Fiche de révision : Mélanges et corps purs

📋 Plan du Cours

1. Corps purs et mélanges
2. Homogénéité et composition
3. Masse volumique et densité
4. Changements d’état caractéristiques
5. Tests chimiques de reconnaissance
6. Chromatographie sur couche mince
7. Compositions volumiques et massiques
8. Courbes d’étalonnage
9. Expérience de Lavoisier

📖 1. Corps purs et mélanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Corps pur : Échantillon de matière constitué d’une seule espèce chimique.
• Mélange : Échantillon de matière constitué d’au moins deux espèces chimiques.

★ À maîtriser

📌 Un mélange homogène ne permet pas de distinguer ses constituants à l’œil nu, tandis qu’un mélange hétérogène permet d’en distinguer au moins deux.

Compléments

• L’or 18 carats contient:
  • 75 % d’or
  • 12,5 % d’argent
  • 12,5 % de cuivre

💡 Astuce mémo

Corps pur = une espèce ; mélange = au moins deux espèces

📖 2. Homogénéité et composition

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce chimique : Constituant identifié d’un échantillon de matière, et un corps pur n’en contient qu’une seule.

📝 Points essentiels

📌 Le dioxyde de carbone CO₂ est un corps pur composé, tandis que le dioxygène O₂ est un corps pur simple.

• Deux liquides non miscibles, comme le cyclohexane et l’eau, forment un mélange hétérogène.

📖 3. Masse volumique et densité

★ À maîtriser

📐 Formule — La masse volumique d’un échantillon vérifie $\rho=\frac{m}{V}$, où m est la masse et V le volume.

📐 Formule — La densité d’une espèce chimique solide ou liquide vérifie $d=\frac{\rho}{\rho_{eau}}$ et n’a pas d’unité.

• La masse volumique de l’eau liquide vaut 1,0 × 10³ kg·m⁻³, soit 1,0 kg·L⁻¹ ou 1,0 g·mL⁻¹.

Compléments

• Pour l’acétone, de densité 0,783 à 20 °C, la masse volumique vaut 0,783 g·mL⁻¹ lorsque la masse volumique de l’eau vaut 1,00 g·mL⁻¹.

💡 Astuce mémo

Masse et volume mesurés → masse volumique → identification

📖 4. Changements d’état caractéristiques

★ À maîtriser

📌 Sous une pression donnée, le changement d’état d’une espèce chimique pure s’effectue à température constante.

Compléments

• Le cyclohexane, dont la température de fusion est 6 °C et la température d’ébullition 80,7 °C, est liquide à 20 °C et solide à 0 °C.

📖 5. Tests chimiques de reconnaissance

📝 Points essentiels

• Les tests concernent:

  • l’eau
  • le dihydrogène
  • le dioxygène
  • le dioxyde de carbone

• En présence d’eau, le sulfate de cuivre anhydre devient bleu.

• Les tests donnent les résultats suivants: le dihydrogène détonne au contact d’une flamme, le dioxygène ravive une allumette incandescente, le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux

💡 Astuce mémo

E-H-D-C : Eau, Hydrogène, Dioxygène, Dioxyde de carbone

📖 6. Chromatographie sur couche mince

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatographie : Technique de séparation des espèces chimiques d’un mélange fondée sur leurs affinités différentes pour une phase mobile, appelée éluant, et une phase stationnaire.

★ À maîtriser

• 🔄 Une CCM se réalise en quatre étapes:
  1. déposer les échantillons
  2. faire migrer l’éluant
  3. révéler les taches
  4. comparer les hauteurs de migration avec les témoins

Compléments

📌 Plus une espèce chimique a d’affinité avec l’éluant, plus sa hauteur de migration sur la plaque est grande.

💡 Astuce mémo

Déposer → faire migrer → révéler → comparer

📖 7. Compositions volumiques et massiques

★ À maîtriser

📐 Formule — La proportion volumique d’une espèce E dans un mélange vérifie $\frac{V(E)}{V_{tot}}$ et s’exprime en pourcentage volumique lorsqu’elle est multipliée par 100.

Compléments

📐 Formule — Pour un mélange composé d’or et d’argent, la masse volumique vérifie $\rho=\frac{x}{100}\rho_{or}+\left(1-\frac{x}{100}\right)\rho_{argent}$, où x est le pourcentage volumique d’or.

• Dans un bidon de 5 L d’alcool à brûler contenant 4,3 L d’éthanol et 0,2 L de méthanol, le pourcentage volumique d’éthanol est 86 % et celui du méthanol est 4 %.

📖 8. Courbes d’étalonnage

🔑 Notions clés & Définitions

• Courbe d’étalonnage : Courbe reliant une grandeur physique mesurée à des solutions étalons de concentration connue et permettant de déterminer cette grandeur pour une solution inconnue.

📝 Points essentiels

• Pour exploiter une courbe d’étalonnage, on mesure la grandeur de la solution inconnue, on la reporte sur la courbe puis on lit la concentration correspondante et on peut la vérifier par calcul.

• Pour une boisson diluée 20 fois dont l’absorbance vaut 0,52, la concentration mesurée dans la solution diluée doit être multipliée par 20 pour retrouver celle de la boisson.

💡 Astuce mémo

Étalons connus → courbe → mesure inconnue

📖 9. Expérience de Lavoisier

★ À maîtriser

• En 1777, Antoine de Lavoisier découvre que l’air est constitué de plusieurs gaz en chauffant du mercure dans une enceinte fermée.

• La transformation chimique étudiée par Lavoisier s’écrit $2Hg+O_2\rightarrow2HgO$ : le dioxygène réagit avec le mercure pour former de l’oxyde de mercure rouge. — Antoine de Lavoisier, 1777

• D’après l’exploitation de l’expérience, l’air contient environ 15 % de dioxygène et 85 % de diazote.

Compléments

• Le volume d’air passe d’environ 50 pouces cubes à 42–43 pouces cubes, soit une diminution d’environ un sixième.

💡 Astuce mémo

Chauffage du mercure + dioxygène → oxyde de mercure → diminution du volume gazeux

📊 Tableaux de synthèse

Identification des espèces chimiques