Quiz: Constantes de solubilité et précipitation — 16 domande

1. Que représente la constante de solubilité Ks pour un solide ionique ?

A. La quantité maximale de solide introduite avant dissolution

B. L’expression d’équilibre reliant les activités des ions dissous au solide

C. Le pH de la solution saturée en présence du solide

D. Le rapport entre les masses du solide et des ions à l’équilibre

Answer: (B)

Spiegazione

Ks relie les activités des ions dissous à l’équilibre avec le solide ionique. Ce n’est pas une grandeur de quantité de matière ni un pH.

2. Quel effet a une valeur plus grande de pKs sur la solubilité d’un solide ?

A. Elle correspond à un solide plus soluble

B. Elle correspond à un solide moins soluble

C. Elle indique que le solide est déjà dissous

D. Elle n’a aucun lien avec la solubilité

Answer: (B)

Spiegazione

Comme pKs = -log(Ks), un pKs plus grand signifie un Ks plus petit. Le solide est alors moins soluble et précipite plus facilement.

3. Dans un mélange contenant I- et Cl-, pourquoi le précipité d’AgCl apparaît-il avant celui d’AgI dans le cas étudié ?

A. Parce que AgCl a le plus grand pKs

B. Parce que le seuil en pAg de AgCl est plus faible

C. Parce que Cl- est un ion spectateur

D. Parce que AgI est totalement insoluble

Answer: (B)

Spiegazione

Avec [I-] = [Cl-] = 10^-2 mol·L^-1, les seuils donnent pAg < 14 pour AgI et pAg < 8 pour AgCl. Le seuil le plus bas est atteint en premier, donc AgCl précipite avant.

4. À partir de quelles espèces se forment les précipités compétitifs AgI et AgCl ?

A. À partir de Ag+ avec I- ou Cl-

B. À partir de I- avec Cl-

C. À partir de K+ avec I- ou Cl-

D. À partir de NO3- avec Ag+

Answer: (A)

Spiegazione

Les deux précipités sont des sels d’argent formés par le cation Ag+ avec l’un ou l’autre des anions. Le nitrate apporte seulement Ag+ dans l’exemple.

5. Quelle condition traduit l’apparition thermodynamique d’un précipité ?

A. Q < Ks

B. Q > Ks

C. Q = 0

D. Q = Ks

Answer: (B)

Spiegazione

Lorsque Q dépasse Ks, la solution est sursaturée et la précipitation devient favorable. Si Q < Ks, la solution reste limpide.

6. Pour AgI, quelle forme prend la condition d’existence du précipité en notation p ?

A. pAg = pKs - pI uniquement

B. pAg + pI < pKs

C. pAg - pI < pKs

D. pAg + pI > pKs

Answer: (B)

Spiegazione

En prenant le logarithme, la condition Q > Ks devient pAg + pI < pKs pour AgI. C’est la forme utilisée pour tracer les domaines d’existence.

7. Lors du titrage des ions iodures par Ag+, pourquoi peut-on déduire la concentration en I- à partir du moment où AgCl apparaît ?

A. Parce que le pH impose directement la concentration en I-

B. Parce que [Ag+] est alors fixé par l’équilibre de précipitation

C. Parce que I- disparaît instantanément à ce moment

D. Parce que Cl- devient plus réactif que Ag+

Answer: (B)

Spiegazione

À l’apparition d’AgCl, pAg vaut 8, donc [Ag+] est connue. On peut alors utiliser l’équilibre de AgI pour calculer [I-].

8. Quelle conclusion le cours tire du titrage des iodures en présence de chlorures ?

A. Le nitrate d’argent ne déclenche aucune précipitation

B. I- ne peut jamais être titré en présence de Cl-

C. Ag+ réagit quasi-quantitativement avec I- au moment utile

D. Ag+ réagit principalement avec Cl- avant I-

Answer: (C)

Spiegazione

Le raisonnement montre que, dans les conditions étudiées, Ag+ réagit de manière prépondérante avec I- au moment du titrage. La présence de Cl- n’empêche donc pas le titrage dans ce cadre.

