Corps purs et mélanges : solubilité et miscibilité

Écris « corps pur » ou « mélange ».

1. Le néon qui remplit le tube d’une enseigne lumineuse, sans aucun autre gaz →
   Une seule espèce chimique, le néon : c’est un corps pur.
2. Le liquide lave-glace d’une voiture →
   De l’eau, un alcool, des espèces lavantes, un colorant… : c’est un mélange.
3. Le filament de tungstène pur d’une ancienne ampoule →
   Il ne contient que du tungstène : c’est un corps pur.
4. Un comprimé de paracétamol →
   Du paracétamol et d’autres espèces qui donnent sa forme au comprimé (amidon…) : c’est un mélange.
5. Une lessive liquide →
   De l’eau, des espèces lavantes, des parfums… : c’est un mélange.

Complète avec le mot qui convient.

1. Les espèces chimiques qui composent un mélange sont ses .
   Ce sont les constituants du mélange.
2. Un mélange contient au moins espèces chimiques.
   Au moins deux espèces chimiques ; avec une seule, c’est un corps pur.
3. Sur l’étiquette d’une eau, la masse de minéraux qui reste après l’évaporation de 1 L s’appelle le résidu .
   C’est le résidu sec, en mg/L.
4. Dans le commerce, le mot « pur » veut dire « sans rien d’ ».
   « Pur » veut dire « sans rien d’ajouté » : un jus « pur jus » reste un mélange.

Raisonne, puis complète.

1. Un bain de bouche porte l’étiquette « eau, alcool, sorbitol, menthol, fluorure de sodium ». Il contient au moins espèces chimiques.
   Cinq ingrédients différents : au moins 5 espèces chimiques, c’est un mélange.
2. Après évaporation de 1 L d’une eau en bouteille, il reste 300 mg de minéraux. Après évaporation de 1,5 L de cette eau, il en reste mg.
   300 × 1,5 = 450 mg.
3. On fait évaporer entièrement un liquide limpide : il ne reste rien. Il ne contenait donc aucun solide .
   Aucun solide n’était dissous. Mais on ne sait pas encore si c’est un corps pur : un autre liquide a pu s’évaporer avec lui.
4. Pour savoir si ce liquide est un corps pur, on mesure sa température d’ébullition : elle doit rester pendant toute l’ébullition.
   Un corps pur bout à une température constante (un palier) ; un mélange, non.

Écris « homogène » ou « hétérogène ».

1. Du gravier au fond d’un aquarium rempli d’eau → mélange
   On distingue l’eau et le gravier : mélange hétérogène.
2. Un sirop contre la toux, limpide, sans dépôt → mélange
   Un seul aspect, même au repos : mélange homogène.
3. Un chocolat chaud au fond duquel s’est déposée de la poudre → mélange
   On distingue le liquide et le dépôt : mélange hétérogène.
4. L’acier inoxydable d’une cuillère (fer, chrome, nickel), même à la loupe → mélange
   On ne distingue pas les trois métaux : mélange homogène.
5. Une pâte à tartiner pleine d’éclats de noisettes → mélange
   On voit les éclats dans la pâte : mélange hétérogène.

On agite les deux liquides dans un tube, puis on laisse reposer. Écris « miscibles » ou « non miscibles ».

1. L’eau et le vinaigre blanc : une seule couche →
   Une seule couche : ils sont miscibles.
2. La glycérine et l’huile de paraffine : deux couches →
   Deux couches : elles sont non miscibles.
3. L’huile de colza et l’huile d’olive : une seule couche →
   Une seule couche : ces deux huiles sont miscibles.

Masse de 1 L : eau 1 000 g ; huile de colza environ 920 g ; glycérine (miscible avec l’eau, non miscible avec l’huile) environ 1 260 g ; dichlorométhane (liquide de laboratoire, non miscible avec l’eau) environ 1 330 g.

