Corps purs et mélanges

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Découvre les corps purs et les mélanges en chimie ! Tu vas apprendre à distinguer les atomes, molécules et ions, et comprendre comment les corps purs se différencient des mélanges homogènes ou hétérogènes. Explore aussi comment calculer la composition massique d'un mélange et identifier les espèces chimiques grâce à des tests simples. Mots-clés : corps pur, mélange homogène, mélange hétérogène, espèce chimique, composition massique, miscibilité.

I. Les corps purs

1. Entité chimique - Espèce chimique

  • Définition :

    Une entité chimique est une appellation générique se référant :

    \circ\quad Soit à un atome ;

    \circ\quad Soit à une molécule ;

    \circ\quad Soit à un ion ;

    \circ\quad Etc.

  • Définition :

    Une espèce chimique est un ensemble d'entités chimiques (atomes, molécules ou ions) identiques.

2. Corps pur

  • Définition :

    Un corps pur est une substance constituée d'atomes, de molécules ou d'ions de la même espèce chimique.

    En d'autres termes, cette espèce chimique ne peut pas être décomposée, c'est-à-dire qu'elle ne comporte pas plusieurs espèces chimiques différentes.

  • Plusieurs types de corps purs peuvent être distingués selon la nature de l'espèce chimique qui les constitue :

    \circ\quad Un corps pur élémentaire est un corps pur dont les atomes, tous identiques, ne sont pas liés en molécules.

    Exemples : l'hélium HeHe, le néon NeNe ou l'argon ArAr sont des gaz rares. Ils ne se lient pas à d'autres éléments et restent ainsi isolés en atomes. He(g)He_{(g)}, Ne(g)Ne_{(g)} ou Ar(g)Ar_{(g)} sont donc des corps purs élémentaires.

    \circ\quad Un corps pur simple est une molécule composée de plusieurs atomes identiques.

    Exemples : le dioxygène (O2(g)O_{2_(g)}) ou l'ozone (O3(g)O_{3_(g)}) sont exclusivement constitués d'atomes d'oxygène.

    Le dihydrogène (H2(g)H_{2_(g)}) est constitué de deux atomes d'hydrogène. Ce sont donc des corps purs simples.

    \circ\quad Un corps pur composé est constitué de plusieurs types d'atomes liés entre eux.

    Exemples : le sel ou chlorure de sodium (NaCl(s)NaCl_{(s)}) ou la caféine (C8H10N4O2(s)C_8H_{10}N_4O_{2_(s)}).

II. Les mélanges

1. Notion de mélange

  • Définition :

    Un mélange est une substance (liquide, solide ou gaz) constituée de plusieurs corps purs.

2. Mélange homogène

  • Définition :

    Un mélange est dit homogène s'il n'est pas possible de distinguer à l'œil nu ses différents constituants, même après une agitation.

  • Exemple : le mélange d'un sirop avec de l'eau.

  • Remarque : les mélanges homogènes peuvent se présenter dans l'un des trois états de la matière : solide, liquide ou gazeux.

3. Mélange hétérogène

  • Définition :

    Un mélange est dit hétérogène s'il est possible de distinguer à l'œil nu ses différents constituants, même après une agitation.

  • Exemple : le mélange de l'eau avec l'huile.

  • Remarque : les mélanges hétérogènes peuvent se présenter dans un ou plusieurs états de la matière.

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4. Composition massique des espèces d'un mélange

a. Conservation de la masse\textcolor{purple}{\text{a. Conservation de la masse}}

  • Propriété d'un mélange :

    \circ\quad La masse totale d'un mélange correspond à la somme des masses de chaque corps pur introduit. Ainsi, un mélange est caractérisé par une conservation de la masse :

    mmeˊlange=mconstituant 1+mconstituant 2+...\boxed{m_{\text{mélange}} = m_{\text{constituant 1}} + m_{\text{constituant 2}} + ...}

    \circ\quad Cependant un mélange n'est pas caractérisé par une conservation du volume !

b. Composition massique d’un meˊlange\textcolor{purple}{\text{b. Composition massique d'un mélange}}

  • Définition :

    Dans un mélange, de masse totale mmeˊlangem_{\text{mélange}}, si un corps pur 11 a été introduit avec une masse m1m_1, alors la composition massique de ce constituant dans le mélange est :

    Composition massique du corps pur 1=m1mmeˊlange\boxed{\text{Composition massique du corps pur 1} = \dfrac{m_1}{m_{\text{mélange}}}}

  • Remarque : une composition massique est sans unité \Rightarrow m1m_1 et mmeˊlangem_{\text{mélange}} ont donc la même unité (généralement le gramme (gg) en chimie).

IV. Identifications des espèces

1. La miscibilité

  • Définition :

    \circ\quad Deux liquides sont dits miscibles s'ils forment, lorsqu'on les mélange, un mélange homogène.

    \circ\quad S'ils forment un mélange hétérogène, alors les liquides sont dits non miscibles.

2. Les températures de changement d'état

  • Bien qu'en théorie, un corps puisse exister sous forme liquide, solide ou gazeuse, il est rare qu'on le trouve effectivement sous ces trois formes sur Terre : en effet, certains corps n'atteignent un ou plusieurs de leurs états qu'à des conditions extrêmes et rares.

  • Les températures de changement d'état dépendent de la pression.

  • La notion de température de changement d'état est abordée dans la fiche suivante :

    Les transformations physiques

3. La masse volumique

  • La notion de masse volumique est abordée dans la fiche suivante (§I.1.a.) :

Identification d'une espèce chimique

4. Exemples de tests chimiques communs

  • Les principaux tests de mise en évidence d'espèces chimiques communes sont également abordés dans la fiche suivante (§I.3.) :

Identification d'une espèce chimique

= Merci à shadowmiko pour avoir contribué à l'élaboration de cette fiche =