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Mélanges et corps purs

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Objectifs
  • Distinguer mélange et corps pur.
  • Distinguer mélange homogène et mélange hétérogène.

Niveau préconisé : 5e

Points clés
  • Il existe 2 types de substances chimiques : les corps purs et les mélanges.
  • À l’œil nu, il est parfois difficile de savoir si on a affaire à un mélange ou à un corps pur.
  • Il existe 2 sortes de mélanges : homogène ou hétérogène.
  • Un mélange hétérogène est un mélange dont on peut distinguer à l'œil nu au moins 2 constituants.
    • un mélange solide + eau est hétérogène si les particules solides restent visibles ;
    • un mélange liquide + eau est hétérogène si le liquide reste au–dessus ou sous l'eau.
  • Un mélange homogène est un mélange dont on ne peut pas distinguer à l'œil nu les différents constituants.
    • un mélange solide + eau est homogène si le solide peut se dissoudre dans l'eau ;
    • un mélange liquide + eau est homogène si le liquide se disperse dans l'eau.
1. Mélange ou corps pur ?

Tous les produits qui nous entourent sont constitués d'espèces chimiques.

Généralement, les produits sont formés de plusieurs espèces différentes : on parle alors de mélanges.

Mais il existe également des produits qui sont constitués d’une seule espèce : on parle alors de corps purs.

a. Les corps purs
Les substances qui ne sont constituées que d’une seule espèce chimique sont appelées des corps purs.
Exemple 
L’eau distillée est de l'eau pure, de formule H2O. L'eau distillée est une substance chimique qui ne contient que l'eau, donc qu'une seule espèce chimique.
b. Les mélanges
Les substances composées de plusieurs espèces chimiques ne peuvent plus être considérées comme pures. Elles sont alors appelées des mélanges.
Exemple 
L’air est un mélange car il est constitué de plusieurs gaz (du dioxygène (O2), du diazote (N2) et un peu d'autres gaz dont le dioxyde de carbone (CO2).
2. Les mélanges (homogènes et hétérogènes)
a. Exemple du mélange de l'eau avec d'autres liquides
Expérience
  1. On verse de l'eau dans 2 tubes à essai.
  2. Puis on ajoute, sans agiter, l'huile dans l'un des tubes et le sirop de menthe verte dans l'autre.
    • On distingue alors l'huile (moins dense que l'eau) qui reste au–dessus de l'eau (elle surnage).
    • On distingue également le sirop de menthe (plus dense que l'eau) qui se retrouve au fond du tube à essai.

    Mélanges avant agitation
  3. On agite ensuite chacun des tubes à essai et on laisse reposer.

     
    Mélanges après agitation
Observations

Après quelques minutes de repos on observe que :

  • dans le mélange eau–huile on peut toujours distinguer les 2 constituants. Pendant l'agitation, l'huile se disperse en gouttelettes d'huile qui finissent par remonter et reformer une couche d'huile au–dessus de l'eau. Le mélange eau–huile est hétérogène ;
  • dans le mélange eau-sirop de menthe on ne peut plus distinguer les 2 constituants. Le sirop de menthe se disperse dans l'eau et colore le mélange en vert : il n'est plus possible de le distinguer de l'eau. Le mélange eau–sirop est homogène.
Conclusion

Le mélange eau-huile est hétérogène et le mélange eau–sirop de menthe est homogène.

Un mélange hétérogène est un mélange dont on peut distinguer à l'œil nu au moins 2 constituants.
Un mélange homogène est un mélange dont on ne peut pas distinguer à l'œil nu les différents constituants.
b. Exemple du mélange de l'eau avec des solides

Le mélange d'un solide avec de l'eau est également soit homogène, soit hétérogène.

Expérience
  1. On réalise 2 mélanges distincts :
    • le premier mélange est constitué d'eau et de sel ;
    • le second mélange est constitué d'eau et de terre.

    Mélanges avant agitation
    Les mélanges sont réalisés sans être agités.
    Dans le premier tube, on distingue la terre qui se dépose en grande partie au fond du récipient. De même, on distingue également les cristaux de sel qui, pour la plupart, se déposent au fond du second tube.
  2. On agite ensuite chacun des tubes à essai et on laisse reposer.

    Mélanges après agitation
Observations

Après quelques minutes de repos on observe que :

  • dans le mélange eau–sel, les cristaux de sel ne sont plus visibles, ils se sont dissous.
    On ne peut distinguer qu'un liquide. Il s'agit donc d'un mélange homogène.
  • dans le mélange eau–terre, une partie des particules de terre s'est à nouveau déposée au fond du récipient tandis que d'autres parties restent en suspension.
    On peut distinguer 2 constituants (l'eau et la terre). Il s'agit donc d'un mélange hétérogène.
Remarque 
Il existe également des mélanges homogènes obtenus en mélangeant de l'eau et un gaz capable de se dissoudre, comme le dioxygène ou le dioxyde de carbone par exemple.

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