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⚗️ Physique-Chimie5èmeCours
Les mélanges
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Cours
Les mélanges
1. Corps pur et mélange
Qu'est-ce qu'un corps pur ?
Un corps pur est une substance constituée d'une seule espèce chimique. Par exemple, l'eau distillée ne contient que de l'eau : rien d'autre n'y est mélangé. De même, un morceau de fer pur ne contient que du fer.
Qu'est-ce qu'un mélange ?
Un mélange est constitué de plusieurs espèces chimiques associées ensemble. L'eau du robinet, par exemple, contient de l'eau mais aussi des sels minéraux et du chlore : c'est un mélange.
| Corps pur | Mélange | |
|---|---|---|
| Composition | Une seule espèce chimique | Plusieurs espèces chimiques |
| Exemple liquide | Eau distillée | Eau du robinet, jus d'orange |
| Exemple solide | Or pur (24 carats) | Granite (plusieurs minéraux) |
| Exemple gazeux | Dioxygène pur (O₂) | Air (azote + dioxygène + autres gaz) |
2. Mélanges homogènes et hétérogènes
Mélange homogène
Un mélange homogène est un mélange dans lequel on ne peut pas distinguer les différents constituants, même en observant attentivement. Il a un aspect uniforme.
🧪 Exemple : l'eau sucrée — une fois le sucre dissous, on ne le voit plus. L'air que nous respirons est aussi un mélange homogène de gaz.
Mélange hétérogène
Un mélange hétérogène est un mélange dans lequel on peut distinguer au moins deux constituants à l'œil nu.
🧪 Exemple : un jus d'orange avec pulpe, de l'eau boueuse, ou un bol de céréales dans du lait.
🔍 Comment les reconnaître ?
👁️ Observation à l'œil nu → On voit plusieurs constituants ?
↓ OUI → 🟤 Mélange hétérogène (eau + sable)
↓ NON → 🟡 Mélange homogène (eau + sirop)
3. Miscibilité de deux liquides
Quand on mélange deux liquides, deux cas se présentent :
- Liquides miscibles : ils se mélangent parfaitement et forment un mélange homogène. Exemple : eau + sirop de grenadine, eau + alcool.
- Liquides non miscibles : ils ne se mélangent pas et forment un mélange hétérogène avec des couches séparées. Exemple : eau + huile — l'huile, plus légère, flotte au-dessus.
💡 Dans une vinaigrette (huile + vinaigre), les deux liquides sont non miscibles : il faut secouer avant de servir !
4. Dissolution d'un solide dans l'eau
Quand on met du sucre dans l'eau et qu'on remue, le sucre disparaît : il s'est dissous. On appelle cela une dissolution.
Le vocabulaire à connaître
| Terme | Définition | Exemple |
|---|---|---|
| Solvant | Le liquide qui dissout | L'eau |
| Soluté | La substance dissoute | Le sucre |
| Solution | Le mélange homogène obtenu | L'eau sucrée |
⚠️ Le soluté ne disparaît pas vraiment ! Il est toujours présent dans la solution, mais sous forme de particules invisibles à l'œil nu.
La saturation
Si l'on ajoute de plus en plus de sucre dans un verre d'eau, il arrive un moment où le sucre ne se dissout plus : il reste au fond. La solution est alors saturée.
La saturation est l'état d'une solution qui ne peut plus dissoudre de soluté supplémentaire à une température donnée.
5. Techniques de séparation des mélanges
Pour récupérer les constituants d'un mélange, on utilise différentes techniques :
a) La décantation
On laisse reposer le mélange hétérogène. Les particules les plus lourdes tombent au fond sous l'effet de leur poids.
🧪 Exemple : on laisse reposer de l'eau boueuse → la terre se dépose au fond.
b) La filtration
On fait passer le mélange hétérogène à travers un filtre (papier filtre) qui retient les particules solides et laisse passer le liquide.
🔬 Protocole de filtration :
1️⃣ Plier le papier filtre et le placer dans l'entonnoir 🫙
2️⃣ Poser l'entonnoir sur l'erlenmeyer (récipient) ⬇️
3️⃣ Verser doucement le mélange hétérogène dans l'entonnoir 💧
4️⃣ Le filtrat (liquide clair) passe à travers → mélange homogène obtenu ✅
5️⃣ Le résidu (solide) reste sur le filtre 🟤
c) L'évaporation
On chauffe une solution pour que le solvant (l'eau) s'évapore. Le soluté reste sous forme solide.
🧪 Exemple : dans les marais salants, l'eau de mer s'évapore grâce au soleil ☀️ et le sel reste au fond : c'est le sel de table !
d) La distillation
La distillation permet de séparer les constituants d'un mélange homogène en utilisant leurs températures d'ébullition différentes. Le liquide est chauffé, la vapeur produite passe dans un réfrigérant (tube refroidi) où elle se condense (redevient liquide) et est récupérée.
🧪 Exemple : on peut obtenir de l'eau distillée (corps pur) à partir d'eau salée par distillation.
Tableau récapitulatif des techniques
| Technique | Type de mélange | Principe | Exemple |
|---|---|---|---|
| Décantation | Hétérogène | Repos, les solides se déposent | Eau boueuse |
| Filtration | Hétérogène | Passage à travers un filtre | Eau + sable |
| Évaporation | Homogène | Chauffage, le solvant s'évapore | Eau salée → sel |
| Distillation | Homogène | Chauffage + condensation de la vapeur | Eau salée → eau pure |
📌 À retenir
- Un corps pur contient une seule espèce chimique ; un mélange en contient plusieurs.
- Un mélange homogène a un aspect uniforme (on ne distingue pas les constituants) ; un mélange hétérogène laisse voir plusieurs constituants.
- Deux liquides miscibles se mélangent parfaitement (eau + sirop) ; deux liquides non miscibles forment des couches séparées (eau + huile).
- Lors d'une dissolution, le soluté se dissout dans le solvant pour former une solution. Une solution saturée ne peut plus dissoudre de soluté.
- On sépare un mélange hétérogène par décantation ou filtration, et un mélange homogène par évaporation ou distillation.
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