Ch05 – Analyses physicochimiques

Question 1

Définition d'un dosage

Un dosage permet de déterminer :

la température d'une solution la concentration d'une espèce chimique la couleur d'une solution le volume d'une solution

Question 2

Dosage destructif

Un titrage acido-basique est un dosage :

destructif non destructif sans réaction impossible en laboratoire

Question 3

Vocabulaire du titrage

La solution de concentration connue versée dans la burette s'appelle :

le titré l'éluant le titrant le solvant

Question 4

Suivi pH-métrique

Pour suivre un titrage pH-métrique, on mesure au cours du temps :

la masse de la solution le pH de la solution la couleur du bécher la température de la pièce

Question 5

Équivalence

Sur la courbe pH = f(V), l'équivalence correspond à :

un saut brutal de pH le début du versement un pH toujours égal à 7 la fin de la burette

Question 6

Matériel de titrage

Quel matériel utilise-t-on pour verser le titrant goutte à goutte ?

une éprouvette un entonnoir une balance une burette graduée

Question 7

Dosage non destructif

La spectrophotométrie est un dosage non destructif car :

elle détruit l'échantillon elle utilise une burette elle mesure une propriété physique sans transformer l'espèce elle ne donne aucun résultat

Question 8

Spectrophotomètre

Un spectrophotomètre mesure :

le pH l'absorbance d'une solution colorée la masse d'un solide le volume versé

Question 9

Solutions étalons

Pour faire un étalonnage, on prépare des solutions étalons de :

concentrations connues concentrations inconnues couleurs identiques au noir température inconnue

Question 10

Courbe d'étalonnage

La courbe d'étalonnage A = f(C) est en général :

une courbe descendante un cercle une droite passant par l'origine une parabole

Question 11

Suivi conductimétrique

Pour un titrage conductimétrique, on mesure :

le pH la conductivité de la solution la couleur la masse volumique

Question 12

Relation à l'équivalence

À l'équivalence d'un titrage (réaction 1:1), on a la relation :

\(C_A \times V_A = C_B \times V_E\) \(C_A + V_A = C_B + V_E\) \(C_A = C_B\) \(V_A = V_E\)

Question 13

Échantillon préservé

Une solution doit être réutilisée après analyse. On choisit un dosage :

destructif par titrage non destructif par combustion

Question 14

Lecture d'une droite d'étalonnage

La droite d'étalonnage donne A = 0,20 pour C = 4 mg/L et A = 0,40 pour C = 8 mg/L. Pour A = 0,30, la concentration est :

12 mg/L 3 mg/L 2 mg/L 6 mg/L

Question 15

Colorimétrie

La colorimétrie consiste à :

peser la solution comparer la couleur de la solution à des solutions étalons mesurer le volume équivalent chauffer la solution

Question 1

Calcul à l'équivalence

On titre \(V_A = 20{,}0\) mL d'acide par une soude à \(C_B = 0{,}10\) mol/L ; le volume équivalent est \(V_E = 10{,}0\) mL. La concentration \(C_A\) de l'acide vaut :

0,20 mol/L 0,050 mol/L 0,10 mol/L 2,0 mol/L

Question 2

Équivalence conductimétrique

Lors d'un titrage conductimétrique, l'équivalence se repère sur la courbe σ = f(V) par :

un saut brutal de pH une conductivité nulle un changement de pente une couleur qui change

Question 3

Loi de Beer-Lambert

La loi de Beer-Lambert s'écrit :

\(A = \varepsilon \times \ell \times C\) \(A = \varepsilon + \ell + C\) \(A = C \div \ell\) \(A = \varepsilon - C\)

Question 4

Lecture d'étalonnage — eau

Un agent de traitement des eaux dispose d'une droite donnant A = 0,12 pour 5 mg/L et A = 0,24 pour 10 mg/L. Une eau d'absorbance A = 0,36 contient :

5 mg/L 36 mg/L 20 mg/L 15 mg/L

Question 5

Absorbance proportionnelle

Comme la droite A = f(C) passe par l'origine, l'absorbance est :

inversement proportionnelle à C proportionnelle à C indépendante de C égale au pH

Question 6

Concentration massique

Un technicien de laboratoire trouve \(C = 0{,}018\) mol/L d'ions chlorure (M = 35,5 g/mol). La concentration massique vaut environ :

0,018 g/L 35,5 g/L 0,64 g/L 1 970 g/L

Question 7

Choix de la méthode

Pour doser une solution colorée sans la modifier, un technicien qualité choisit :

la spectrophotométrie un titrage destructif obligatoire une pesée à la balance une mesure de température

Question 8

Calcul à l'équivalence — vinaigre

On titre \(V_A = 10{,}0\) mL de vinaigre dilué par une soude à \(C_B = 0{,}10\) mol/L ; \(V_E = 8{,}0\) mL. La concentration de l'acide vaut :

0,10 mol/L 0,0125 mol/L 0,8 mol/L 0,080 mol/L

Question 9

Conformité d'un résultat

La limite réglementaire en nitrates de l'eau potable est 50 mg/L. Une eau dosée à 17,5 mg/L est :

non conforme, trop chargée conforme, sous la limite impossible à juger conforme uniquement si A = 0

Question 10

Rôle de la gamme d'étalons

Pourquoi prépare-t-on une gamme d'étalons avant de doser l'échantillon inconnu ?

pour colorer l'échantillon pour chauffer le spectrophotomètre pour tracer la droite reliant absorbance et concentration pour diluer l'échantillon inconnu

