Fiche de révision : Corps purs et mélanges

📋 Plan du Cours

1. Espèces chimiques et corps purs
2. Mélanges et miscibilité
3. Identification par changement d’état
4. Masse volumique et flottabilité
5. Tests chimiques et chromatographie
6. Composition massique
7. Composition volumique

📖 1. Espèces chimiques et corps purs

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce chimique : Ensemble d’atomes identiques, de molécules identiques ou d’ions identiques.

📝 Points essentiels

• L’eau distillée est un corps pur moléculaire, le charbon un corps pur atomique et le sel un corps pur ionique.

📖 2. Mélanges et miscibilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Mélange : Ensemble d’espèces chimiques différentes.

★ À maîtriser

📌 Un mélange est homogène si ses constituants ne se distinguent pas à l’œil nu après agitation, et hétérogène s’ils restent visibles après agitation.

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

Compléments

• L’eau et le vinaigre sont miscibles, tandis que l’eau et l’huile ne le sont pas.

💡 Astuce mémo

Homogène : constituants invisibles à l’œil nu ; hétérogène : constituants visibles.

📖 3. Identification par changement d’état

★ À maîtriser

📌 La courbe de température d’un corps pur présente un palier pendant un changement d’état, tandis que celle d’un mélange n’en présente pas.

Compléments

• À pression atmosphérique normale de 1 013 hPa, les températures de fusion et d’ébullition sont respectivement de −94,6 °C et 56,1 °C pour l’acétone, de 0 °C et 100 °C pour l’eau, et de 1 064 °C et 2 808 °C pour l’or.

• Lors de la fusion de l’or pur, le palier de température se situe à 1 064 °C.

💡 Astuce mémo

Corps pur : palier ; mélange : pas de palier.

📖 4. Masse volumique et flottabilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse volumique : La masse volumique ρ d’une espèce ou d’un mélange est le rapport de sa masse m à son volume V.

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse volumique, la masse et le volume sont liés par $\rho = \frac{m}{V}$, $m = \rho V$ et $V = \frac{m}{\rho}$.

📌 Dans deux liquides non miscibles, le liquide de plus faible masse volumique surnage celui de plus forte masse volumique.

Compléments

• La masse volumique s’exprime notamment en g·L⁻¹, la masse en g et le volume en L.

• À 20 °C, la masse volumique de l’air est d’environ 1,2 g·L⁻¹ et celle de l’eau liquide est de 1 000 g·L⁻¹ ; à 0 °C, celle d’un glaçon est de 920 g·L⁻¹.

• La masse volumique dépend de la température.

📖 5. Tests chimiques et chromatographie

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatographie sur couche mince : Technique de séparation qui permet d’identifier les espèces chimiques constituant un mélange homogène.

★ À maîtriser

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

• Le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux incolore et y forme un précipité blanc.

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

Compléments

• Le dioxygène ravive l’incandescence d’une bûchette incandescente.

• Au contact d’une allumette enflammée, le dihydrogène produit une détonation.

• En chromatographie sur couche mince, l’éluant liquide forme la phase mobile et monte par capillarité dans la phase fixe, constituée par exemple de silice, en entraînant les espèces du mélange.

📖 6. Composition massique

★ À maîtriser

📐 Formule - La composition massique est donnée par $\text{composition massique} = \frac{\text{masse de l’espèce}}{\text{masse du mélange}}$, avec $\text{masse de l’espèce} = \text{composition massique} \times \text{masse du mélange}$ et $\text{masse du mélange} = \frac{\text{masse de l’espèce}}{\text{composition massique}}$.

📌 La composition massique est sans unité et comprise entre 0 et 1 ; son pourcentage s’obtient en la multipliant par 100.

Compléments

📌 Dans le calcul de la composition massique, la masse de l’espèce et celle du mélange doivent être exprimées dans la même unité.

• Un vinaigre de masse 1 050 g contenant 83,5 g d’acide éthanoïque présente une composition massique d’environ 0,0795, soit 7,95 % d’acide éthanoïque.

📖 7. Composition volumique

★ À maîtriser

📐 Formule - La composition volumique est donnée par $\text{composition volumique} = \frac{\text{volume de l’espèce}}{\text{volume du mélange}}$, avec $\text{volume de l’espèce} = \text{composition volumique} \times \text{volume du mélange}$ et $\text{volume du mélange} = \frac{\text{volume de l’espèce}}{\text{composition volumique}}$.

📌 La composition volumique est sans unité et comprise entre 0 et 1 ; son pourcentage s’obtient en la multipliant par 100.

Compléments

📌 Dans le calcul de la composition volumique, le volume de l’espèce et celui du mélange doivent être exprimés dans la même unité.

• L’air contient en volume 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz.

• Un volume de 10 L d’air contenant 7,8 L de diazote correspond à une composition volumique en diazote de 0,78, soit 78 %.