Module 2 : L'eau

Question 1

Lesquelles de ces propriétés expliquent pourquoi l’eau est un excellent solvant?

A. L’eau est nucléophile
B. L’eau est polaire
C. Chaque molécule d’eau peut former jusqu’à 4 liens H
D. La constante diélectrique de l’eau est élevée

Answer 1

B, C et D.

La dernière diapositive de la capsule 2.2 résume bien les liens entres les propriétés physico-chimiques de l’eau.

Question 2

Lesquelles de ces propriétés expliquent l’efficacité de la transpiration?

A. L’eau est polaire
B. La constante diélectrique de l’eau est élevée
C. L’eau est nucléophile
D. Chaque molécule d’eau peut former jusqu’à 4 liens H

Answer 2

A et D.

La polarité de l’eau explique sa capacité à former 4 liens H, ce qui explique à son tour les capacités thermiques exceptionnelles de l’eau.

Question 3

Laquelle de ces molécules formera probablement des micelles?

A.	CH3COO-NH4+
B.	NaCl
C.	CH3(CH2)10COO-Na+
D.	CH3(CH2)10CH3
E.	CH3COOH

Answer 3

C. CH3(CH2)10COO-Na+

Les micelles sont formés de molécules amphiphiles.

Question 4

Laquelle de ces molécules est hydrophobe?

A.	CH3(CH2)10CH3
B.	CH3COO-NH4+
C.	CH3(CH2)10COO-Na+
D.	NaCl
E.	CH3COOH

Answer 4

A. CH3(CH2)10CH3

Les hydrocarbures (molécules contenant uniquement des atomes de carbone et d’hydrogène) sont des composés hydrophobes.

Question 5

Les ______________ sont formées de molécules d’eau qui entourent un ion.

A.	Agents chaotropiques
B.	Molécules amphipatiques
C.	Micelles
D.	Sphères d'hydratation
E.	Électrolytes forts
F.	Électrolytes faibles
G.	Clathrates

Answer 5

D. Sphères d’hydratation

Les sphères d’hydratation sont aussi appelées enveloppes d’hydratation ou manteaux d’hydratation.

Question 6

Les __________ augmentent la solubilité des composés non-polaires dans l’eau en désordonnant les molécules d’eau.

A.	Agents chaotropiques
B.	Molécules amphipatiques
C.	Micelles
D.	Sphères d'hydratation
E.	Électrolytes forts
F.	Électrolytes faibles
G.	Clathrates

Answer 6

A. Agents chaotropiques

Les agents chaotropiques, comme leur nom l’indique, “sèment le chaos” dans le réseau fluide de l’eau!

Question 7

Les __________ contiennent une partie hydrophile et une partie hydrophobe.

A.	Agents chaotropiques
B.	Molécules amphipatiques
C.	Micelles
D.	Sphères d'hydratation
E.	Électrolytes forts
F.	Électrolytes faibles
G.	Clathrates

Answer 7

B. Molécules amphipatiques

Ces molécules sont également appelées molécules amphiphiles.

Question 8

Les __________ ne se dissocient pas complètement dans l’eau.

A.	Agents chaotropiques
B.	Molécules amphipatiques
C.	Micelles
D.	Sphères d'hydratation
E.	Électrolytes forts
F.	Électrolytes faibles
G.	Clathrates

Answer 8

F. Électrolytes faibles

La capsule 2.3 explique la différence entre les électrolytes forts et les électrolytes faibles.

Question 9

Le NaOH et le HCl sont des _______________.

A.	Agents chaotropiques
B.	Molécules amphipatiques
C.     Micelles
D.	Sphères d'hydratation
E.	Électrolytes forts
F.	Électrolytes faibles
G.	Clathrates

Answer 9

E. Électrolytes forts

La capsule 2.3 explique la différence entre les électrolytes forts et les électrolytes faibles.

Question 10

Les molécules de détergents se dissolvent dans l’eau en formant des __________.

A.	Agents chaotropiques
B.	Molécules amphipatiques
C.	Micelles
D.	Sphères d'hydratation
E.	Électrolytes forts
F.	Électrolytes faibles
G.	Clathrates

Answer 10

C. Micelles

Les détergents sont des molécules amphipatiques ou amphiphiles.

Question 11

Vrai ou Faux.
La pression osmotique d’une solution aqueuse de 0,001 M de glycogène est moins importante que celle d’une solution de 0,001 M de glucose.

Answer 11

Faux.

Puisque la concentration est la même, la pression osmotique est la même. La taille de la molécule n’a pas d’influence sur la pression osmotique.

Question 12

Comment se nomme la tendance d’un atome à attirer vers lui les électrons à l’intérieur d’un lien covalent?

