Fiche de révision : Corps purs et mélanges

📋 Plan du Cours

1. Entités et espèces chimiques
2. Corps purs et mélanges
3. Composition quantitative des mélanges
4. Températures de changement d’état
5. Masse volumique et densité
6. Solubilité des espèces chimiques

📖 1. Entités et espèces chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce chimique : Ensemble d’entités chimiques identiques.

★ À maîtriser

• Les trois types d’entités chimiques sont :
  • les atomes
  • les molécules
  • les ions

Compléments

• L’eau pure est constituée de molécules d’eau, le cuivre d’atomes de cuivre, et le chlorure de sodium d’ions chlorure et sodium.

📖 2. Corps purs et mélanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Corps pur : Constitué d’une seule espèce chimique et pouvant être atomique, moléculaire ou ionique.
• Mélange : Constitué de plusieurs espèces chimiques.
• Corps pur simple : Constitué d’une seule espèce chimique et d’un seul type d’atomes.
• Corps pur composé : Constitué d’une seule espèce chimique et de plusieurs types d’atomes.

★ À maîtriser

📌 Dans un mélange homogène, les constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu et le mélange forme une phase, tandis que dans un mélange hétérogène au moins deux constituants sont distinguables à l’œil nu et le mélange forme plusieurs phases.

Compléments

📌 Deux liquides miscibles se mélangent parfaitement et forment un mélange homogène, tandis que deux liquides non miscibles forment un mélange hétérogène.

• L’eau sucrée est homogène si le sucre se dissout complètement, mais devient hétérogène si un excès de sucre forme un dépôt au fond.

💡 Astuce mémo

Une espèce pour le corps pur, plusieurs pour le mélange.

📖 3. Composition quantitative des mélanges

★ À maîtriser

📐 Formule - Le pourcentage massique d’une espèce X est $P_m(X)=\frac{m(X)}{m(\text{mélange})}\times 100$.

📐 Formule - Le pourcentage volumique d’une espèce X est $P_v(X)=\frac{V(X)}{V(\text{mélange})}\times 100$.

Compléments

• Le pourcentage volumique est utilisé préférentiellement pour les mélanges de gaz.

📐 Formule - La masse d’une espèce peut être calculée par $m(X)=m(\text{mélange})\times\frac{P_m(X)}{100}$.

📐 Formule - Le volume d’une espèce peut être calculé par $V(X)=V(\text{mélange})\times\frac{P_v(X)}{100}$.

• La composition volumique de l’air est :
  • 78 % de diazote
  • 21 % de dioxygène
  • 0,9 % d’argon
  • 0,1 % d’autres gaz

📖 4. Températures de changement d’état

🔑 Notions clés & Définitions

• Température de fusion : Température de passage de l’état solide à l’état liquide.
• Température d’ébullition : Température de passage de l’état liquide à l’état gazeux.

★ À maîtriser

• Les températures de changement d’état sont spécifiques aux espèces chimiques et permettent de les identifier.

Compléments

• Les températures de changement d’état dépendent de la pression ; les valeurs usuelles indiquées sont généralement données à la pression atmosphérique normale de 1013 hPa.

• À 1013 hPa, l’eau pure fond à 0 °C et bout à 100 °C.

📖 5. Masse volumique et densité

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse volumique : La masse volumique d’une espèce chimique ou d’un mélange de masse m et de volume V est définie par $\rho=\frac{m}{V}$.
• Densité : La densité d’une espèce chimique ou d’un mélange est définie par $d=\frac{\rho}{\rho_{\mathrm{eau}}}$, avec $\rho_{\mathrm{eau}}=1{,}0\,\mathrm{g.mL^{-1}}$ ou $1{,}0\,\mathrm{kg.L^{-1}}$ ; elle est sans unité si les deux masses volumiques sont exprimées dans la même unité.

★ À maîtriser

📌 Pour un liquide non miscible avec l’eau, sa phase se situe sous la phase aqueuse si sa densité est supérieure à 1 et au-dessus si sa densité est inférieure à 1.

Compléments

• La masse volumique s’exprime en g·L⁻¹ lorsque la masse est en g et le volume en L, ou en kg·m⁻³ lorsque la masse est en kg et le volume en m³.

• Les conversions de volume indiquées sont $1\,\mathrm{dm^3}=1\,\mathrm{L}$, $1\,\mathrm{cm^3}=1\,\mathrm{mL}$ et $1\,\mathrm{m^3}=1000\,\mathrm{L}$.

• Parmi les liquides non miscibles avec l’eau, l’huile de masse volumique 0,914 g·mL⁻¹ et le toluène de masse volumique 867 kg·m⁻³ ont des densités inférieures à 1 et se placent au-dessus de l’eau, tandis que le dichlorométhane de masse volumique 1,33 kg·L⁻¹ a une densité de 1,33 et se place en dessous.

💡 Astuce mémo

La masse volumique s’exprime avec une unité ; la densité est sans unité.

📖 6. Solubilité des espèces chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Solubilité : Masse maximale de soluté qu’il est possible de dissoudre par litre de solution et dépend de la température.

📝 Points essentiels

• À 20 °C, la solubilité du sel dans l’eau est de 360 g/L.