Corps purs et mélanges

Un mélange est constitué de plusieurs espèces chimiques. Il peut être homogène ou bien hétérogène. Connaître la composition massique des espèces le constituant permet de fabriquer un mélange donné.

I Corps purs, mélanges homogène et hétérogène

Une substance, solide, liquide ou gazeuse, est un corps pur si elle n’est constituée que d’une espèce chimique et un mélange si elle en comporte plusieurs.

Exemples : L’eau distillée est un corps pur qui ne contient qu’une seule entité : H2O. L’air est un mélange constitué principalement des gaz diazote et dioxygène.

Un mélange est homogène si on ne peut pas distinguer à l’œil nu ses différents constituants après agitation.

– L’eau peut former des mélanges homogènes avec d’autres liquides comme l’alcool ou l’encre. Les deux liquides sont dits miscibles.

– Certains solides, comme le sel ou le sucre, peuvent se dissoudre dans l’eau et peuvent former avec elle un mélange homogène. Le solide est soluble dans l’eau.

– Certains gaz peuvent aussi se dissoudre dans l’eau comme le dioxygène.

Un mélange est hétérogène si au moins deux de ses constituants sont visibles à l’œil nu même après agitation. Ces mélanges peuvent être constitués :

– de deux liquides, comme l’eau et l’huile (les deux liquides ne sont pas miscibles) ;

– d’un liquide et d’un solide, comme l’eau et le sable ou l’eau et la farine ;

– d’un liquide et d’un gaz, comme dans une limonade exposée à l’air libre.

II Composition massique des espèces d’un mélange

Repère
À noter

Au cours d’un mélange, il n’y a pas conservation du volume !

Lors d’un mélange, il y a conservation de la masse :

mmélange = mA + mB.

Dans un mélange de masse mmélange, si une espèce chimique A représente une masse mA, la composition massique de cette espèce A dans le mélange est :

La composition massique est comprise entre 0 et 1. La somme des compositions massiques des divers constituants du mélange vaut exactement 1.

En multipliant la composition massique par 100, on obtient le pourcentage massique, noté %.

Exemple : 20 % de sel dans l’eau signifie 80 g d’eau et 20 g de sel.

MéthodeCalculer une composition massique

On réalise les deux expériences suivantes.

a. Qualifier le mélange de l’expérience 1 et determiner la composition massique en sel. En déduire celle de l’eau.

b. Comment qualifier le mélange de l’expérience 2 ? L’affirmation : « Le pourcentage massique du vinaigre dans l’huile est de 23,5 %. » est-elle vraie ? Argumenter.

Repère
Conseils

a. et b. Vous devez utiliser le vocabulaire pour qualifier un mélange et extraire les informations sur les masses à partir des schémas des expériences. Il faut connaître la définition de la composition massique.

Solution

a. Le sel est soluble dans l’eau, il est totalement dissous : l’eau salée obtenue est un mélange homogène.

$\frac{m_{\text{sel}}}{m_{\left(\text{mélange}\right)}}=\frac{6}{200}=\mathrm{0,03}$ soit 3 % en masse de sel

% sel + % eau = 100 % donc % eau = 100 − 3 = 97 %.

b. L’huile et le vinaigre ne sont pas miscibles : le vinaigre et l’huile forment un mélange hétérogène. mvinaigre = 8,0 g et mhuile = 34 g donc le mélange a une masse de 34 + 8 = 42 g car il y a conservation de la masse ; d’où $\frac{8}{34+8}=\mathrm{0,19}$ soit un pourcentage massique en vinaigre de 19 %. L’affirmation est fausse.