Fiche de révision : Corps purs, mélanges et masse volumique

📋 Plan du Cours

1. Corps purs et mélanges
2. Mélanges homogènes et hétérogènes
3. Pourcentages et composition des alliages
4. Sécurité et matériel de chimie
5. Solution hydro-alcoolique
6. Masse volumique et instruments
7. Puissances de dix et conversions
8. Composition et masse volumique de l’air
9. Identification d’un mélange inconnu

📖 1. Corps purs et mélanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Corps pur : Substance solide, liquide ou gazeuse constituée d’une seule espèce chimique.
• Mélange : Substance constituée de plusieurs espèces chimiques.

📝 Points essentiels

• Le sucre, l’eau distillée, le dioxygène et un objet en fer sont des exemples de corps purs, tandis que la vinaigrette, un bracelet en or, un objet en laiton, une poche de sang, l’air et un objet en alliage sont des mélanges.

💡 Astuce mémo

Une espèce chimique : corps pur ; plusieurs espèces : mélange

📖 2. Mélanges homogènes et hétérogènes

🔑 Notions clés & Définitions

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

📝 Points essentiels

• Les exemples de mélanges homogènes sont :
  • le lait
  • l’eau gazeuse
  • le bronze
  • l’eau de mer
  • le jus filtré de pommes
  • le thé infusé
  • l’air

💡 Astuce mémo

Constituants visibles : hétérogène ; invisibles à l’œil nu : homogène

📖 3. Pourcentages et composition des alliages

🔑 Notions clés & Définitions

• Pourcentage massique : Le pourcentage massique d’une espèce chimique est le rapport de sa masse sur la masse totale du mélange, multiplié par 100.

📝 Points essentiels

• La composition massique de l’alliage 7075 est :
  • 0,23 % de chrome
  • 1,6 % de cuivre
  • 2,5 % de magnésium
  • 5,6 % de zinc
  • le reste en aluminium

📐 Formule - La masse d’un constituant se calcule avec $m_E = \frac{p}{100}m_{tot}$, où p est son pourcentage massique et m_tot la masse totale du mélange.

📖 4. Sécurité et matériel de chimie

★ À maîtriser

• Une blouse en coton boutonnée est obligatoire, les cheveux longs doivent être attachés et des lunettes ou des gants doivent être utilisés lorsque la manipulation le nécessite.

• En cas d’incident, il faut rincer abondamment à l’eau froide pendant 20 minutes.

• Il ne faut jamais pipeter à la bouche, mais utiliser une propipette pour manipuler les produits susceptibles de dégager des vapeurs nocives sous ventilation.

Compléments

• Les produits organiques, les métaux lourds et les solides ne doivent pas être jetés à l’évier, mais collectés dans des flacons de recyclage adaptés et étiquetés.

• Les pictogrammes signalent les dangers :

  • toxique
  • explosif
  • dangereux pour l’environnement
  • comburant
  • corrosif
  • facilement inflammable
  • sous pression

📖 5. Solution hydro-alcoolique

🔑 Notions clés & Définitions

• Miscibilité : La miscibilité est la capacité de liquides à se mélanger pour former un mélange homogène.

★ À maîtriser

• La norme de l’ANSM recommande une proportion volumique d’éthanol comprise entre 60 % et 70 %, ou une proportion massique comprise entre 52 % et 63 %.

• Pour préparer 50 mL de solution, on prélève 38 mL d’éthanol, 2 mL d’eau oxygénée, 1 mL de glycérol et on complète avec 9 mL d’eau distillée dans une fiole jaugée de 50 mL bouchée.

Compléments

• Le glycérol est miscible avec l’eau et l’éthanol, mais il n’est pas miscible avec les corps gras.

• L’eau oxygénée est un mélange homogène d’eau et de peroxyde d’hydrogène de formule H₂O₂.

💡 Astuce mémo

Prélever, mélanger dans la fiole, homogénéiser

📖 6. Masse volumique et instruments

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse volumique : La masse volumique d’un échantillon est le rapport de sa masse sur son volume.

