Fiche de révision : Corps purs et mélanges

📋 Plan du Cours

1. Espèces chimiques et corps purs
2. Mélanges homogènes et hétérogènes
3. Changements d’état caractéristiques
4. Grandeurs physiques et tests chimiques
5. Identification par chromatographie
6. Composition quantitative des mélanges

📖 1. Espèces chimiques et corps purs

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce chimique : Ensemble de particules identiques, qui peuvent être des molécules, des atomes ou une paire d’ions, caractérisé par un nom, une formule chimique et des grandeurs physiques.
• Corps pur : Substance chimique qui ne contient qu’une seule espèce chimique.
• Mélange : Substance chimique qui contient plusieurs espèces chimiques.

📝 Points essentiels

• L’air est un mélange constitué de 78 % de diazote N₂, de 21 % de dioxygène O₂ et d’environ 1 % d’autres gaz en volume.

💡 Astuce mémo

Corps pur = une espèce ; mélange = plusieurs espèces

📖 2. Mélanges homogènes et hétérogènes

★ À maîtriser

📌 Un mélange homogène ne laisse pas distinguer ses constituants à l’œil nu et comporte une seule phase, tandis qu’un mélange hétérogène laisse voir plusieurs constituants et comporte plusieurs phases.

Compléments

• Lorsque deux liquides forment un mélange homogène, ils sont miscibles, comme l’eau et l’alcool.

• Dans un mélange hétérogène de liquides, le liquide le plus dense se trouve en bas.

• L’eau et l’huile forment un mélange hétérogène de liquides non miscibles, tandis que l’eau et le fer en poudre forment un mélange hétérogène dans lequel le fer n’est pas soluble.

💡 Astuce mémo

Une phase visible = homogène ; plusieurs phases visibles = hétérogène

📖 3. Changements d’état caractéristiques

★ À maîtriser

• Les changements d’état comprennent: la fusion du solide en liquide, la vaporisation ou l’ébullition du liquide en gaz, la liquéfaction ou la condensation du gaz en liquide, la solidification du liquide en solide

📌 Pour un corps pur, les changements d’état se produisent à température constante.

• Pour l’eau pure, la température de fusion est de 0 °C et la température d’ébullition est de 100 °C.

Compléments

📌 Une espèce chimique est solide si T < Tf, liquide si Tf < T < Teb et gazeuse si T > Teb.

💡 Astuce mémo

Solide → liquide → gaz quand la température augmente

📖 4. Grandeurs physiques et tests chimiques

★ À maîtriser

📐 Formule — La masse volumique d’une substance vérifie $\rho = \frac{m}{V}$, où m est sa masse et V son volume.

• La masse volumique de l’eau est de 1,00 kg·L⁻¹, soit 1,00 g·mL⁻¹, tandis que celle de l’air est de 1,3 g·L⁻¹ au niveau de la mer et dépend de l’altitude.

• Un test chimique identifie une espèce chimique en mettant en jeu une transformation chimique produisant un résultat observable caractéristique.

• Les tests positifs identifient l’eau par le sulfate de cuivre anhydre qui devient bleu, le dioxyde de carbone par l’eau de chaux qui se trouble, le dihydrogène par une détonation à l’allumette enflammée et le dioxygène par le ravivement d’une bûchette incandescente.

Compléments

📐 Formule — La densité d’une substance est le rapport de sa masse volumique à celle d’une substance de référence : $d = \frac{\rho}{\rho_{ref}}$.

• Les conversions de volume utiles sont 1 mL = 1 cm³, 1 L = 1 dm³ et 1000 L = 1 m³.

📖 5. Identification par chromatographie

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatographie sur couche mince : Méthode qui permet de séparer les constituants d’un mélange homogène par différence de solubilité dans l’éluant, puis de les dénombrer et de les identifier.

📝 Points essentiels

• Lors d’une chromatographie, l’éluant monte par capillarité le long de la plaque et les espèces les plus solubles dans l’éluant migrent le plus haut.

📌 Sur une chromatographie, un dépôt qui donne plusieurs taches correspond à un mélange, tandis qu’un dépôt qui donne une seule tache correspond à un corps pur.

📌 Deux espèces chimiques identiques migrent à la même hauteur sur une plaque de chromatographie.

💡 Astuce mémo

Les taches montent sur la plaque : plus l’espèce est soluble, plus elle migre haut

📖 6. Composition quantitative des mélanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Pourcentage massique : Proportion massique d’une espèce E de masse mE dans un mélange de masse totale mT, vérifiant $p_{mE} = \frac{m_E}{m_T} \times 100$.
• Pourcentage volumique : Proportion volumique d’une espèce E de volume vE dans un mélange de volume total vT, vérifiant $p_{vE} = \frac{v_E}{v_T} \times 100$.

★ À maîtriser

• Dans la fonte, le pourcentage massique du fer est de 95 % et celui du carbone est de 5 %.

Compléments

• Dans 10 kg de fonte contenant 95 % de fer et 5 % de carbone en masse, la masse de fer est de 9,5 kg et la masse de carbone est de 0,5 kg.

📊 Tableaux de synthèse

Reconnaître les mélanges