Fiche de révision : Corps purs et mélanges

📋 Plan du Cours

1. Espèces chimiques et corps purs
2. Mélanges homogènes et hétérogènes
3. Chromatographie sur couche mince
4. Tests chimiques d’identification
5. Identification par grandeurs physiques
6. Composition quantitative des mélanges

📖 1. Espèces chimiques et corps purs

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce chimique : Ensemble d’entités chimiques identiques, caractérisé par une formule chimique, un aspect, des propriétés physiques et des propriétés chimiques.
• Corps pur : Constitué d’une seule espèce chimique.
• Mélange : Un mélange est constitué de plusieurs espèces chimiques différentes, comme l’eau sucrée qui contient de l’eau et du saccharose.

📝 Points essentiels

• Les entités chimiques microscopiques peuvent être:
  • des molécules
  • des atomes
  • des ions

💡 Astuce mémo

Entité microscopique ≠ espèce chimique macroscopique

📖 2. Mélanges homogènes et hétérogènes

🔑 Notions clés & Définitions

• Liquides miscibles : Deux liquides qui se mélangent pour former un mélange homogène, comme l’eau et l’éthanol.
• Liquides non miscibles : Deux liquides qui forment un mélange hétérogène, comme l’eau et l’huile.

★ À maîtriser

📌 Un mélange homogène ne permet pas de distinguer ses constituants à l’œil nu après agitation et ne comporte qu’une seule phase, tandis qu’un mélange hétérogène laisse distinguer au moins deux constituants et comporte plusieurs phases.

Compléments

• Dans un mélange d’eau et d’huile, l’huile surnage parce qu’elle est moins dense que l’eau.

💡 Astuce mémo

Une phase pour homogène, plusieurs phases pour hétérogène

📖 3. Chromatographie sur couche mince

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatographie sur couche mince : Technique d’analyse qui sépare et identifie les espèces chimiques d’un mélange homogène grâce à leurs affinités différentes pour une phase fixe et une phase mobile.

📝 Points essentiels

📌 La phase fixe est le support où sont déposées les substances, tandis que la phase mobile est l’éluant qui monte par capillarité et entraîne les espèces à analyser.

📌 Sur un chromatogramme, plusieurs taches indiquent un mélange, tandis qu’une seule tache indique un corps pur, et deux taches à la même hauteur correspondent à la même espèce chimique.

📐 Formule — Le rapport frontal d’une tache est $R_f=\frac{h}{H}$, où h est la hauteur atteinte par l’espèce et H la hauteur du front du solvant.

💡 Astuce mémo

Déposer, faire migrer, révéler, comparer

📖 4. Tests chimiques d’identification

★ À maîtriser

• Un test chimique met en évidence une espèce chimique lorsque son résultat positif produit une transformation caractéristique.

• L’eau liquide fait devenir bleu le sulfate de cuivre anhydre, initialement sous forme de poudre blanche.

• Le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux par formation d’un précipité blanc.

Compléments

• Le dioxygène ravive la combustion d’une bûchette incandescente.

• Le dihydrogène produit une légère détonation lorsqu’une flamme d’allumette est approchée du gaz.

📖 5. Identification par grandeurs physiques

★ À maîtriser

📌 Sous une pression donnée, le changement d’état d’un corps pur se produit à température constante avec un palier, tandis que celui d’un mélange ne se produit pas à température constante et ne présente pas de palier.

📐 Formule — La masse volumique se calcule par $\rho=\frac{m}{V}$, avec m la masse et V le volume.

📐 Formule — La densité d’une espèce chimique se calcule par $d=\frac{\rho}{\rho_{eau}}$, avec les deux masses volumiques exprimées dans la même unité.

📌 Une espèce de densité supérieure à 1 coule dans l’eau, tandis qu’une espèce de densité inférieure à 1 flotte.

Compléments

• La température de fusion de l’eau est 0 °C et celle de l’or est 1064 °C.

• La température d’ébullition de l’eau est 100 °C et celle de l’or est 2808 °C.

📐 Formule — La masse se calcule par $m=\rho\times V$ et le volume par $V=\frac{m}{\rho}$.

• La masse volumique de l’air à 20 °C est 1,2 g·L⁻¹ et celle de l’eau est 1,0 g·mL⁻¹, soit 1000 kg·m⁻³.

💡 Astuce mémo

La masse volumique a une unité, la densité n’en a pas

📖 6. Composition quantitative des mélanges

★ À maîtriser

📐 Formule — Le pourcentage massique d’une espèce E dans un mélange se calcule par $\%m(E)=\frac{m_E}{m_{tot}}\times100$, avec les deux masses exprimées dans la même unité.

📐 Formule — Le pourcentage volumique d’une espèce E dans un mélange se calcule par $\%V(E)=\frac{V_E}{V_{tot}}\times100$, avec les deux volumes exprimés dans la même unité.

• La composition volumique de l’air est d’environ:
  • 78 % de diazote
  • 21 % de dioxygène
  • 1 % d’autres gaz

Compléments

• La composition massique de la fonte est de 95 % de fer et de 5 % de carbone.

• Dans une bouteille de 12,0 L de nitrox 32 contenant 3,84 L de dioxygène, le pourcentage volumique de dioxygène est 32,0 %.

💡 Astuce mémo

Masse sur masse : %m ; volume sur volume : %V

📊 Tableaux de synthèse

Méthodes d’identification