Question 11

Étalonnage du pH-mètre

Avant un titrage pH-métrique, on étalonne le pH-mètre avec :

des solutions tampon de pH connu de l'eau distillée seulement du vinaigre du commerce de l'huile végétale

Question 12

Calcul d'absorbance

Avec \(\varepsilon \times \ell = 1{,}5 \times 10^{3}\) L/mol, une solution de concentration \(C = 2{,}0 \times 10^{-4}\) mol/L a une absorbance :

0,15 0,30 3,0 0,75

Question 13

Dilution avant titrage

On dilue le vinaigre avant de le titrer principalement pour :

le rendre plus concentré changer sa couleur utiliser un volume de titrant raisonnable et une courbe lisible augmenter sa température

Question 14

Solubilité

La solubilité du sel dans l'eau à 20 °C est d'environ 360 g/L. Dans 0,50 L d'eau, on peut dissoudre au maximum :

360 g 720 g 36 g 180 g

Question 15

Fiabiliser une mesure

Pour obtenir une valeur fiable du volume équivalent, un technicien :

refait plusieurs titrages et prend la moyenne ne fait qu'un seul titrage rapide verse tout le titrant d'un coup chauffe la burette

Question 1

Calcul à l'équivalence

Un laborantin titre \(V_A = 20{,}0\) mL d'une solution par un titrant à \(C_B = 0{,}020\) mol/L ; \(V_E = 18{,}0\) mL. La concentration de l'espèce dosée vaut :

0,020 mol/L 0,018 mol/L 0,22 mol/L 0,36 mol/L

Question 2

Coefficient directeur

Une droite d'étalonnage donne A = 0,15 pour \(C = 1{,}0 \times 10^{-4}\) mol/L. Son coefficient directeur vaut :

0,15 L/mol 15 L/mol 1,5 × 10³ L/mol 6,7 × 10⁻⁴ L/mol

Question 3

Détermination par calcul

Avec \(\varepsilon \times \ell = 1{,}5 \times 10^{3}\) L/mol, un produit d'absorbance A = 0,54 a une concentration :

3,6 × 10⁻⁴ mol/L 0,81 mol/L 2,8 × 10³ mol/L 5,4 × 10⁻⁴ mol/L

Question 4

Choix conductimétrie / pH-métrie

Pour titrer les ions chlorure par le nitrate d'argent, on choisit un suivi conductimétrique car la réaction :

produit une forte coloration dégage beaucoup de chaleur fait fortement varier le pH ne modifie pas le pH mais change les ions présents

Question 5

Concentration massique

Une solution contient \(C = 0{,}018\) mol/L d'ions chlorure (M = 35,5 g/mol). En g/L, sa concentration massique est :

1,97 × 10³ g/L 0,64 g/L 5,1 × 10⁻⁴ g/L 35,5 g/L

Question 6

Raisonnement sur la proportionnalité

Sur une droite d'étalonnage passant par l'origine, si la concentration double, l'absorbance :

reste constante est divisée par deux double également devient nulle

Question 7

Lecture inverse

Une droite d'étalonnage donne A = 0,15 pour \(1{,}0 \times 10^{-4}\) mol/L. Pour A = 0,45, la concentration vaut :

3,0 × 10⁻⁴ mol/L 0,45 × 10⁻⁴ mol/L 4,5 × 10⁻⁴ mol/L 1,5 × 10⁻⁴ mol/L

Question 8

Conformité

Le cahier des charges impose C ≤ 4,0 × 10⁻⁴ mol/L. Un produit dosé à 3,6 × 10⁻⁴ mol/L est :

non conforme, trop concentré impossible à juger sans le pH non conforme, trop dilué conforme, sous la limite

Question 9

Précision de l'équivalence

Pour bien repérer le volume équivalent, on verse le titrant goutte à goutte près de l'équivalence afin de :

accélérer la mesure ne pas dépasser l'équivalence et repérer précisément le saut (ou le changement de pente) chauffer la solution diluer le titrant

Question 10

Comparaison des méthodes

Quel énoncé est exact ?

un titrage préserve toujours l'échantillon la spectrophotométrie transforme l'espèce dosée le titrage est destructif, la spectrophotométrie est non destructive les deux méthodes mesurent directement une masse

Question 11

Rôle de l'étalonnage

Sans courbe d'étalonnage, mesurer l'absorbance d'un échantillon ne permet pas de :

connaître sa concentration allumer le spectrophotomètre remplir la cuve choisir la longueur d'onde

Question 12

Influence de l'épaisseur de cuve

D'après la loi de Beer-Lambert, à concentration fixée, si on double l'épaisseur de la cuve, l'absorbance :

ne change pas double est divisée par deux devient nulle

Question 13

Cohérence calcul / graphique

Un technicien trouve par calcul C = 3,6 × 10⁻⁴ mol/L et lit ≈ 3,6 × 10⁻⁴ mol/L sur la droite. Ces deux résultats sont :

incompatibles impossibles à comparer cohérents : la lecture graphique confirme le calcul faux car C ne se lit jamais sur une droite

Question 14

Dosage des nitrates

Une eau dosée à 17,5 mg/L en nitrates (limite 50 mg/L) puis une seconde eau à 62 mg/L. On peut dire que :

les deux eaux sont conformes les deux eaux sont non conformes seule la seconde est conforme la première est conforme, la seconde non

Question 15

Choix global de la méthode

Pour doser un colorant dans un sirop coloré sans le détruire, la méthode la plus adaptée est :

l'étalonnage spectrophotométrique le titrage pH-métrique le titrage conductimétrique la pesée du sirop