Fiche de révision : Corps purs et mélanges

📋 Plan du Cours

1. Espèces et entités chimiques
2. Corps purs et mélanges
3. Composition de l’air
4. Masse volumique et identification
5. Changements d’état et pureté
6. Identification par chromatographie
7. Tests chimiques de reconnaissance

📖 1. Espèces et entités chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Entité chimique : Atome, molécule ou ion (ou composé ionique) constituant la matière à l’échelle microscopique.
• Espèce chimique : Collection macroscopique d’un très grand nombre d’entités chimiques identiques.

📝 Points essentiels

• Le fer est une espèce atomique composée d’atomes Fe, l’eau une espèce moléculaire composée de molécules H₂O et le chlorure de sodium une espèce ionique composée d’ions Na⁺ et Cl⁻.

💡 Astuce mémo

L’espèce se voit à l’échelle macroscopique, l’entité à l’échelle microscopique.

📖 2. Corps purs et mélanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Corps pur : Composé d’une seule espèce chimique.
• Mélange : Corps composé de plusieurs espèces chimiques.

★ À maîtriser

📌 Un mélange est hétérogène si plusieurs constituants sont distinguables à l’œil nu et homogène dans le cas contraire.

Compléments

• Le jus d’orange avec pulpe est un mélange hétérogène, tandis que l’eau minérale est un mélange homogène.

💡 Astuce mémo

Un constituant : corps pur ; plusieurs constituants : mélange.

📖 3. Composition de l’air

★ À maîtriser

• L’air est composé d’environ :
  • 79 % de diazote (N₂)
  • 20 % de dioxygène (O₂)
  • 1 % d’autres gaz, notamment la vapeur d’eau (H₂O) et le dioxyde de carbone (CO₂)

Compléments

• L’air contient environ quatre fois plus de diazote que de dioxygène.

📖 4. Masse volumique et identification

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse volumique : Masse par unité de volume.

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse volumique vérifie $\rho = \frac{m}{V}$, où m est la masse et V le volume.

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

Compléments

• Les masses volumiques des liquides purs du tableau sont :

  • eau : 1 g/mL
  • éthanol : 0,79 g/mL
  • cyclohexane : 0,78 g/mL
  • toluène : 0,87 g/mL

• Pour mesurer la masse volumique d’un liquide, on tare une éprouvette vide, on y verse le liquide, on mesure le volume versé et la masse du liquide, puis on calcule la masse volumique.

📖 5. Changements d’état et pureté

★ À maîtriser

• À pression de 1 bar, l’eau fond à 0 °C et bout à 100 °C.

• Chaque corps pur possède ses propres températures de fusion et d’ébullition, qui permettent de l’identifier.

📌 Lors du changement d’état, la température reste constante et forme un palier pour un corps pur, alors qu’elle ne présente pas de palier pour un mélange.

Compléments

• À pression de 1 bar, l’éthanol fond à −114 °C et bout à 78,37 °C.

• À pression de 1 bar, l’aspirine fond à 135 °C, tandis que le cuivre fond à 1085 °C et bout à 2562 °C.

• Le banc Kofler est utilisé au laboratoire pour déterminer la température de fusion des solides.

💡 Astuce mémo

Un corps pur fait un palier ; un mélange n’a pas de température de changement d’état précise.

📖 6. Identification par chromatographie

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatographie : Méthode permettant de séparer les espèces chimiques d’un mélange et de les identifier par comparaison avec une espèce pure connue.

★ À maîtriser

• En chromatographie, des taches à la même hauteur correspondent à la même espèce chimique.

Compléments

• Lors de l’élution, les espèces chimiques du mélange se séparent sur la phase fixe.

• Dans l’exemple du cours, la solution A présente deux taches après élution et contient donc deux espèces chimiques ; l’une de ces taches est à la même hauteur que celle de l’espèce de référence B, ce qui indique que A contient B.

💡 Astuce mémo

Deux taches à la même hauteur sur la plaque indiquent la même espèce.

📖 7. Tests chimiques de reconnaissance

🔑 Notions clés & Définitions

• Test chimique : Méthode consistant à ajouter un réactif au système, éventuellement en chauffant, puis à observer un changement caractéristique, comme une couleur, une détonation ou un précipité.

📝 Points essentiels

• Le sulfate de cuivre anhydre, blanc, devient bleu en présence d’eau.

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

• Une bûchette incandescente est ravivée en présence de dioxygène.

• Le dihydrogène présent dans un tube à essai produit une petite détonation lorsqu’on approche une flamme.