Mélanges, solutions et composition de l'air

Mélanges, solutions et composition de l'air

Trier ce que la nature met dans nos verres, nos océans et notre atmosphère.

Corps pur ou mélange ?

Tout ce qui nous entoure est constitué d'espèces chimiques. Selon leur nombre, on parle de corps pur ou de mélange.

Corps pur Substance qui ne contient qu'une seule espèce chimique. Exemples : eau pure (H₂O), dioxygène (O₂), fer (Fe), saccharose (sucre).

Mélange Substance qui contient plusieurs espèces chimiques. Exemples : eau du robinet, air, lait, jus de fruit, eau de mer.

Mélange homogène ou hétérogène ?

Un mélange peut être homogène ou hétérogène selon ce qu'on observe à l'œil nu.

Homogène On voit une seule phase. Exemples : eau salée, air, jus de pomme limpide, vinaigre.

Hétérogène On distingue plusieurs phases. Exemples : eau + huile, brouillard (eau + air), vinaigrette, eau boueuse.

Astuce Un mélange peut paraître homogène mais devenir hétérogène si on le laisse reposer (sable dans l'eau) ou si on l'observe au microscope (lait).

Miscibilité (liquides) et solubilité (solides)

Miscibles Deux liquides sont miscibles s'ils donnent un mélange homogène (eau + alcool, eau + sirop). Ils sont non miscibles sinon (eau + huile).

Solubilité Une espèce solide est soluble dans un liquide (le solvant) si on obtient une solution homogène. La solubilité s est la masse maximale que l'on peut dissoudre dans 1 L de solvant. Elle dépend de la température : on dissout plus de sucre dans de l'eau chaude que froide. s = (m_ )/(V) Solubilités utiles à 20 °C Sel (NaCl) dans l'eau : ~ 360 g/L Sucre (saccharose) dans l'eau : ~ 2000 g/L

Dioxygène (O₂) dans l'eau : ~ 9 mg/L (très peu, d'où les bulleurs d'aquarium)

L'air : un mélange homogène autour de nous

L'air que l'on respire est un mélange gazeux homogène. Sa composition (en volume) est stable dans toute la basse atmosphère :

Bon à savoir La vapeur d'eau varie selon l'altitude et le climat (0 à 4 %). L'ozone, infiniment minoritaire (~ 10⁻⁴ %), est pourtant essentiel pour filtrer les UV. Le CO₂ atmosphérique, lui, atteint en 2025 environ 425 ppm (0,042 %), contre 280 ppm avant l'ère industrielle.

L'essentiel

Un corps pur contient une seule espèce chimique. Un mélange en contient plusieurs.

Un mélange est homogène (une phase) ou hétérogène (plusieurs phases).

Deux liquides peuvent être miscibles (eau + alcool) ou non miscibles (eau + huile).

La solubilité dépend de la température et limite la masse dissoute par litre de solvant.

Pour séparer un mélange : filtration (solide insoluble), décantation (liquides non miscibles), évaporation ou distillation (solide dissous).

L'air est un mélange homogène : 78 % N₂, 21 % O₂, ~ 1 % autres gaz.