9. Comment définit-on la solubilité molaire d’un solide ionique ?

A. Comme le rapport entre Ks et pKs

B. Comme la quantité de matière dissoute pour obtenir une solution saturée

C. Comme la concentration en ions présents dans l’eau pure

D. Comme la masse du solide par litre de solution

Answer: (B)

Spiegazione

La solubilité molaire est la quantité de matière du solide dissoute par litre de solution saturée. Elle ne se confond pas avec la masse ni avec Ks lui-même.

10. Pour AgCl(s) ⇌ Ag+ + Cl-, quelle relation relie Ks à la solubilité s dans une solution saturée ?

A. Ks = 1/s^2

B. Ks = s^2/(C°)^2

C. Ks = s/(C°)

D. Ks = 2s/(C°)^2

Answer: (B)

Spiegazione

Dans le cas 1:1 de AgCl, on a [Ag+] = [Cl-] = s, donc Ks = s^2/(C°)^2. C’est la relation utilisée pour déterminer la solubilité.

11. Quel effet l’augmentation de HO- a-t-elle sur la solubilité de Fe(OH)2 ?

A. Elle n’a aucun effet sur l’équilibre

B. Elle diminue la solubilité du solide

C. Elle transforme Fe(OH)2 en Fe2+ seul

D. Elle augmente la solubilité du solide

Answer: (B)

Spiegazione

L’équilibre de dissolution de Fe(OH)2 produit déjà des ions HO-, donc en ajouter déplace l’équilibre vers le solide. La solubilité diminue alors.

12. Pourquoi peut-on négliger la contribution de l’auto-protolyse de l’eau dans l’étude de Fe(OH)2 ?

A. Parce que Fe(OH)2 ne se dissout pas en solution aqueuse

B. Parce que les HO- formés par la dissolution dominent ceux de l’eau

C. Parce que l’eau ne contient jamais de HO-

D. Parce que le pH ne joue aucun rôle

Answer: (B)

Spiegazione

Le cours indique que les HO- issus de la dissolution du solide sont beaucoup plus importants que ceux de l’auto-protolyse de l’eau. Cette approximation simplifie le calcul de la solubilité.

13. Dans une solution contenant Ca2+ et SO4^2-, que signifie Q < Ks ?

A. La précipitation est obligatoirement terminée

B. Le solide est déjà totalement formé

C. La solution est limpide et ne précipite pas

D. La solution est sursaturée et précipite

Answer: (C)

Spiegazione

Quand Q est inférieur à Ks, il n’y a pas assez d’ions pour atteindre la saturation. La solution reste donc limpide.

14. Quelle expression du quotient ionique est donnée pour CaSO4 ?

A. Q' = [Ca2+][SO4^2-]/(C°)^2

B. Q' = [Ca2+] + [SO4^2-]

C. Q' = [CaSO4]/C°

D. Q' = [Ca2+]/[SO4^2-]

Answer: (A)

Spiegazione

Le cours écrit le quotient sous la forme Q' = [Ca2+][SO4^2-]/(C°)^2. C’est cette grandeur que l’on compare à Ks pour décider de la précipitation.

15. Dans le schéma du couple précipité/ion, que désigne l’échange X ?

A. L’eau de solvatation autour des ions

B. La masse du précipité formé

C. L’anion impliqué dans la formation du solide

D. Le cation métallique en solution

Answer: (C)

Spiegazione

L’échange X correspond à l’anion qui passe du donneur vers l’accepteur lors de la formation du précipité. Dans l’exemple de Ag3PO4, il s’agit de PO4^3-.

16. Quel exemple illustre le couple précipité/ion donné dans le cours ?

A. CaCO3(s) ⇌ Ca2+ + 2 CO3^2-

B. Ag3PO4(s) ⇌ 3 Ag+ + PO4^3-

C. Fe(OH)2(s) ⇌ Fe3+ + 2 OH-

D. NaCl(s) ⇌ Na+ + Cl-

Answer: (B)

Spiegazione

Le cours cite explicitement Ag3PO4 comme exemple de couple précipité/ion. Les autres propositions ne correspondent pas à l’exemple présenté ou contiennent une stœchiométrie erronée.