Fiche de révision : Corps purs et mélanges

📋 Plan du Cours

1. Espèces chimiques et corps purs
2. Mélanges homogènes et hétérogènes
3. Identification par tests chimiques
4. Identification par propriétés physiques
5. Chromatographie sur couche mince
6. Composition quantitative des mélanges
7. Composition et masse volumique de l’air

📖 1. Espèces chimiques et corps purs

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce chimique : Ensemble d’entités chimiques identiques, comme des atomes, des molécules, des ions ou un solide ionique, qui possède une formule chimique propre.
• Corps pur : Substance constituée d’une seule espèce chimique.

📝 Points essentiels

• L’eau pure est un exemple de corps pur constitué uniquement de molécules d’eau.

📖 2. Mélanges homogènes et hétérogènes

🔑 Notions clés & Définitions

• Mélange : Substance constituée de plusieurs espèces chimiques.

★ À maîtriser

📌 Un mélange est homogène lorsqu’il ne présente qu’une seule phase visible et hétérogène lorsqu’il présente au moins deux phases visibles.

📌 Deux liquides sont miscibles s’ils forment un mélange homogène et non miscibles s’ils ne se mélangent pas et forment un mélange hétérogène.

Compléments

• L’eau et le cyclohexane ainsi que l’eau et l’huile forment des mélanges non miscibles, tandis que le cyclohexane et l’huile forment un mélange miscible.

💡 Astuce mémo

Homogène : une phase ; hétérogène : au moins deux phases.

📖 3. Identification par tests chimiques

★ À maîtriser

• Un test chimique utilise un réactif qui réagit en présence de l’espèce recherchée et produit une transformation visible.

• L’eau est identifiée avec du sulfate de cuivre anhydre : la poudre blanche devient bleue en présence d’eau.

• Le dioxygène ravive une combustion lorsqu’une bûchette incandescente est introduite dans le gaz.

• Le dioxyde de carbone rend l’eau de chaux trouble.

📐 Formule — La combustion du méthane met en jeu le méthane et le dioxygène et produit du dioxyde de carbone et de l’eau selon $\mathrm{CH_4 + 2\,O_2 \rightarrow CO_2 + 2\,H_2O}$.

Compléments

• Le dihydrogène provoque une petite explosion lorsqu’il est approché d’une flamme.

💡 Astuce mémo

E-D-D-C : Eau, Dioxygène, Dihydrogène, Dioxyde de carbone.

📖 4. Identification par propriétés physiques

★ À maîtriser

• Les températures de changement d’état propres à chaque corps pur peuvent être comparées à des valeurs de référence pour identifier ce corps pur.

📐 Formule — La masse volumique d’une espèce chimique est donnée par $\rho = \frac{m}{V}$, où m est la masse et V le volume.

Compléments

📌 La solidification correspond au passage de l’état liquide à l’état solide.

• Le cyclohexane possède une température de fusion d’environ 6,5 °C.

• La masse volumique de l’eau vaut environ 1 kg/L, soit 1 g/mL.

📖 5. Chromatographie sur couche mince

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatographie sur couche mince : Technique qui permet de déterminer si une substance est un mélange ou un corps pur et d’identifier les espèces chimiques présentes.

📝 Points essentiels

• Une CCM consiste à déposer les échantillons sur une plaque, placer la plaque dans une cuve contenant l’éluant, laisser migrer l’éluant, puis retirer la plaque et interpréter le chromatogramme.

📌 Deux taches situées à la même hauteur correspondent à la même espèce chimique.

📌 Le nombre de taches situées au-dessus d’un dépôt indique le nombre d’espèces chimiques présentes dans le produit déposé.

💡 Astuce mémo

Des taches alignées à la même hauteur révèlent la même espèce.

📖 6. Composition quantitative des mélanges

★ À maîtriser

📐 Formule — Le pourcentage massique d’une espèce A dans un mélange est donné par $P(A)=\frac{m(A)}{m_{\mathrm{total}}}\times100$.

📐 Formule — Le pourcentage volumique d’une espèce A dans un mélange est donné par $P_V(A)=\frac{V(A)}{V_{\mathrm{total}}}\times100$.

Compléments

• Dans un acier de 235 g contenant 3,5 g de carbone, le pourcentage massique de carbone est d’environ 1,5 %.

📖 7. Composition et masse volumique de l’air

★ À maîtriser

• La composition approximative de l’air est:
  • 78 % de diazote
  • 21 % de dioxygène
  • 1 % d’autres gaz, notamment des gaz rares, du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau

Compléments

• La masse volumique de l’air à 20 °C et sous la pression atmosphérique est de l’ordre de 1,2 kg/m³.

💡 Astuce mémo

78–21–1 : diazote, dioxygène, autres gaz.

📊 Tableaux de synthèse

Tests chimiques d’identification