Fiche de révision : Corps purs et mélanges

📋 Plan du Cours

1. Corps purs et mélanges
2. Identifier par les grandeurs physiques
3. Homogénéité et miscibilité
4. Composition et grandeurs massiques
5. Reconnaître par tests chimiques
6. Séparer et identifier par chromatographie

📖 1. Corps purs et mélanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Corps pur : Substance constituée d’atomes ou de molécules d’une même espèce chimique.
• Mélange : Substance solide, liquide ou gazeuse constituée de plusieurs corps purs.

★ À maîtriser

📌 Un corps pur élémentaire contient des atomes identiques isolés, un corps pur simple ne fait apparaître qu’un seul élément chimique et un corps pur composé est constitué d’atomes d’au moins deux éléments chimiques différents, liés chimiquement.

Compléments

• Le néon (Ne) est un corps pur élémentaire, tandis que le dioxygène (O₂), le dihydrogène (H₂) et le diazote (N₂) sont des corps purs simples.

• Le chlorure de sodium (NaCl) et le glucose (C₆H₁₂O₆) sont des corps purs composés.

💡 Astuce mémo

Un corps pur rassemble une espèce chimique ; un mélange en rassemble plusieurs.

📖 2. Identifier par les grandeurs physiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Indice de réfraction : Grandeur sans dimension caractéristique d’un milieu qui décrit le comportement de la lumière dans celui-ci et dépend de la longueur d’onde de mesure, de la pression et de la température.

★ À maîtriser

• Les grandeurs physiques utilisables sont :
  • les températures de changement d’état
  • la densité ou la masse volumique
  • la solubilité
  • l’indice de réfraction

📌 Un corps pur change d’état à température constante, tandis que la température de changement d’état d’un mélange varie au cours du temps.

📐 Formule - La masse volumique est le rapport de la masse au volume : $\rho = \frac{m}{V}$.

Compléments

📐 Formule - La densité d’un corps pur est le quotient de sa masse volumique par celle de l’eau : $d = \frac{\rho}{\rho_{\text{eau}}}$.

• La solubilité d’un composé dans l’eau est limitée ; une solution est saturée lorsque cette limite est atteinte et un ajout supplémentaire de soluté ne peut plus se dissoudre.

📖 3. Homogénéité et miscibilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Mélange homogène : Mélange dont les constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu après agitation.
• Mélange hétérogène : Mélange dont les constituants sont distinguables à l’œil nu.

★ À maîtriser

📌 Deux liquides sont miscibles si leur mélange est homogène et non miscibles si leur mélange est hétérogène.

Compléments

• Le mélange d’eau et d’huile est hétérogène et présente deux phases liquides, tandis que le mélange d’eau et de craie présente une phase liquide et une phase solide.

💡 Astuce mémo

À l’œil nu, homogène = constituants indiscernables ; hétérogène = constituants visibles.

📖 4. Composition et grandeurs massiques

★ À maîtriser

📐 Formule - La proportion massique d’une espèce X est le rapport de sa masse à la masse totale du mélange : $P_X = \frac{m_X}{m_{\text{totale}}}$.

📐 Formule - La proportion volumique d’une espèce X est le rapport de son volume au volume total du mélange : $P_X = \frac{V_X}{V_{\text{total}}}$.

Compléments

• Dans un gâteau de 250 g contenant 100 g de farine, la proportion massique de farine vaut 0,4.

• L’amulette tumbaga de l’exercice a une masse totale de 61,60 g et contient 80 % de cuivre, 15 % d’argent et 5 % d’or.

• Un vinaigre à 8° contient 8 g d’acide éthanoïque pour 100 g de vinaigre ; l’exercice donne une masse volumique du vinaigre de 1,01 g/mL et de l’acide de 1,05 g/mL.

📖 5. Reconnaître par tests chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Test chimique : Test utilisant un réactif censé réagir en présence de l’espèce recherchée pour produire un résultat spécifique facilement observable.

★ À maîtriser

• Le sulfate de cuivre anhydre, initialement blanc, devient bleu au contact de l’eau.

• Le test du dihydrogène est positif si, en présence d’une flamme, le gaz réalise une combustion explosive accompagnée d’une détonation.

• Au contact du dioxyde de carbone, l’eau de chaux se trouble.

Compléments

• Une bûchette incandescente plongée dans un récipient contenant du dioxygène pur s’enflamme.

• Un test de précipitation fait réagir l’ion recherché avec un ion de signe opposé pour former un composé peu soluble, dont le précipité observé renseigne sur les ions présents.

💡 Astuce mémo

Eau : blanc → bleu ; dihydrogène : flamme → détonation ; dioxyde de carbone : eau de chaux → trouble.

📖 6. Séparer et identifier par chromatographie

🔑 Notions clés & Définitions

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

★ À maîtriser

📌 Sur un chromatogramme, un dépôt présentant plusieurs taches distinctes correspond à un mélange, tandis qu’un dépôt présentant une seule tache correspond à un corps pur.

• 🔄 Les étapes de la chromatographie sont : déposer les échantillons sur la phase fixe, placer la plaque dans une cuve fermée contenant l’éluant, laisser l’éluant migrer par capillarité, marquer le front de l’éluant et sécher la plaque, révéler les taches si les espèces sont incolores

Compléments

📌 Lors de l’élution, la phase fixe retient les espèces tandis que l’éluant mobile les entraîne et permet leur séparation.

• Dans l’exercice sur les extraits de carotte, de poivron rouge et de paprika, le chromatogramme sert à rechercher les espèces chimiques communes aux trois échantillons.

💡 Astuce mémo

Dépôt → élution → révélation.