Chapitre : Les Mélanges

1. La sécurité en chimie 🔬

Avant de manipuler, il faut connaître les pictogrammes de danger : ce sont des losanges blancs bordés de rouge présents sur les produits chimiques.

Précautions obligatoires au laboratoire

• Porter des lunettes de protection et une blouse
• Ne jamais goûter ni sentir directement un produit (on ventile avec la main)
• Ne pas courir et garder sa paillasse propre
• Signaler immédiatement toute casse ou projection au professeur

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2. Mélanges homogènes et hétérogènes

Un mélange est l'association d'au moins deux substances. Il en existe deux types.

Mélange homogène

Un mélange homogène est un mélange dans lequel on ne distingue pas les différents constituants à l'œil nu : il a un aspect uniforme.

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Mélange hétérogène

Un mélange hétérogène est un mélange dans lequel on distingue au moins deux constituants à l'œil nu.

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3. La saturation d'une solution

Quand on ajoute du sel dans l'eau et qu'on agite, le sel se dissout : on obtient une solution. L'eau est le solvant et le sel est le soluté.

Mais si on continue à ajouter du sel, à un moment, il reste au fond du verre et ne se dissout plus. On dit que la solution est saturée.

Exemple naturel : le lac Assal à Djibouti 🌍

Le lac Assal (Djibouti, Afrique) est l'un des lacs les plus salés au monde : environ 348 g de sel par litre d'eau. L'eau y est tellement saturée que le sel forme une croûte blanche solide sur les rives. On y flotte facilement, comme en mer Morte !

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4. La composition de l'air 🌬️

L'air que nous respirons est lui-même un mélange homogène de gaz.

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🌍 Composition de l'air (en volume)

🟦🟦🟦🟦🟦🟦🟦🟦 Diazote ($N_2$) ≈ 78 %

🟥🟥 Dioxygène ($O_2$) ≈ 21 %

🟩 Autres gaz ≈ 1 % → dont dioxyde de carbone ($CO_2$) ≈ 0,04 %

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Lien avec les gaz à effet de serre 🌡️

Le dioxyde de carbone ($CO_2$) fait partie des gaz à effet de serre : il piège la chaleur du Soleil dans l'atmosphère. En faible quantité, c'est indispensable à la vie. Mais les activités humaines (voitures, usines) en rejettent trop, ce qui provoque un réchauffement climatique.

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5. Techniques de séparation des mélanges

Comment récupérer les constituants d'un mélange ? Voici trois techniques simples.

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🔬 Processus de séparation selon le type de mélange

Mélange hétérogène (eau + sable) ↓ ① Décantation → on laisse reposer → les particules lourdes tombent au fond ↓ ② Filtration → on verse dans un filtre (papier-filtre + entonnoir) → le solide reste sur le filtre, le liquide passe ↓ Mélange homogène (eau + sel dissous) ↓ ③ Évaporation → on chauffe → l'eau s'évapore → le sel reste au fond du récipient 🧂

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Détail des techniques

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Protocole expérimental : séparer un mélange d'eau, sable et sel

1. Verser le mélange dans un bécher et laisser reposer 10 min (décantation)
2. Filtrer : verser doucement dans un entonnoir garni de papier-filtre → on récupère le sable sur le filtre et l'eau salée dans le bécher
3. Chauffer l'eau salée dans une coupelle sur une plaque chauffante → l'eau s'évapore, le sel cristallise au fond

⚠️ Porter lunettes et blouse ; ne pas toucher la plaque chauffante !

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📌 À retenir

1. Les pictogrammes de danger (losanges rouges) nous informent des risques ; au labo, on porte toujours lunettes et blouse.
2. Un mélange homogène a un aspect uniforme (eau + sel dissous) ; un mélange hétérogène laisse voir ses constituants (eau + huile).
3. Une solution est saturée quand le solvant ne peut plus dissoudre de soluté (ex. : le lac Assal à Djibouti).
4. L'air est un mélange de gaz : 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des traces de $CO_2$, un gaz à effet de serre.
5. On sépare les mélanges par décantation, filtration (mélanges hétérogènes) et évaporation (mélanges homogènes).