1. On agite de l’eau et du dichlorométhane, puis on attend. La couche du bas est le .
   Pour un même volume, le dichlorométhane (1 330 g par litre) est plus lourd que l’eau : il va en bas.
2. Dans un tube, on agite de l’eau, de la glycérine et de l’huile de colza. Combien de couches observe-t-on ?
   L’eau et la glycérine sont miscibles : une couche. L’huile, non miscible avec les deux, en forme une autre : 2 couches.
3. Dans ce tube, la couche du haut est l’.
   L’huile (920 g par litre) est moins lourde que l’eau et que la glycérine pour un même volume.
4. On verse 0,1 L de dichlorométhane et 0,2 L d’eau dans un flacon. Masse des deux liquides : g
   Dichlorométhane : 1 330 × 0,1 = 133 g ; eau : 1 000 × 0,2 = 200 g. Total : 133 + 200 = 333 g.

Complète avec le vocabulaire des solutions.

1. Le liquide qui dissout s’appelle le .
   Dans un sirop de sucre, l’eau est le solvant.
2. L’espèce chimique dissoute s’appelle le .
   Dans une eau gazeuse, le dioxyde de carbone est un soluté : un soluté peut être un gaz.
3. Quand un solide se dissout dans l’eau, sa masse se : on la retrouve dans la masse de la solution.
   La masse se conserve : masse de la solution = masse du solvant + masse du soluté.
4. Le soufre en poudre ne se dissout pas dans l’eau : il est .
   Il reste visible : le soufre est insoluble dans l’eau.
5. Une solution au fond de laquelle un dépôt reste, même si l’on agite longtemps, est dite .
   Elle est saturée : le solide en trop se dépose au fond.

La solubilité du sel dans l’eau à 20 °C vaut environ 360 g/L.

1. Masse maximale de sel dissoute dans 0,65 L d’eau à 20 °C : g
   360 × 0,65 = 234 g.
2. On verse 250 g de sel dans 0,65 L d’eau à 20 °C. Masse de sel non dissoute : g
   250 g dépasse 234 g : 250 − 234 = 16 g restent au fond.
3. Masse maximale de sel dissoute dans 600 mL d’eau à 20 °C : g
   600 mL = 0,6 L ; 360 × 0,6 = 216 g.
4. On dissout 45 g de sel dans 455 g d’eau. Masse de l’eau salée : g
   La masse se conserve : 455 + 45 = 500 g.

À 20 °C : sel environ 360 g/L ; sucre environ 2 000 g/L ; bicarbonate de soude environ 96 g/L.

1. Volume d’eau nécessaire pour dissoudre 900 g de sel à 20 °C : L
   900 ÷ 360 = 2,5 L.
2. Volume d’eau nécessaire pour dissoudre 600 g de sucre à 20 °C : mL
   600 ÷ 2 000 = 0,3 L, soit 300 mL.
3. Dans 40 mL d’eau à 20 °C, on ne peut pas dissoudre plus de 3,84 g d’une poudre blanche. Dans 1 L d’eau à 20 °C, on pourrait donc en dissoudre au plus g.
   40 mL = 0,04 L ; 3,84 ÷ 0,04 = 96 g : sa solubilité vaut 96 g/L.
4. D’après le tableau, cette poudre est sans doute du .
   96 g/L : c’est la solubilité du bicarbonate de soude.

Complète.

1. Une solubilité se donne toujours avec la de l’eau.
   Elle change avec la température : on la précise toujours.
2. Sur une courbe de solubilité, la solubilité se lit sur l’axe .
   Température sur l’axe horizontal, solubilité sur l’axe vertical.
3. Une eau froide peut contenir plus de dioxygène dissous qu’une eau chaude : la solubilité de ce gaz quand l’eau se réchauffe.
   Pour les gaz, la solubilité diminue quand la température augmente.
4. Un même solide peut se dissoudre dans un liquide et pas dans un autre : la solubilité dépend aussi du .
   La solubilité dépend du solvant, le liquide qui dissout.

