QCM chimie, questions 1 à 6. Concours Puissance 11. 2015

1. L'acide lactique.
On étudie l'évolution au cours du temps d'un mélange de 20 mmol d'acide lactique et d'une solution de permanganate de potassium acidifiée, les ions permanganate sont en excès. L'évolution de la quantité de matière d'acide pyruvique formée en fonction du temps est représentée ci-dessous.

a) Le nom systématique de l'acide pyruvique est acide 2-hydroxybutanoïque. Faux.

acide 2-oxopropanoïque
b) Il existe deux énantiomères de l'acide lactique. Vrai.
L' atome de carbone n°2 est asymétrique.
c) La masse molaire de l'acide pyruvique est 92 g/mol. Faux.
M(C₃H₄O₃)= 12*3+4+3*16=88 g/mol.
d) Le temps de demi-réaction est égal à t_½=35 min. Faux.

2. Zinc en milieu acide.
Le zinc est un métal qui réagit totalement en milieu acide, selon :
Zn(s) + 2H₃O⁺aq ---> Zn²⁺aq + H₂(g) + 2H₂O(l).
On verse V=50 mL d'acide fort de concentration c= 2,0 mol/L dans un erlenmeyer contenant 5,2 g de zinc en poudre. M(Zn) = 65,4 g/mol. On mesure l'évolution de la pression P au cours du temps. On note DP = P-P₀, P₀ étant la pression à la date t=0.
On donne q = 27°C ; R = 8,31 S.I ; 5,2 = 65,4 *0,08.

a) La variation de pression dans l'erlenmeyer est proportionnelle à la quantité de matière de dihydrogène formé. Vrai.
b) La quantité de dihydrogène formé est égale à la quantité de zinc introduite. Vrai.
L'acide sulfurique est un diacide : n(H₃O⁺) =V 2 c=0,050 *2*2 =0,2 mol ;
0,2 mol d'ion oxonium peut réagir avec 0,1 mol de zinc. ( l'acide sulfurique est en excès).
n(Zn)=n(H₂) = 5,2 / 65,4 =0,08 mol.
c) Le volume de gaz dégagé dans l'enceinte est égal à 2,5 L. Faux.
Pression finale P = 1500 hPa ; DP = 500 hPa = 5,0 10⁴ Pa.
V = nRT / DP =0,08 *8,31 *(273+27) / (500 *100)=0,004 m³ = 4 L.
d) A la fin de la transformation il reste au fond de l'erlenmeyer moins de la moitié de la quantité de matière initiale de zinc. Faux.
Le zinc est en défaut

3. iodure de méthyle et hydroxyde de sodium en excès.
CH₃I + HO^-aq ---> CH₃OH + I^-aq.
La concentration molaire initiale de l'iodure de méthyle est notée c₀.
L'évolution de la concentration de la solution d'iodure de méthyle peut se mettre sous la forme
c = a / (1+bt), a et b sont des constantes.
a) A t = 0, la valeur de a est égale à c₀. Vrai.
b) A la fin de la réaction, il ne reste plus d'iodure de méthyle dans le milieu réactionnel. Vrai.
t tend vers l'infini, 1 / (1+bt) tend vers zéro.
c) Le temps de demi-réaction est égal à t_½=b. Faux.
c(t_½)=½c₀ = c₀ /(1+bt_½) ; 1+bt_½ = 2 ; t½ = 1/b.
d) La concentration c' du méthanol peut s'écrire c' = c₀ b t / (1+bt). Vrai.
c' = c₀-c = c₀[1-1 /(1+bt) ]= c₀ bt / (1+bt).

4. Dosage de sions nitrite NO₂^-aq.
Les ions nitrite sont incolores en solution aqueuse. Pour les doser, on se propose, après prélevement d'un échantillon de 1 mL de solution, d'ajouter 1 mL de réactif de Griess. On obtient une solution aqueuse colorée rouge qui permet d'effectuer un dosage colorimétrique par spectrophotométrie. Le spectrophotomètre est réglé sur l = 520 nm.
On réalise cette opération pour doser les nitrites dans un aquarium et on mesure une absorbance A = 0,15. Des solutions étalons, préparées dans les mêmes conditions, ont permis d'obtenir la droite d'étalonnage A = f(Cm) représentée ci-dessous où C_m est la concentration massique en ion nitrite dans l'échantillon prélevé.

a) La longueur d'onde choisie doit correspondre à un maximum d'absorption de la solution. Vrai.
b) La radiation à 520 nm correspond à une radiation rouge. Faux.
La radiation à 520 nm correspond au bleu-vert, couleur complémentaire du rouge.
c) La concentration massique en ion nitrite est égale à environ 23 mg/L. Vrai.
d) La concentration molaire en ion nitrite dans l'aquarium est égale à environ 0,50 mmol/L.Vrai.
M(NO₂^-) = 14+2*16 = 46 g/mol puis 23 /46 =0,50 mmol/L