Cours : Mélanges et corps purs

La différence entre un mélange et un corps pur

Pour faire la différence entre un corps pur et un mélange, il faut s’intéresser à leur composition.
Prenons l’exemple d’un jus d’orange dont on peut lire la composition sur l’étiquette :

Nous constatons que ce jus d’orange est composé de différents constituants parmi lesquels : l’eau, le sucre, l’arôme… Ce jus d’orange est donc un mélange.

Voici les définitions d’un corps pur et d’un mélange :

Définition

Corps pur :

Un corps pur est une substance formée d’un seul élément chimique. On dit qu’il est pur car on ne peut pas le décomposer en plusieurs éléments chimiques distincts.

Définition

Mélange :

Un mélange est formé de plusieurs éléments chimiques ou de plusieurs corps purs.

On distingue deux types de mélanges.

• Le mélange homogène est un mélange dont les différents constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu.

Exemple

C’est le cas d’un verre de grenadine. Lorsque l’eau et le sirop se mélangent on ne les distingue plus l’un de l’autre.

Tous les mélanges ne sont pas aussi facilement repérables qu’un verre de sirop : l’eau minérale, par exemple, est un mélange homogène puisqu’elle contient de l’eau et des sels minéraux.

• Le mélange hétérogène est un mélange dont au moins deux constituants sont distinguables à l’œil nu.

Exemple

Si on essaie de mélanger de l’huile à de l’eau on remarque que l’huile reste à la surface et qu’on peut distinguer les deux constituants de ce mélange.

Enfin, lorsque l’un des constituants d’un mélange est l’eau, on parle de mélange aqueux.

Comment séparer certains corps purs présents dans un mélange ?

Les techniques de séparation sont très utilisées dans les laboratoires ou dans l’industrie. Elles permettent d’extraire un corps pur présent dans un mélange. Nous nous intéresserons à deux techniques de séparation des mélanges.

Le dégazage d’une boisson pétillante

• Dispositif expérimental

• Explication de la technique

En agitant ou en chauffant légèrement la boisson pétillante, le gaz s’en échappe. Il circule dans le tuyau puis « déplace » l’eau contenue dans le tube à essais. C’est pour cette raison que l’on parle d’extraction du gaz par « déplacement de l’eau ».

• Identification du gaz

Si nous introduisons un peu d’eau de chaux dans le tube à essai contenant ce gaz, nous observons que celle-ci se trouble. Il s’agit du dioxyde de carbone car ce gaz a la propriété de troubler l’eau de chaux.

• Le dégazage par la « technique du déplacement de l’eau » a donc permis de séparer un gaz d’un liquide dans un mélange hétérogène.

La distillation d’une eau minérale

Voyons le cas de la distillation de l’eau minérale. L’objectif est de séparer l’eau des minéraux qu’elle contient. La distillation nécessite l’emploi de matériel spécifique.

Lors de la distillation on commence par chauffer l’eau minérale contenue dans un ballon. Lorsqu’un de ses constituants, l’eau, atteint sa température d’ébullition elle passe de l’état liquide à l’état gazeux et se transforme en vapeur.

La vapeur d’eau obtenue traverse le réfrigérant et se condense, c’est-à-dire qu’elle revient à l’état liquide. Le liquide ainsi recueilli dans l’éprouvette est appelé distillat. Sachant que la température d’ébullition est de 100°C dans les conditions normales de température et de pression, on peut en déduire que le distillat est de l’eau pure. L’eau distillée recueillie est donc un corps pur.

• La technique de la distillation permet de séparer l’eau pure des autres constituants de l’eau minérale (mélange homogène). On obtient de l’eau pure distillée.