Quiz: Principes fondamentaux des solutions tampons — 12 domande

1. Quelle relation exprime le pKa d’un couple acide/base AH/A− ?

A. pKa = −log(Ka)

B. pKa = −log([H3O+])

C. pKa = [A−]/[AH]

D. pKa = log(Ka)

Answer: (A)

Spiegazione

Le pKa est défini comme l’opposé du logarithme décimal de Ka. Les autres propositions confondent le pKa avec une concentration ou inversent le signe du logarithme.

2. Que traduit une valeur de Ka plus grande pour un acide faible donné ?

A. Un pH forcément égal au pKa

B. Une dissociation plus grande dans l’eau

C. Une dissociation plus faible dans l’eau

D. Une concentration initiale plus élevée

Answer: (B)

Spiegazione

Quand Ka augmente, l’équilibre de dissociation favorise davantage les ions A− et H3O+, donc l’acide est plus dissocié. Cela correspond à un pKa plus petit.

3. Comment compare-t-on la force de deux acides faibles à partir de leur pKa ?

A. Le plus petit pKa correspond à l’acide le plus dissocié

B. Le pKa le plus proche de 7 correspond toujours à l’acide le plus fort

C. Le pKa n’a aucun lien avec la dissociation

D. Le plus grand pKa correspond à l’acide le plus dissocié

Answer: (A)

Spiegazione

Dans ce cours, un pKa plus petit signifie une dissociation plus importante dans l’eau, donc un acide plus « fort ». Le grand pKa correspond au contraire à un acide moins dissocié.

4. Deux acides faibles ont la même concentration initiale : lequel aura le coefficient de dissociation α le plus élevé ?

A. Celui dont Ka est le plus petit

B. Celui qui a le pH le plus élevé

C. Celui dont le pKa est le plus grand

D. Celui dont le pKa est le plus petit

Answer: (D)

Spiegazione

À concentration initiale identique, un plus petit pKa implique une dissociation plus grande et donc un α plus élevé. C’est le même raisonnement que pour la comparaison de force des acides faibles.

5. Quelle expression relie le pH d’une solution contenant AH et A− à leur rapport de concentrations ?

A. pH = pKa + log([A−]f/[AH]f)

B. pH = pKa − log([A−]f/[AH]f)

C. pH = log(Ka/[A−]f)

D. pH = −log([AH]f/[A−]f)

Answer: (A)

Spiegazione

La relation de Henderson utilisée ici est pH = pKa + log([A−]f/[AH]f). Elle relie directement le pH au rapport entre la base conjuguée et l’acide.

6. Que peut-on conclure lorsque pH = pKa pour un couple AH/A− ?

A. A− prédomine nettement

B. AH prédomine nettement

C. Les concentrations de AH et A− sont égales

D. H3O+ est absent de la solution

Answer: (C)

Spiegazione

Si pH = pKa, le logarithme du rapport vaut 0, donc [A−]f = [AH]f. C’est la situation d’égalité des deux espèces du couple.

7. Que représente le coefficient de dissociation α d’un acide faible ?

A. La fraction d’acide initial dissociée à l’équilibre

B. La valeur du pH de la solution

C. La fraction d’acide initial qui reste non dissociée

D. La constante d’acidité du couple

Answer: (A)

Spiegazione

Le coefficient α mesure la part de l’acide initial qui s’est dissociée à l’équilibre, avec 0 ≤ α ≤ 1. Il ne s’agit pas d’une constante du couple.

8. Que signifie α = 1 pour un acide ?

A. L’acide est totalement dissocié

B. Le pH est égal au pKa

C. L’acide ne réagit pas avec l’eau

D. L’acide est totalement insoluble

Answer: (A)

Spiegazione

Lorsque α vaut 1, toute la quantité initiale d’acide s’est dissociée : on est dans le cas d’une dissociation totale. C’est le comportement d’un acide fort.

9. À concentration initiale identique, quel effet a une diminution du pKa sur la dissociation d’un acide faible ?

A. Elle diminue la dissociation

B. Elle ne change rien à la dissociation

C. Elle transforme forcément l’acide en base

D. Elle augmente la dissociation

Answer: (D)

Spiegazione

Dans le cours, un pKa plus faible correspond à un acide plus dissocié. À concentration donnée, cela se traduit par un coefficient α plus élevé.

10. Que se passe-t-il en général lorsque la concentration initiale C0 d’un acide faible diminue fortement ?

A. Ka devient dépendante de C0

B. Le coefficient α augmente

C. Le coefficient α diminue

D. Le pKa diminue

Answer: (B)

Spiegazione

La dilution favorise la dissociation d’un acide faible, donc α augmente quand C0 diminue. En revanche, Ka et pKa restent des constantes liées à la température.

11. Quelle propriété caractérise une solution tampon ?

A. Elle garde exactement le même pH quelles que soient les additions

B. Elle maintient approximativement son pH malgré de petites quantités d’acide, de base ou une dilution

C. Elle n’est efficace qu’à pH égal à 7

D. Elle contient uniquement un acide fort

Answer: (B)

Spiegazione

Une solution tampon conserve approximativement son pH lors de faibles ajouts d’acide ou de base, et même lors d’une dilution. Le mot important est « approximativement ».

12. Dans quelle condition le pouvoir tampon est-il maximal ?

A. Quand la solution contient uniquement AH

B. Quand la solution contient uniquement A−

C. Quand le pH est très éloigné du pKa

D. Quand AH et A− sont en proportions équimolaires

Answer: (D)

Spiegazione

Le pouvoir tampon maximal est obtenu pour un mélange équimolaire de AH et A−, ce qui correspond à pH = pKa. Un déséquilibre important entre les deux espèces réduit l’efficacité tampon.