Answer 12

Électronégativité

L’électronégativité d’un atome détermine sa tendance à attirer vers lui un électron partagé dans un lien covalent.

Question 13

Comment se nomme les liaisons formées entre deux particules portant une charge nette?

Answer 13

Liaisons ioniques

Les liaisons ioniques sont aussi appelées ponts salins, ponts sel ou encore interactions charge-charge.

Question 14

Lesquelles de ces interactions non-covalentes peuvent être regroupées sous l’appellation interactions électrostatiques?

A. Forces de van der Waals
B. Liaisons hydrogène
C. Interactions hydrophobes
D. Liaisons ioniques

Answer 14

A, B et D.

Les interactions hydrophobes sont les seules à ne pas faire intervenir des charges nettes ou partielles.

Question 15

Lesquelles de ces molécules représentent un acide et sa base conjuguée?

A. H2PO4- et PO43-
B. H2CO3 et CO32-
C. HCO3- et CO32-
D. H2O et OH-

Answer 15

C. HCO3- et CO32-
D. H2O et OH-

Il y a deux réponses à cette question : HCO3-/CO32- ainsi que H2O/OH- . Le couple H2O/OH- est souvent le grand oublié.
Les 2 autres choix sont faux puisque :
Le H2PO4- se dissocie en HPO42-
Le H2CO3 se dissocie en HCO3-

Question 16

Quel est le principal tampon sanguin?

A. Tampon phosphate
B. Tampon protéique
C. Hémoglobine
D. Tampon carbonate

Answer 16

D. Tampon carbonate

Dans le sang, on retrouve ce tampon sous la forme d’acide carbonique et de bicarbonate.

Question 17

Quel est le principal tampon intracellulaire?

A. Tampon phosphate
B. Tampon carbonate
C. Tampon protéique
D. Hémoglobine

Answer 17

A. Tampon phosphate

Question 18

Quel tampon est le second en importance dans le sang?

A. Tampon carbonate
B. Tampon phosphate
C. Hémoglobine
D. Tampon protéique

Answer 18

C. Hémoglobine

Question 19

Quel tampon est le second en importance dans les cellules?

A. Tampon carbonate
B. Hémoglobine
C. Tampon phosphate
D. Tampon protéique

Answer 19

D. Tampon protéique

Question 20

Quel sera l’effet sur le pH sanguin d’une augmentation soudaine de CO2 aqueux ?

Answer 20

Comme on peut le voir à la figure 2.20 (Horton, 2006/Moran, 2012), le dioxyde de carbone (ou gaz carbonique) sera hydraté pour former de l’acide carbonique (H2CO3). Cet acide sera ionisé pour former du bicarbonate (HCO3-) tout en libérant un ion H+. L’augmentation de la concentration d’ions H+ amènera une diminution du pH (acidose). Le corps peut compenser en augmentant la vitesse de la respiration, ce qui permet d’éliminer plus de CO2 et ainsi maintenir le sang au pH physiologique.

Question 21

Pourquoi la glace est-elle moins dense que l’eau ?

Answer 21

Le réseau de liens H formé dans l’eau sous forme de glace est plus régulier que le réseau formé dans l’eau liquide. Sous forme liquide, chaque molécule d’eau forme entre 2 et 3 liens H et ces liens se brisent et se reforment constamment. Les molécules sont donc libres de « bouger » dans le milieu et la distance entre 2 molécules non liées peut être plus petite que la longueur d’un lien H. Dans la glace, la distance entre les molécules d’eau est déterminée par la longueur des liens H. Il y a donc plus d’espace entre chaque molécule, ce qui explique sa densité plus faible (moins de molécules par cm3).

Question 22

Expliquez pourquoi l’évolution de la vie sur Terre a été favorisée par le fait que la glace est moins dense que l’eau.

Answer 22

Si la glace était plus dense que l’eau, la couche de glace formée à la surface des étendues d’eau se retrouverait au fond. Sans couche protectrice, l’eau liquide à la surface formerait une nouvelle couche de glace qui coulerait au fond à son tour et ainsi de suite… Éventuellement, la quantité d’eau liquide serait devenue négligeable et la vie telle qu’on la connaît n’aurait pas pu se développer.

Question 23

On dit que l’eau est un solvant universel. Si cette affirmation était totalement vraie, est-ce que la vie telle qu’on la connaît aurait pu apparaître ? Expliquez.

Answer 23

NON, pas la vie telle qu’on la connaît. L’unité fondamentale du vivant (la cellule) est délimitée par une double couche lipidique. Cette double couche se forme seulement parce que les lipides sont insolubles dans l’eau.

Question 24

Définissez les termes hydrophobe, hydrophile et amphiphile.