Voici la courbe de solubilité d’un solide B dans l’eau (en grammes pour 1 L d’eau).

1. Solubilité de B à 30 °C : g/L
   À 30 °C, le point est à la hauteur de 300 g/L.
2. La solubilité de B vaut 800 g/L à °C.
   La courbe passe à 800 g/L pour 60 °C.
3. Masse maximale de B dans 0,5 L d’eau à 70 °C : g
   À 70 °C : 1 000 g/L ; 1 000 × 0,5 = 500 g.
4. Une solution saturée de B, faite avec 0,5 L d’eau à 60 °C, refroidit jusqu’à 20 °C. Masse de cristaux qui se déposent : g
   À 60 °C : 800 × 0,5 = 400 g dissous. À 20 °C : 200 × 0,5 = 100 g au plus. Il se dépose 400 − 100 = 300 g.

Raisonne, puis complète.

1. Le diiode, un solide gris-noir, se dissout à peine dans l’eau (environ 0,3 g/L à 25 °C), mais il se dissout beaucoup mieux dans le cyclohexane : il est bien plus dans le cyclohexane.
   Il est bien plus soluble dans le cyclohexane que dans l’eau : la solubilité dépend du solvant.
2. Pour estimer la solubilité du sucre, Lina mesure 10 mL d’eau à l’ graduée.
   Un volume se mesure avec précision à l’éprouvette graduée.
3. Elle ajoute le sucre par petites portions pesées, en agitant, et s’arrête quand une portion reste au du bécher.
   Elle s’arrête quand une portion reste au fond : la solution est saturée.
4. Elle a dissous 20 g de sucre au maximum. Solubilité estimée : g/L
   10 mL = 0,01 L ; 20 ÷ 0,01 = 2 000 g/L, la valeur des tables à 20 °C.

Écris la technique la plus adaptée : filtration, ampoule à décanter, évaporation ou distillation.

1. Récupérer l’eau pure d’une eau salée :
   On veut le liquide d’un mélange homogène : la distillation.
2. Séparer de l’eau salée et de l’huile de noix, deux liquides non miscibles :
   Deux liquides non miscibles : l’ampoule à décanter.
3. Débarrasser une eau de rivière des feuilles et graviers qu’elle transporte :
   Les solides non dissous sont retenus par le filtre : filtration.
4. Récupérer le sel d’une saumure d’olives, sans garder l’eau :
   On veut le solide dissous seulement : on laisse l’eau s’évaporer.

Complète le déroulement d’une distillation d’eau salée.

1. On chauffe l’eau salée jusqu’à l’.
   L’eau bout : c’est l’ébullition.
2. Quelques grains de pierre , ajoutés au mélange, évitent les gros bouillons.
   Les grains de pierre ponce rendent l’ébullition régulière.
3. Le courant d’eau froide entre par le du réfrigérant.
   L’eau froide entre par le bas et sort par le haut.
4. Le thermomètre placé en haut du ballon mesure la température de la qui monte.
   Le réservoir du thermomètre est dans la vapeur, juste avant qu’elle passe dans le réfrigérant.

Une eau de mare trouble contient de la terre, des brindilles et des sels dissous. On veut obtenir une eau sans sels dissous.

1. Après un long repos, de fines particules de terre restent en suspension. Quelle opération les retient ?
   Ce sont des solides non dissous : le papier filtre les retient, c’est une filtration.
2. Le liquide recueilli sous le filtre s’appelle le .
   C’est le filtrat.
3. Ce liquide limpide contient encore les sels dissous : c’est un mélange .
   Limpide mais salé : un mélange homogène, pas un corps pur.
4. Opération qui permet ensuite d’obtenir l’eau sans sels dissous :
   On vaporise l’eau puis on la liquéfie : distillation ; les sels restent dans le ballon.