Chapitres
- 01. Comprendre les bases : Mélanges homogènes, hétérogènes et solutions
- 02. Synthèse des différents types de mélange
- 03. Expériences clés sur la miscibilité des solutions et liquides non miscibles
- 04. Polarité des molécules : Le secret de la miscibilité
- 05. Techniques de séparation et d'extraction des mélanges
- 06. La Chromatographie : Séparation et Identification des Espèces Chimiques
Comprendre les bases : Mélanges homogènes, hétérogènes et solutions
Mélange aqueux
Un mélange aqueux est un mélange qui contient de l'eau.
Exemples de mélanges aqueux
Ce sont les mélanges que nous rencontrons le plus souvent dans notre quotidien. Les sodas, les savons ou encore l'eau de la vaisselle sont des mélanges aqueux. Chaque mélange qui contient une part d'eau est un mélange aqueux.
Mélange homogène (liquides miscibles et solubilité)
Un mélange homogène est un mélange dont on ne peut pas distinguer plusieurs constituants à l’œil nu. La plupart du temps, c'est parce que les composants sont miscibles entre eux ou que le soluté est totalement dissous.
On dit de deux liquides qu'ils sont miscibles lorsqu'ils se mélangent parfaitement pour former un mélange homogène (une seule phase).
Inversement, deux liquides sont non miscibles s'ils forment un mélange hétérogène (deux phases distinctes).
Exemples de mélanges homogènes
De nombreux mélanges homogènes peuplent notre quotidien : le jus de fruit (sans pulpe), le lait, le savon, l'eau de Javel ou encore le sang sont des mélanges qui contiennent énormément de composants mais nous ne sommes pas capables de les distinguer lorsque nous les voyons.
Mélange hétérogène (liquides non miscibles)
Un mélange hétérogène est un mélange dont on peut distinguer plusieurs constituant à l’œil nu. On entend par là tout mélange dans lequel plusieurs phases apparaissent.
Exemples de mélanges hétérogènes
Tous les mélanges qui sont constitués de plusieurs phases sont hétérogènes. On y retrouve par exemple les jus de fruits à pulpe, la vinaigrette (eau et huile) ou encore l'eau boueuse ou l'eau grasse.
Synthèse des différents types de mélange
| Type de mélange | Constituants visibles ? | Nature des constituants | Terme associé |
|---|---|---|---|
| Homogène | Non (une seule phase) | Deux liquides | Miscibles (ex : eau + alcool) |
| Solide dans liquide | Soluble (ex : eau + sel) | ||
| Hétérogène | Oui (deux phases ou plus) | Deux liquides | Non miscibles (ex : eau + huile) |
| Solide dans liquide | Non soluble ou en suspension (ex : eau + sable) |
Expériences clés sur la miscibilité des solutions et liquides non miscibles
Le mélange d'huile et d'eau est hétérogène : on distingue l'huile et l'eau. L'huile et l'eau ne sont pas miscibles.
🧪 Résultats d'Expériences sur la Miscibilité
Farine et Eau
- La farine et l'eau ne sont pas miscibles.
- La farine se dépose au fond du récipient.
- Le mélange résultant est hétérogène.
Eau et Vinaigre
- L'eau et le vinaigre sont miscibles.
- Le mélange est homogène (on ne distingue pas les constituants à l'œil nu).
Eau et Sel
- L'eau et le sel sont miscibles.
- Le mélange est homogène.
- Le sel a été dissous dans l'eau.
- Ce mélange est appelé une solution aqueuse d'eau salée.
- Le corps dissous (le sel) est le soluté.
- Le liquide dans lequel il est dissous (l'eau) est le solvant.
Polarité des molécules : Le secret de la miscibilité
Une liaison entre deux atomes est polarisée si ces deux atomes sont différents. Une molécule est polaire si les barycentres de charges positives et négatives ne sont pas confondus (la molécule H2O est polaire alors que CCl4 ne l'est pas).
La miscibilité est principalement régie par la règle : « qui se ressemble s'assemble ». Deux molécules polaires (comme l'eau ou l'éthanol) ou deux molécules non polaires (comme l'huile ou le cyclohexane) sont généralement miscibles entre elles. À l'inverse, une molécule polaire et une molécule non polaire ne sont pas miscibles (ex. : eau et huile), formant un mélange hétérogène.
Techniques de séparation et d'extraction des mélanges
L'extraction d'une espèce chimique consiste à la séparer du mélange dans laquelle elle se trouve. Les différents procédés sont : l'enfleurage, l'expression, la macération, l'infusion, la décoction, l'extraction par solvant et l'hydrodistillation.
