8 L analyse chimique : Autoévaluation

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1 8 L analyse chimique : Autoévaluation Questions à choix multiple Choisis la réponse qui complète le mieux l énoncé ou qui répond le mieux à la question. 1 En laboratoire, une procédure chimique est appelée une «analyse» si elle comprend : a) l ajout progressif d une solution à une autre ; la précipitation d ions au sein d un composé à faible solubilité ; c) la détermination d une identité inconnue ou de la quantité d une substance ; d) le report de données dans un graphique pour créer des courbes de ph. 2 Un élève observe une coloration rouge d un échantillon alors qu il effectue un test à la flamme. (Voir le tableau de couleurs de certains ions sur la troisième de couverture du manuel.) L échantillon ne contient probablement pas une grande quantité : a) d ions cuivre(ii) ; d ions lithium ; c) d ions strontium ; d) d ions calcium. 3 Dans la réaction entre une solution de nitrate de plomb(ii) et une solution d iodure de potassium pour produire de l iodure de plomb(ii) solide (voir la section 8.2, Exercice de laboratoire 8.A), le rapport entre la masse d iodure de plomb(ii) produit et la masse de nitrate de plomb(ii) qui réagit est de : a) 2,00 : 1 1,39 : 1 c) 1,00 : 1 d) 0,718 : 1 Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 8 1

2 4 L étape qui fera toujours partie de toute analyse gravimétrique individuelle effectuée par un ou une chimiste est : a) le calcul de la quantité d une substance à partir de la quantité d une autre substance ; la conversion d une quantité chimique d une substance pour obtenir la masse équivalente ; c) l écriture d une équation chimique équilibrée de la réaction ; d) la mesure de la masse d une substance chimique. 5 Des analyses en laboratoire sont effectuées quotidiennement sur plusieurs échantillons. Habituellement, au moins trois échantillons identiques sont d abord choisis. En outre, un échantillon témoin (en général de l eau pure) est souvent analysé ainsi que des échantillons inconnus. Laquelle des raisons suivantes n est pas un motif valable d inclure ces étapes dans la procédure analytique? a) c) Toute impureté présente dans les réactifs et qui peut influer sur les résultats sera ainsi détectée. Toute erreur effectuée dans une des analyses sera immédiatement détectée. Établir la moyenne de plusieurs résultats fournit une réponse plus précise. d) Les résultats seront rejetés s ils ne sont pas cohérents entre eux. 6 20,0 g de nitrate de cuivre(ii) sont dissous pour obtenir 1,00 L de solution. Une masse mesurée de 20,0 g d hydroxyde de sodium solide est alors versée dans la solution, puis cette dernière est agitée. Une réaction de dissolution a immédiatement lieu pour produire un précipité bleu. Quel réactif est en excès? a) le nitrate de cuivre(ii) l hydroxyde de sodium c) l eau d) Aucune des réponses précédentes. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 8 2

3 Réponds aux questions 7 à 10 à l aide des renseignements suivants. Une élève trouve qu un produit de consommation, vendu pour dissoudre les dépôts de chaux et de rouille, est principalement constitué d acide glycolique. En consultant un dictionnaire de chimie, elle apprend que l acide glycolique est un nom courant de l acide hydroxyacétique, CH 2 OHCOOH(s), disponible dans le commerce sous forme d une solution à 70 %. Elle se procure une solution commerciale et décide de l analyser en la titrant avec une solution d hydroxyde de potassium standardisée à 0,112 mol/l. L équation de réaction est : CH2 OHCOOH(aq) 1 KOH(aq) KCH 2 OHCOO(aq) 1 H 2 O(l) L élève effectue d abord un titrage approximatif d un échantillon de 10,00 ml à l aide d un ph2mètre. Elle peut ainsi connaître le volume approximatif de réaction du KOH(aq) ainsi que le ph au point d équivalence. La burette de 50 ml se vide sans atteindre le point de virage. L élève dilue la solution commerciale à 10 :1 avec de l eau, mais elle obtient le même résultat. Quand elle augmente la dilution à 100 :1, le volume de solution titrée utilisé est mesurable, et le point d inflexion de la courbe de titrage a lieu à un ph de 4,3. L élève effectue ensuite une analyse précise en répétant les essais avec un indicateur approprié. Les volumes de KOH(aq) qui réagissent avec ses six échantillons de 10,00 ml de solution acide diluée à 100 :1 sont les suivants (dans l ordre) : volume réagissant (KOH) : 8,3 ml, 7,8 ml, 7,7 ml, 7,6 ml, 7,7 ml et 7,7 ml. 7 L élève dispose de trois indicateurs : du vert de bromocrésol, du rouge de phénol et de la phénolphtaléine. Quel est l indicateur le plus adapté pour ce titrage? (Voir le tableau d indicateurs sur la troisième de couverture du manuel.) a) vert de bromocrésol c) d) rouge de phénol phénolphtaléine Ces trois indicateurs sont adaptés. 8 Le volume de solution d hydroxyde de potassium qui réagit limite la certitude de cette analyse à deux chiffres significatifs, ce qui n est généralement pas considéré comme suffisamment précis. La façon la plus efficace et la plus simple d augmenter la certitude de cette analyse à trois chiffres significatifs serait : a) d effectuer d autres essais pour préciser le volume moyen qui réagit ; de changer la dilution de l acide commercial à 50 :1 ; c) d utiliser un échantillon d acide plus important (100,0 ml) ; d) d utiliser le ph2mètre pour chaque titrage. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 8 3

4 Réponses numériques 9 Le volume de solutions standardisées de KOH(aq) qui devrait être utilisé pour calculer la concentration de quantité de la solution d acide hydroxyacétique (glycolique) commercial est de ml. RÉPONSE : 5,7 10 La concentration de quantité de la solution d acide hydroxyacétique (glycolique) commercial qui correspond aux données de l élève est de mol/l. RÉPONSE : 8,6 11 En Alberta, la majeure partie de l énergie électrique est produite à partir de l énergie chimique de la combustion de charbon dans des centrales électriques modernes à faibles émissions, par exemple, celle qui est située près de Genessee, à l ouest d Edmonton. Un inconvénient des centrales électriques au charbon est leur production relativement élevée de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre. Pour chaque 1,00 t (tonne) de dioxyde de carbone produit par une telle centrale, la masse de carbone (dans le charbon) brûlée est de kg. RÉPONSE : Au cours d une analyse de laboratoire, une technicienne d une usine de fabrication de métaux précipite 0,458 g de carbonate de cobalt(ii) à partir de 100 ml d un échantillon de solution d un grand réservoir de réaction. Selon son analyse, la masse des ions cobalt(ii) par litre de solution est de g. RÉPONSE : 2,27 Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 8 4

5 Réponds aux questions 13 à 16 à l aide des renseignements suivants. 200,0 g de nitrate de cuivre(ii) sont dissous pour obtenir 1,00 L de solution. Une masse mesurée de 200 g d hydroxyde de sodium solide est alors versée dans la solution, puis cette dernière est agitée ; une réaction de dissolution a immédiatement lieu pour produire un précipité bleu. 13 La quantité chimique initiale du Cu(NO 3 ) 2 (s) est de à trois chiffres significatifs. mol. Fournis une réponse RÉPONSE : 1,07 14 La quantité chimique du réactif en excès obtenu quand la réaction est terminée est de mol. RÉPONSE : 2,87 15 La masse du précipité formé sera de g. Fournis une réponse à trois chiffres significatifs. RÉPONSE : La quantité chimique initiale du NaOH(s) est de à trois chiffres significatifs. mol. Fournis une réponse RÉPONSE : 5,00 Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 8 5