Fiche de révision : Corps purs et mélanges

📋 Plan du Cours

1. Espèces, corps purs et mélanges
2. Composition et proportions de l’air
3. Constantes physiques d’identification
4. Tests chimiques des espèces
5. Chromatographie et rapport frontal
6. Repères historiques et mémorisation

📅 Repères chronologiques

1. ~250 av. J.-C.Archimède a étudié la masse volumique.
2. 1770–1789A. Lavoisier a décomposé l’air, nommé l’oxygène et l’azote et établi la conservation de la masse.
3. 1808J. Dalton a formulé la théorie atomique portant sur les corps purs et les composés.
4. ~1900M. Tswett a développé la chromatographie pour étudier les pigments végétaux.

📖 1. Espèces, corps purs et mélanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce chimique : Constituée d’entités toutes identiques, caractérisées par le même nom et la même formule, comme H₂O, O₂ ou C₁₂H₂₂O₁₁.

★ À maîtriser

📌 Un corps pur contient une seule espèce chimique, tandis qu’un mélange contient au moins deux espèces chimiques.

📌 Un mélange homogène présente une seule phase et des constituants non visibles, tandis qu’un mélange hétérogène présente plusieurs phases visibles.

Compléments

• L’eau distillée et le chlorure de sodium pur sont des corps purs, tandis que l’air, l’eau minérale et le jus d’orange avec pulpe sont des mélanges.

💡 Astuce mémo

Corps pur = une espèce ; mélange = plusieurs espèces.

📖 2. Composition et proportions de l’air

★ À maîtriser

📐 Formule — Un pourcentage vérifie $p=\frac{\text{fraction}}{100}$, donc x % d’une quantité N vaut $\frac{x}{100}\times N$.

📐 Formule — Le pourcentage massique vérifie $p_m=\frac{m_{\text{constituant}}}{m_{\text{total}}}\times100$ et le pourcentage volumique vérifie $p_v=\frac{V_{\text{constituant}}}{V_{\text{total}}}\times100$.

• L’air contient environ:
  • 78 % de diazote N₂
  • 21 % de dioxygène O₂
  • 1 % d’autres gaz, notamment Ar, CO₂ et vapeur d’eau

Compléments

• La masse volumique de l’air est d’environ 1,3 g/L.

💡 Astuce mémo

Air : 78 % N₂, 21 % O₂, 1 % autres.

📖 3. Constantes physiques d’identification

★ À maîtriser

📐 Formule — La masse volumique vérifie $\rho=\frac{m}{V}$.

• La masse volumique de l’eau vaut 1,0 g/cm³, soit 1000 g/L.

📌 Lors d’un changement d’état, un corps pur reste à température constante, tandis qu’un mélange change d’état sur une plage de températures.

Compléments

• L’eau pure fond à 0 °C et bout à 100 °C ; l’eau salée bout à une température supérieure à 100 °C et gèle à une température inférieure à 0 °C.

• Un liquide qui bout à 78 °C et possède une masse volumique de 0,79 g/cm³ est de l’éthanol pur.

💡 Astuce mémo

Corps pur → changement d’état à température constante ; mélange → température variable.

📖 4. Tests chimiques des espèces

★ À maîtriser

• Le sulfate de cuivre anhydre devient bleu au contact de l’eau H₂O.

• L’eau de chaux se trouble en présence de dioxyde de carbone CO₂.

• Une bûchette incandescente se ravive ou se rallume en présence de dioxygène O₂.

• L’approche d’une flamme en présence de dihydrogène H₂ provoque une détonation caractéristique appelée « pop ».

Compléments

• Les tests des ions donnent les précipités suivants:
  • Cl⁻ + nitrate d’argent → précipité blanc qui noircit à la lumière
  • Cu²⁺ + soude → précipité bleu
  • Fe²⁺ + soude → précipité vert
  • Fe³⁺ + soude → précipité rouille

💡 Astuce mémo

Les 4 B : Bleu, Bang, Braise, Blanc.

📖 5. Chromatographie et rapport frontal

★ À maîtriser

• La chromatographie sur couche mince sépare les espèces chimiques et permet de les identifier grâce à la migration d’un éluant sur une phase stationnaire.

📌 Une tache située à la même hauteur qu’une tache de référence correspond à la même espèce chimique ; une seule tache peut indiquer un corps pur et plusieurs taches indiquent un mélange.

📐 Formule — Le rapport frontal vérifie $R_f=\frac{h}{H}$, où h est la hauteur entre le dépôt et la tache et H la hauteur entre le dépôt et le front du solvant.

Compléments

• Le rapport frontal est sans unité et compris entre 0 et 1 ; pour h = 2,4 cm et H = 8,0 cm, il vaut 0,30.

💡 Astuce mémo

Dépôt → migration de l’éluant → taches → identification.

📖 6. Repères historiques et mémorisation

📝 Points essentiels

• 🔄 La récupération libre consiste à:
  1. écrire de mémoire pendant 10 à 15 minutes
  2. comparer avec le cours
  3. noter les difficultés

💡 Astuce mémo

Archimède → Lavoisier → Dalton → Tswett.

📊 Tableaux de synthèse

Tests chimiques des espèces