La Décantation (pour mélanges hétérogènes)
Il s'agit d'une opération de séparation mécanique de plusieurs phases dont au moins une est liquide.
Elle consiste à laisser reposer un mélange hétérogène pour que les constituants les plus lourds se déposent au fond du récipient. On utilise pour cela un ustensile de chimie : l'ampoule à décanter.
Une des plus grandes applications de la décantation est celle que l'on retrouve dans les stations d'épurations.
La Filtration (pour mélanges hétérogènes solide-liquide)
La filtration est un procédé de séparation qui permet de séparer des constituants liquides et solides d'un mélange hétérogène. Elle consiste à faire passer à travers un filtre le mélange. Le filtrat obtenu est un mélange homogène.
Il existe deux types de filtration : la filtration frontale (la plus utilisée, ex. : cafetière) et la filtration tangentielle (le fluide passe à la surface du filtre, diminuant le risque de colmatage).
La Centrifugation
Cette technique permet, tout comme la décantation, de séparer des composants de mélanges hétérogènes (solides/liquides ou liquides/liquides). La centrifugation est par ailleurs **plus rapide** que la décantation.
Son principe est de mettre en rotation très rapide le mélange afin d’expulser les parties de masses différentes (comme l'essoreuse à salade ou l'analyse sanguine).
La Distillation (pour mélanges homogènes liquides)
La distillation est une méthode de séparation de mélange homogène composé d'éléments liquides et dont les températures d'ébullition sont différentes.
Son fonctionnement est simple : le liquide est chauffé jusqu'à ébullition. La vapeur formée est condensée (liquéfiée) dans un réfrigérant et recueillie sous forme de distillat (eau pure).
On utilise aussi la distillation pour la confection de boissons à base d'alcool, de parfums (essences naturelles) et dans l'industrie pétrolière.
Les types de distillation
- Distillation discontinue : on sépare un à un les composants en chauffant à différentes températures.
- Distillation continue : on alimente en continu avec le mélange à séparer, la température est fixe.
- Distillation sous vide : on abaisse la pression ambiante pour réduire le point d'ébullition des produits trop volatils.
Le point d’ébullition correspond au moment de pression et de température à partir duquel un élément chimique passe de l'état liquide à l'état gazeux.
L'hydrodistillation et l'extraction liquide - liquide
L'hydrodistillation (entraînement à la vapeur d'eau)
L'hydrodistillation est la distillation d'un mélange d'eau et d'un liquide organique (ex. : huile essentielle). Elle consiste à porter à ébullition le mélange, puis à condenser les vapeurs pour récupérer les arômes. Le distillat obtenu contient une phase organique (l'huile essentielle) et une phase aqueuse (l'eau).
L'extraction liquide - liquide
L'extraction liquide-liquide permet de faire passer un composé d'un solvant (phase aqueuse) dans un autre (phase organique), par solubilisation. Elle utilise une ampoule à décanter et nécessite des solvants non miscibles et de densités différentes.
- Le relargage : on ajoute un composé (ex: sel) pour diminuer la solubilité de l'espèce à extraire dans le solvant initial.
- L'extraction : on agite énergiquement dans l'ampoule à décanter avec un solvant extracteur.
- Le lavage : on élimine les substances indésirables dissoutes dans le solvant extracteur.
La Chromatographie : Séparation et Identification des Espèces Chimiques
Principe de la chromatographie
La chromatographie permet de séparer et d'identifier les espèces chimiques d'un mélange. Elle est basée sur leur différence d'affinité pour deux phases : la phase stationnaire (ou fixe) et la phase mobile (l'éluant).
Chromatographie d'adsorption et de partage
La chromatographie sur couche mince (CCM) est une chromatographie d'adsorption, basée sur la différence d'adsorption des espèces sur la phase stationnaire solide (silice ou alumine).
La chromatographie sur papier est une chromatographie de partage, basée sur la différence de solubilité des espèces. La phase stationnaire est ici l'eau liée au papier.
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C’et sur les mélanges homogène et hétérogène et les différentes façon de filtrer de l’eau.
comment on s’épare l’eau de la farine dans deux récipients diffèrent
Je ne sais pas
Moi je n’ai rien compris
Bonjour,
J’avais une question: est-ce qu’on peut dissoudre n’importe quel solide dans l’eau ?
Merci d’avance😊
Bonjour
Non