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse volumique vérifie $\rho = \frac{m}{V}$, donc la masse se calcule avec $m = \rho V$.

• Une masse volumique de 0,81 g·mL⁻¹ signifie que 1 mL d’éthanol a une masse de 0,81 g.

Compléments

📌 Pour mesurer un volume, le bécher est le moins précis, l’éprouvette graduée est plus précise et la fiole jaugée est la plus précise des trois.

📖 7. Puissances de dix et conversions

★ À maîtriser

• Les puissances de dix vérifient notamment $10^2 \times 10^3 = 10^5$ et $10^6 \div 10^4 = 10^2$.

Compléments

• Les préfixes multiples valent :

  • kilo : 10³
  • méga : 10⁶
  • giga : 10⁹
  • téra : 10¹²
  • péta : 10¹⁵

• Les préfixes sous-multiples valent :

  • déci : 10⁻¹
  • centi : 10⁻²
  • milli : 10⁻³
  • micro : 10⁻⁶
  • nano : 10⁻⁹
  • pico : 10⁻¹²
  • femto : 10⁻¹⁵

• Quelques conversions sont 1 kg = 10³ g, 1 fm = 10⁻¹⁵ m, 1 ms = 10⁻³ s et 1 cm² = 10⁻⁴ m².

📖 8. Composition et masse volumique de l’air

★ À maîtriser

• L’air sec contient environ 78,09 % de diazote N₂, 20,95 % de dioxygène O₂ et 0,93 % d’argon Ar en volume.

• Le dioxygène est identifié par une bûchette incandescente qui se ravive, tandis que le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux et que le dihydrogène détonne au contact d’une flamme.

• À la pression atmosphérique au niveau de la mer, la masse volumique de l’air vaut 1,292 g·L⁻¹ à 0 °C, 1,225 g·L⁻¹ à 15 °C, 1,204 g·L⁻¹ à 20 °C et 1,184 g·L⁻¹ à 25 °C.

📐 Formule - Pour un ballon contenant 5,0 L d’air, de masses 445 g avant vidage et 438 g après vidage, la masse volumique expérimentale vaut $\rho_{air}=\frac{445-438}{5{,}0}=1{,}4\ \text{g·L}^{-1}$.

• La masse volumique de l’air dépend notamment de la température et de la pression atmosphérique.

Compléments

• En 1789, Lavoisier a décrit une expérience dans laquelle le mercure chauffé consomme une partie de l’air, laissant un gaz impropre à la respiration et à la combustion. - Traité de Chimie, présenté dans un ordre nouveau et d’après les découvertes modernes

• La masse volumique expérimentale de l’air vaut 1,4 kg·m⁻³ après conversion depuis 1,4 g·L⁻¹.

💡 Astuce mémo

Mercure chauffé → dioxygène consommé → air résiduel impropre à la respiration

📖 9. Identification d’un mélange inconnu

★ À maîtriser

• L’eau, l’eau salée et l’éthanol sont des liquides incolores et leurs aspects visuels ne permettent pas de les distinguer à l’œil nu.

• Les masses volumiques sont :

  • eau : 1,00 g·cm⁻³
  • eau salée : 1,01 g·cm⁻³
  • éthanol : 0,81 g·cm⁻³

• Pour identifier l’eau salée, on ajoute quelques gouttes de nitrate d’argent au liquide à tester : la présence d’ions chlorure produit un précipité blanc qui noircit à la lumière.

• Les flacons A, B et C contiennent respectivement de l’eau pure, de l’éthanol et de l’eau salée.

Compléments

• Avec l’hydroxyde de sodium, les précipités sont :
  • Cu²⁺ : bleu
  • Fe²⁺ : vert
  • Fe³⁺ : rouille
  • Zn²⁺ : blanc

💡 Astuce mémo

Aspect, masse volumique, test des ions, attribution

📊 Tableaux de synthèse

Corps purs et mélanges

Identification des liquides