Fiche de révision : Corps purs et mélanges

📋 Plan du Cours

1. Espèces chimiques et corps purs
2. Corps purs simples et composés
3. Mélanges homogènes et hétérogènes
4. Miscibilité et position des liquides
5. Changements d’état et identification
6. Masse volumique et densité
7. Tests chimiques d’identification
8. Composition des mélanges
9. Chromatographie sur couche mince

📖 1. Espèces chimiques et corps purs

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce chimique : Ensemble d’entités chimiques identiques, qui peuvent être des atomes, des ions ou des molécules, et qui est représenté par une formule chimique.
• Corps pur : Substance qui ne comporte qu’une seule espèce chimique, comme l’eau distillée, l’or pur ou le dioxygène O₂.
• Mélange : Substance qui comporte plusieurs espèces chimiques, comme l’eau du robinet, l’air ou le lait.

💡 Astuce mémo

Corps pur = une espèce ; mélange = plusieurs espèces

📖 2. Corps purs simples et composés

🔑 Notions clés & Définitions

• Corps pur simple : Constitué d’un seul type d’atome.
• Corps pur composé : Constitué de plusieurs types d’atomes.

📝 Points essentiels

• Les corps purs simples cités sont:

  • le fer Fe
  • le dioxygène O₂
  • le dihydrogène H₂
  • l’argon Ar
  • le néon Ne
  • le dichlore Cl₂
  • le nickel Ni

• Les corps purs composés cités sont:

  • le sel NaCl
  • le dioxyde de carbone CO₂
  • l’eau H₂O
  • l’oxyde de fer III Fe₂O₃

💡 Astuce mémo

Simple : un type d’atome ; composé : plusieurs types

📖 3. Mélanges homogènes et hétérogènes

🔑 Notions clés & Définitions

• Mélange homogène : Ne présente qu’une seule phase à l’œil nu et dont les constituants ne sont pas discernables après agitation.
• Mélange hétérogène : Présente plusieurs phases visibles à l’œil nu, même après agitation, et dont les constituants sont discernables.

📝 Points essentiels

• L’eau salée, l’air et l’eau sucrée sont des mélanges homogènes, tandis que le granit et l’eau avec de l’huile sont des mélanges hétérogènes.

💡 Astuce mémo

Un verre uniforme s’oppose à deux couches visibles

📖 4. Miscibilité et position des liquides

🔑 Notions clés & Définitions

• Miscibilité : Deux liquides sont miscibles s’ils forment un mélange homogène et non miscibles s’ils forment un mélange hétérogène présentant plusieurs phases après repos.

★ À maîtriser

• Les associations de liquides se classent ainsi:
  • eau et éthanol : miscibles
  • eau et sirop de grenadine : miscibles
  • eau et huile : non miscibles
  • éthanol et huile : non miscibles
  • eau et dichlorométhane : non miscibles

📌 Dans un mélange hétérogène de liquides non miscibles, le liquide de plus faible densité se situe au-dessus et celui de plus forte densité se situe en dessous.

Compléments

• L’huile de tournesol, de densité d = 0,93, surnage dans l’eau, tandis que le dichlorométhane, de densité d = 1,33, se situe sous l’eau.

💡 Astuce mémo

Densité plus faible → liquide au-dessus ; densité plus forte → liquide en dessous

📖 5. Changements d’état et identification

★ À maîtriser

• 🔄 Les changements d’état sont:
  1. fusion : solide vers liquide
  2. solidification : liquide vers solide
  3. vaporisation : liquide vers gaz
  4. liquéfaction : gaz vers liquide
  5. sublimation : solide vers gaz
  6. condensation : gaz vers solide

📌 Lors du chauffage d’un corps pur, la température reste constante pendant un changement d’état, avec des paliers nets, tandis que celle d’un mélange varie continuellement sans palier net.

Compléments

• L’eau distillée présente une température de fusion de 0 °C et une température d’ébullition de 100 °C.

💡 Astuce mémo

Solide → liquide → gaz, puis les transformations inverses par refroidissement

📖 6. Masse volumique et densité

★ À maîtriser

📐 Formule — La masse volumique vérifie $\rho = \frac{m}{V}$, avec m la masse en g, V le volume en mL et ρ la masse volumique en g·mL⁻¹.

📐 Formule — La densité vérifie $d = \frac{\rho}{\rho_{eau}}$, où ρ est la masse volumique du corps et ρeau celle de l’eau.

Compléments

• À 20 °C, la masse volumique de l’eau vaut 1,000 g·mL⁻¹ et celle de l’air vaut 1,2 g·L⁻¹.

📌 Pour calculer une masse volumique, la masse et le volume doivent être exprimés dans des unités compatibles et les conversions utilisent les puissances de 10.

💡 Astuce mémo

ρ = m/V ; d = ρ/ρeau

📖 7. Tests chimiques d’identification

★ À maîtriser

• Un test chimique identifie une espèce en provoquant une réaction qui produit une observation caractéristique et reproductible.

• Le test de l’eau consiste à ajouter le liquide inconnu à du sulfate de cuivre anhydre blanc ; si la poudre devient bleue, le liquide contient de l’eau H₂O.

• Le test du dioxyde de carbone consiste à introduire le gaz inconnu dans l’eau de chaux ; si elle se trouble par formation d’un précipité blanc de carbonate de calcium, le gaz contient du CO₂.

Compléments

• Le test du dioxygène est positif si une allumette incandescente se rallume et produit une flamme, ce qui indique la présence de O₂.

• Le test du dihydrogène est positif si une allumette enflammée provoque une petite explosion sourde, ce qui indique la présence de H₂.

💡 Astuce mémo

Eau bleuit, CO₂ trouble, O₂ rallume, H₂ détonne

📖 8. Composition des mélanges

★ À maîtriser

📐 Formule — Le pourcentage massique d’une espèce E vérifie $P_m(E)=\frac{m(E)}{m_{tot}}\times100$, avec les masses exprimées dans la même unité.

📐 Formule — Le pourcentage volumique d’une espèce E vérifie $P_v(E)=\frac{V(E)}{V_{tot}}\times100$, avec les volumes exprimés dans la même unité.

• L’air contient 78 % de diazote N₂, 21 % de dioxygène O₂ et 1 % d’autres gaz en volume.

Compléments

• Dans 200 g de laiton contenant 67 % de cuivre et 33 % de zinc en masse, on trouve 134 g de cuivre et 66 g de zinc.

💡 Astuce mémo

Massique = masses ; volumique = volumes

📖 9. Chromatographie sur couche mince

📝 Points essentiels

• En chromatographie sur couche mince, on dépose les échantillons sur une ligne de dépôt, on place la plaque dans l’éluant sans immerger les dépôts, puis on laisse migrer l’éluant pour séparer les constituants.

📌 En lecture verticale d’un chromatogramme, une seule tache indique un corps pur et plusieurs taches indiquent un mélange.

📌 En lecture horizontale, une tache à la même hauteur qu’un témoin correspond à la même espèce chimique, tandis qu’une tache sans témoin correspondant reste non identifiée.

💡 Astuce mémo

Vertical : nombre de constituants ; horizontal : identité par hauteur

📊 Tableaux de synthèse

Classification des corps et mélanges

Tests chimiques d’identification