Answer 24

Hydrophile : substance polaire ou ionique soluble dans l’eau
Hydrophobe : substance insoluble dans l’eau
Amphiphile : substance ayant des segments hydrophiles (chargés ou polaires) et
des segments hydrophobes. Forme des micelles ou des bicouches lipidiques. Le terme amphipathique est aussi utilisé.

Question 25

Les interactions ioniques sont moins fortes dans l’eau que dans un solvant anhydre. Expliquez brièvement pourquoi.

Answer 25

La constante diélectrique de l’eau est élevée. C’est-à-dire que les molécules d’eau ont une grande capacité à diminuer les interactions ioniques en entourant les ions d’une sphère d’hydratation. Cette sphère augmente la distance entre les ions + et – ce qui diminue les forces d’attraction entre ces ions.

Question 26

Les liens hydrogène formés entre les molécules d’eau sont plus forts que ceux formés entre les molécules d’ammoniac. Pourquoi ?

Answer 26

L’oxygène étant plus électronégatif que l’azote, le lien O-H est plus polaire que le lien N-H.

Question 27

Quel est le facteur principal expliquant la diffusion plus lente des molécules dans le cytoplasme ?

Answer 27

L’encombrement moléculaire (molecular crowding) provoqué par la concentration élevée de solutés dans le cytoplasme diminue le taux de diffusion dans la cellule, car les molécules entrent en collision les unes avec les autres.

Question 28

Lesquels de ces énoncés sur les interactions hydrophobes sont vrais?

A. L’agrégation des molécules hydrophobes dans l’eau est un processus d’exclusion des substances non polaires.
B. L’organisation des molécules d’eau autour d’une substance non polaire entraîne la formation de clathrates.
C. La réorganisation des clathrates en une seule cage diminue la surface de contact entre les molécules hydrophobes et l’eau.
D. L’organisation des molécules d’eau autour d’une substance non polaire augmente l’entropie des molécules d’eau.

Answer 28

A. L’agrégation des molécules hydrophobes dans l’eau est un processus d’exclusion des substances non polaires.
B. L’organisation des molécules d’eau autour d’une substance non polaire entraîne la formation de clathrates.
C. La réorganisation des clathrates en une seule cage diminue la surface de contact entre les molécules hydrophobes et l’eau.

Question 29

La pression osmotique d’une solution aqueuse dépend :

A. De l’effet hydrophobe du soluté.
B. De la concentration molaire du soluté.
C. De la nature chimique du soluté

Answer 29

B. De la concentration molaire du soluté.

Question 30

Lequel des énoncés suivants est vrai?

A. La zone d’efficacité d’un tampon composé d’un acide faible dont le pKa = 6,5 se situe entre un pH de 6,4 et 6,6.
B. Le pH sanguin est principalement régulé par un tampon phosphate.
C. Le pH d’une solution de HCl 10-4 M est de 4.
D. La constante ionique de l’eau change lorsque l’on y ajoute un acide.

Answer 30

C. Le pH d’une solution de HCl 10-4 M est de 4.

Question 31

La solubilité d’une biomolécule dans l’eau :

A. Augmente lorsque sa taille augmente.
B. Diminue lorsque le nombre de groupements polaires augmente.
C. Augmente lorsque le nombre de groupements polaires augmente.
D. Diminue lorsque sa taille augmente.

Answer 31

C. Augmente lorsque le nombre de groupements polaires augmente.
D. Diminue lorsque sa taille augmente.

Question 32

Lesquels des énoncés suivants sont vrais?

A. L’eau est un excellent solvant pour les molécules polaires.
B. Les liens OH dans l’eau sont polaires à cause de la forte électronégativité de l’hydrogène.
C. La force d’attraction entre 2 atomes est maximale lorsque la distance qui les sépare est égale à la somme de leur rayon de Van der Waals.
D. La grande capacité de l’eau à former des liaisons hydrogène explique les températures d’ébullition et de fusion élevées de cette molécule.
E. La glace occupe plus d’espace que l’eau.

Answer 32

A. L’eau est un excellent solvant pour les molécules polaires.
C. La force d’attraction entre 2 atomes est maximale lorsque la distance qui les sépare est égale à la somme de leur rayon de Van der Waals.
D. La grande capacité de l’eau à former des liaisons hydrogène explique les températures d’ébullition et de fusion élevées de cette molécule.
E. La glace occupe plus d’espace que l’eau.

Question 33

Comment s’appelle le composé qui a le plus de H?

Answer 33

Acide

Question 34

De quel type d’acide s’agit-il si le

• pka > 0
• pka < 0

Answer 34

• faible

- fort

Question 35

Quels sont les 2 stratégies utilisées par la cellule pour éviter la lyse cellulaire?

Answer 35

• Membrane diminue entrée massive de solvant

- Cellule conserve biomolécules sous forme de macromolécules complexe (Posm dépend de [molaire] et pas de la taille)