Fiche de révision : Mélanges et corps purs

📋 Plan du Cours

1. Espèces chimiques, corps purs et mélanges
2. Homogénéité et miscibilité
3. Composition et proportions d’un mélange
4. Tests chimiques d’identification
5. Masse volumique et densité
6. Températures de changement d’état
7. Chromatographie sur couche mince

📖 1. Espèces chimiques, corps purs et mélanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce chimique : Constituée d’un très grand nombre d’entités chimiques identiques.
• Corps pur : Constitué d’une seule espèce chimique représentée par sa formule chimique.
• Mélange : Constitué de plusieurs espèces chimiques.
• Entité chimique : À l’échelle microscopique, la matière est constituée d’entités chimiques, qui peuvent être des atomes, des molécules ou des ions.

📝 Points essentiels

• L’eau est un corps pur de formule chimique H₂O, tandis que l’air est un mélange contenant majoritairement du dioxygène O₂ et du diazote N₂.

💡 Astuce mémo

Une seule espèce : corps pur ; plusieurs espèces : mélange

📖 2. Homogénéité et miscibilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Mélange homogène : Un mélange dont les constituants ne peuvent pas être distingués à l’œil nu.
• Mélange hétérogène : Un mélange dont au moins deux constituants peuvent être distingués à l’œil nu après agitation.
• Liquides miscibles : Deux liquides qui forment un mélange homogène.
• Liquides non miscibles : Deux liquides qui forment un mélange hétérogène.

📝 Points essentiels

• L’eau sucrée est un mélange homogène, tandis que l’eau avec du sable et le mélange eau-huile sont hétérogènes.

💡 Astuce mémo

Homogène : constituants invisibles ; hétérogène : au moins deux visibles

📖 3. Composition et proportions d’un mélange

🔑 Notions clés & Définitions

• Composition d’un mélange : Proportions, en volume ou en masse, de chacune des espèces qui constituent le mélange.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le pourcentage massique de l’espèce E est $P_m(E)=\frac{m(E)}{m_{tot}}\times 100$, avec les deux masses exprimées dans la même unité.

📐 Formule - Le pourcentage volumique de l’espèce E est $P_V(E)=\frac{V(E)}{V_{tot}}\times 100$, avec les deux volumes exprimés dans la même unité.

Compléments

• L’air contient environ :

  • 78 % de diazote N₂
  • 21 % de dioxygène O₂
  • 1 % d’autres gaz

• Dans 10 L d’air contenant 7,8 L de diazote, le pourcentage volumique de diazote est de 78 %.

📖 4. Tests chimiques d’identification

🔑 Notions clés & Définitions

• Test chimique : Expérience dont le résultat, tel qu’un changement de couleur ou un bruit caractéristique, permet de prouver ou non la présence de certaines espèces chimiques.

📝 Points essentiels

• Le sulfate de cuivre anhydre, poudre blanche, devient bleu en présence d’eau H₂O.

• Une allumette incandescente se ravive et se rallume en présence de dioxygène O₂.

• Une allumette enflammée provoque une détonation, un « pop » ou un sifflement en présence de dihydrogène H₂.

• L’eau de chaux se trouble en présence de dioxyde de carbone CO₂.

📖 5. Masse volumique et densité

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse volumique : Quotient de la masse m de cette espèce par le volume V qu’elle occupe.
• Densité : Rapport de sa masse volumique ρ à la masse volumique de l’eau ρeau ; elle n’a pas d’unité.

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse volumique vérifie $\rho(E)=\frac{m(E)}{V(E)}$, et donc $m(E)=\rho(E)\times V(E)$ ou $V(E)=\frac{m(E)}{\rho(E)}$.

📌 Dans deux liquides non miscibles, celui dont la masse volumique est la plus faible se trouve au-dessus de l’autre.

Compléments

• La masse volumique de référence de l’eau vaut 1,0 g·mL⁻¹.

📐 Formule - La densité vérifie $d(E)=\frac{\rho(E)}{\rho_{eau}}$.

• La masse volumique de l’aluminium calculée à partir d’une masse de 40,5 g et d’un volume de 15 mL est de 2,7 g·mL⁻¹, soit 2,7 g·cm⁻³.

📖 6. Températures de changement d’état

🔑 Notions clés & Définitions

• Température de fusion : Température à laquelle une espèce passe de l’état solide à l’état liquide.
• Température de vaporisation : Température à laquelle une espèce passe de l’état liquide à l’état gazeux.

★ À maîtriser

📌 À pression fixe, le changement d’état d’un corps pur se fait à température constante.

Compléments

• La température de fusion d’un solide peut se mesurer avec un banc Kofler.

• La température de vaporisation d’un liquide peut se mesurer avec un montage de distillation.

💡 Astuce mémo

Solide → liquide à la fusion ; liquide → gaz à la vaporisation

📖 7. Chromatographie sur couche mince

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatographie sur couche mince : Méthode qui permet de séparer et d’identifier les constituants d’un mélange homogène.
• Chromatogramme : Figure obtenue sur le papier après une chromatographie.

★ À maîtriser

• 🔄 En CCM, les espèces suivent les étapes suivantes : sont déposées sur une plaque recouverte d’une couche mince d’adsorbant, migrent par capillarité grâce à un éluant, forment des taches, sont révélées, par exemple avec une lampe UV si elles sont incolores

• En lecture horizontale d’un chromatogramme, l’espèce inconnue est identifiée en comparant sa hauteur de migration à celle d’une espèce de référence.

Compléments

• En lecture verticale d’un chromatogramme, le nombre de taches à la verticale d’un dépôt indique si la substance est un corps pur ou un mélange.

💡 Astuce mémo

Dépôt → migration → taches → révélation