A\) par de la soude à \(C_B = 0{,}20\) mol/L. Le volume équivalent lu est \(V_E = 15{,}0\) mL. (Réaction 1:1.)
a) Rappeler la relation valable à l'équivalence.
b) Calculer la concentration \(C_A\) de l'acide.
a) À l'équivalence : \(C_A \times V_A = C_B \times V_E\).
b) \(C_A = \dfrac{C_B \times V_E}{V_A} = \dfrac{0{,}20 \times 15{,}0}{25{,}0} = \mathbf{0{,}12}\) mol/L.
Un œnologue dose un pigment coloré d'un vin par spectrophotométrie. La droite d'étalonnage \(A = f(C)\) est fournie ci-dessous. L'échantillon a une absorbance \(A = 0{,}30\).
a) Justifier que la droite d'étalonnage passe par l'origine.
b) En exploitant la droite, déterminer la concentration \(C\) de l'échantillon (\(A = 0{,}30\)).
a) Pour une concentration nulle, l'absorbance est nulle (\(A = \varepsilon \ell C\), proportionnalité) : la droite passe donc par l'origine.
b) On reporte \(A = 0{,}30\) sur l'axe des absorbances puis on lit l'abscisse : \(C \approx \mathbf{1{,}2}\) mmol/L.
Un technicien de laboratoire réalise une extraction liquide-liquide dans une ampoule à décanter.
a) Quelles sont les deux propriétés que doit avoir le solvant d'extraction ?
b) Comment récupère-t-on la phase du bas de l'ampoule ?
a) Il doit être non miscible avec le solvant initial et mieux dissoudre l'espèce à extraire.
b) On ouvre le robinet en bas de l'ampoule pour laisser couler la phase inférieure.
Sur une CCM, une tache migre de \(d = 3{,}0\) cm et le front du solvant atteint \(d_{\text{front}} = 5{,}0\) cm.
a) Calculer le rapport frontal \(R_f\).
b) À quoi sert la comparaison du \(R_f\) avec des références ?
a) \(R_f = \dfrac{3{,}0}{5{,}0} = \mathbf{0{,}60}\).
b) Elle permet d'identifier les espèces présentes dans le mélange (même \(R_f\) → même substance).
Un laboratoire dispose de deux méthodes pour doser un produit coloré : un titrage acido-basique et une spectrophotométrie. Le produit doit être ensuite réintégré à la production.
Justifier, en comparant les deux méthodes (nature destructive/non destructive, propriété mesurée, sort de l'échantillon), laquelle doit être retenue.
Le titrage est destructif (l'espèce réagit avec un titrant, l'échantillon est consommé). La spectrophotométrie est non destructive (elle mesure l'absorbance, propriété physique, sans transformer l'échantillon).
Comme le produit doit être réintégré à la production, il faut le préserver : on retient la spectrophotométrie.
Un technicien de laboratoire titre \(V_A = 20{,}0\) mL d'un acide par de la soude à \(C_B = 0{,}25\) mol/L. Le volume équivalent est \(V_E = 18{,}0\) mL. (Réaction 1:1.) La masse molaire de l'acide est \(M = 60\) g/mol.
a) Calculer la concentration molaire \(C_A\) de l'acide.
b) En déduire la concentration massique \(C_m\) (en g/L). On rappelle \(C_m = C_A \times M\).
a) \(C_A = \dfrac{C_B \times V_E}{V_A} = \dfrac{0{,}25 \times 18{,}0}{20{,}0} = \mathbf{0{,}225}\) mol/L.
b) \(C_m = C_A \times M = 0{,}225 \times 60 = \mathbf{13{,}5}\) g/L.
Une droite d'étalonnage \(A = f(C)\) est fournie ci-dessous (points étalons alignés). Un échantillon présente une absorbance \(A = 0{,}25\).
a) Déterminer graphiquement la concentration \(C\) de l'échantillon.
b) Quel serait l'intérêt de diluer un échantillon dont l'absorbance dépasse la plus grande valeur de la gamme étalon ?
a) On reporte \(A = 0{,}25\) sur la droite et on lit \(C \approx \mathbf{1{,}2}\) mmol/L.
b) La lecture n'est fiable que dans le domaine de la gamme étalon. Diluer l'échantillon ramène son absorbance dans ce domaine ; on remonte ensuite à la concentration réelle en multipliant par le facteur de dilution.
Un technicien de laboratoire analyse un extrait par CCM et compare deux méthodes de chromatographie.
a) Expliquer la différence de rôle entre la CCM et la chromatographie sur colonne.
b) Deux taches sont à la même hauteur sur la plaque. Que peut-on en déduire ?
a) La CCM sert surtout à identifier les espèces (comparaison des \(R_f\)) ; la chromatographie sur colonne permet de les séparer et récupérer une à une.
b) Deux taches de même hauteur ont le même \(R_f\) : elles correspondent à la même substance.
Un laboratoire veut doser la teneur en acide d'un vinaigre. L'échantillon peut être consommé et la réaction de dosage est bien connue.
Justifier le choix d'un dosage destructif plutôt que non destructif en précisant la propriété mesurée et le sort de l'échantillon.
La réaction de dosage étant connue et l'échantillon pouvant être consommé, un dosage destructif (titrage) est adapté : il donne une mesure directe et précise de la concentration.
Le titrage fait réagir l'acide avec la soude : on mesure le volume équivalent, l'échantillon est transformé mais ce n'est pas gênant ici.
Un œnologue titre \(V_A = 10{,}0\) mL de vinaigre dilué par de la soude à \(C_B = 0{,}50\) mol/L. Le volume équivalent est \(V_E = 16{,}0\) mL. (Réaction 1:1.) La masse molaire de l'acide acétique est \(M = 60\) g/mol.
a) Calculer la concentration molaire \(C_A\) de l'acide.
b) En déduire la concentration massique \(C_m\) (en g/L). On rappelle \(C_m = C_A \times M\).
a) \(C_A = \dfrac{C_B \times V_E}{V_A} = \dfrac{0{,}50 \times 16{,}0}{10{,}0} = \mathbf{0{,}80}\) mol/L.
b) \(C_m = C_A \times M = 0{,}80 \times 60 = \mathbf{48}\) g/L.
Une droite d'étalonnage \(A = f(C)\) est fournie ci-dessous. Un échantillon présente une absorbance \(A = 0{,}30\).
a) Déterminer graphiquement la concentration \(C\) de l'échantillon.
b) Pourquoi mesure-t-on l'absorbance à une longueur d'onde bien précise ?
a) On reporte \(A = 0{,}30\) sur la droite et on lit \(C \approx \mathbf{1{,}5}\) mmol/L.
b) On se place à la longueur d'onde où l'espèce colorée absorbe le plus : l'absorbance y est maximale, la mesure est plus sensible et plus fiable.
Un technicien qualité extrait puis identifie un colorant.
a) Après extraction liquide-liquide, comment vérifier ensuite par CCM que le colorant extrait correspond à une référence connue ?
b) La solubilité du colorant dans l'eau est de 5 g/L à 20 °C. Peut-on dissoudre 2 g dans 200 mL d'eau à 20 °C ? Justifier.
a) On dépose côte à côte l'extrait et la référence sur la plaque ; après élution, si les deux taches ont le même \(R_f\), il s'agit de la même substance.
b) Masse maximale dans 200 mL : \(5 \times 0{,}200 = 1{,}0\) g. Or \(2\ \text{g} \gt 1{,}0\ \text{g}\) : non, on ne peut pas tout dissoudre (solution saturée, 1 g reste non dissous).