Le cours
1. Corps purs et mélanges
Un corps pur ne contient qu'une seule sorte de matière (l'eau distillée). Un mélange en contient plusieurs (l'eau du robinet, qui contient des sels minéraux). On distingue les mélanges homogènes (on ne voit qu'un seul constituant, comme l'eau salée) et hétérogènes (on distingue plusieurs constituants, comme l'eau et le sable).
La plupart des eaux courantes sont des mélanges.
Eau salée : mélange homogène ; eau + sable : mélange hétérogène.
2. Dissolution et solutions
Quand on dissout un solide (le soluté, comme le sel) dans un liquide (le solvant, comme l'eau), on obtient une solution. Le solide semble disparaître, mais il est toujours là : il s'est dispersé dans le liquide.
La masse se conserve lors d'une dissolution.
Dissoudre du sel dans l'eau donne de l'eau salée : le sel est dispersé, pas disparu.
3. Saturation
On ne peut pas dissoudre une quantité illimitée de solide dans un liquide. Au-delà d'une certaine quantité, le solide ne se dissout plus : la solution est saturée et le surplus reste au fond.
La quantité maximale dissoute dépend du solide et de la température.
Au-delà d'une certaine quantité, le sucre ne se dissout plus : la solution est saturée.
4. Séparer les constituants d'un mélange
Plusieurs techniques permettent de séparer les constituants. La filtration sépare un solide non dissous d'un liquide (à l'aide d'un filtre). La décantation laisse le solide se déposer au fond. L'évaporation ou la distillation permet de récupérer un solide dissous ou de l'eau pure.
Ces techniques sont utilisées dans la vie courante et l'industrie.
La filtration retient le sable ; l'évaporation de l'eau salée laisse le sel.
Pour approfondir ce chapitrefacultatif
Définitions clés
- Corps pur
- Une substance formée d'un seul type de molécule (eau pure, fer pur…), aux propriétés fixes et constantes.
- Mélange
- L'association de plusieurs corps purs ; un mélange n'a pas de propriétés fixes.
- Solution
- Un mélange homogène où un soluté est dissous dans un solvant (ex. : sel dissous dans l'eau).
- Saturation
- La limite de dissolution : au-delà, le soluté ne se dissout plus et reste en suspension.
Explications détaillées
Homogène ou hétérogène ?
Un mélange homogène semble uniforme : on ne distingue pas ses composants (eau salée, air). Un mélange hétérogène laisse voir ses constituants (eau + huile, eau + sable).
La dissolution donne toujours un mélange homogène : les molécules de soluté se répartissent uniformément entre celles du solvant.
Séparer les constituants d'un mélange
Différentes techniques s'appliquent selon la nature du mélange : filtration (sépare solides et liquides), décantation (sépare deux liquides non miscibles), distillation (sépare par ébullition), evaporation (récupère un solide dissous en évaporant le solvant), chromatographie (sépare des colorants).
Méthode pas à pas
Réaliser une filtration simple
- Placer un filtre en papier dans un entonnoir posé sur un bécher.
- Verser lentement le mélange à filtrer.
- Le liquide (filtrat) passe ; les solides restent sur le filtre (résidu).
- Observer et décrire ce qu'on obtient de chaque côté.
Exemple corrigé pas à pas
Sel ou sable dans l'eau : deux méthodes
On a mélangé du sel et du sable dans de l'eau. Comment récupérer séparément le sel, le sable et l'eau ?
- Filtration : le sable reste sur le filtre, l'eau salée passe (filtrat).
- Évaporation : on chauffe l'eau salée ; l'eau s'évapore, le sel cristallise.
- On récupère ainsi le sable, le sel, et on pourrait condenser la vapeur d'eau.
Erreurs fréquentes à éviter
- Croire qu'un mélange homogène est forcément un corps pur.Un mélange homogène (ex. eau salée) contient plusieurs corps : ses composants ne sont juste pas visibles.
- Penser que filtrer de l'eau sucrée la « désucrée ».Le sucre est dissous (trop petites molécules) et passe le filtre : il faut évaporer pour le récupérer.
- Confondre solution saturée et solution très concentrée.Saturée signifie qu'on ne peut plus dissoudre davantage ; une solution peut être concentrée sans être saturée.
Pour aller plus loin
L'eau de mer et le dessalement
L'eau de mer est une solution de sel (et d'autres minéraux). Pour en faire de l'eau potable, il faut retirer le sel : c'est le dessalement, utilisé dans les pays arides (Moyen-Orient, Espagne). Très consommateur d'énergie, c'est aussi l'un des enjeux de la future gestion de l'eau.
Ce qu'il faut absolument retenir
Ce qu'il faut absolument retenir
- Un corps pur contient une seule sorte de matière ; un mélange en contient plusieurs.
- Mélange homogène (un seul constituant visible, comme l'eau salée) vs hétérogène (plusieurs constituants visibles, comme l'eau et le sable).
- Dissoudre un soluté (sel) dans un solvant (eau) donne une solution ; le solide se disperse sans disparaître (la masse se conserve).
- Une solution est saturée quand le solide ne se dissout plus ; le maximum dépend du solide et de la température.
- Techniques de séparation : filtration (solide non dissous), décantation, évaporation/distillation (solide dissous ou eau pure).
Vérifie ta compréhension
Exercice 1Comment appelle-t-on le mélange où l'on ne distingue qu'un seul constituant (comme l'eau salée) ?
Un mélange homogène ne laisse voir qu'un seul constituant (comme l'eau salée).
Exercice 2Dans l'eau salée, quel est le solvant ?
Le solvant est le liquide qui dissout : ici l'eau. Le sel est le soluté.
Exercice 3Quelle technique permet de séparer le sable de l'eau ?
La filtration retient le solide non dissous (le sable) et laisse passer le liquide.
Exercice 4Quand on dissout du sel dans l'eau, le sel disparaît vraiment.
Faux : le sel ne disparaît pas, il se disperse dans l'eau (la masse se conserve). On peut le récupérer par évaporation.
Exercice 5Explique ce qu'est une solution saturée.
Une solution est saturée lorsqu'on ne peut plus y dissoudre de solide : au-delà d'une certaine quantité, le surplus de solide ne se dissout plus et reste au fond. Ce maximum dépend du solide et de la température.
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