Ressources · 6ᵉ · Chimie
Mélanges : homogènes, hétérogènes et miscibilité
Corps pur ou mélange ; masse d’un mélange ; mélange homogène ou hétérogène, à l’œil nu, après repos et à la loupe ; liquides miscibles ou non miscibles ; solution, suspension, émulsion ; les mélanges du quotidien (eau minérale, vinaigrette, lait, air)
À propos de cette page
Corps pur ou mélange
• Un corps pur est fait d’une seule substance : de l’eau pure, du fer pur, de l’or pur, du dioxygène pur.
• Un mélange contient au moins deux substances différentes, appelées ses constituants : l’eau du robinet (de l’eau et des sels minéraux dissous), l’air (surtout du diazote et du dioxygène), le lait, le jus d’orange.
Dans la vie courante, presque tout est mélange : les corps purs sont rares dans la nature. L’eau distillée, débarrassée presque entièrement de ses sels minéraux, est considérée comme de l’eau pure : c’est un corps pur.
| Corps purs | Mélanges (quelques constituants) |
|---|---|
| eau distillée | eau du robinet (eau, sels minéraux) |
| fer pur, cuivre pur | acier (fer, carbone) ; bronze (cuivre, étain) |
| dioxygène d’une bouteille de laboratoire | air (diazote, dioxygène, argon…) |
| or pur | miel (sucres, eau…) |
Le vinaigre contient de l’eau et de l’acide acétique : au moins deux substances, c’est un mélange.
Un lingot d’or pur ne contient que de l’or : une seule substance, c’est un corps pur.
Un jus « 100 % pur jus » contient de l’eau, des sucres, des vitamines… : c’est un mélange. Ici, « pur » veut dire « sans rien d’ajouté », pas « corps pur ».
La masse d’un mélange
Je prévois : la masse totale ne va pas changer. Je teste : je pose sur la balance un bécher d’eau et un flacon d’huile ; la balance indique 236 g. Je verse l’huile dans l’eau et je laisse le flacon vide sur le plateau.
J’observe : la balance indique toujours 236 g. Je conclus : la masse se conserve lors d’un mélange.
Calcul : on verse 45 g de sable dans 300 g d’eau. Masse du mélange : 300 + 45 = 345 g.
Réflexe — une seule substance : corps pur ; au moins deux : mélange. Pour la masse d’un mélange, j’additionne les masses des constituants.
Attention — l’aspect ne dit pas si c’est un corps pur : l’eau du robinet est limpide et incolore, et c’est pourtant un mélange. Le mot « pur » du commerce (« pur jus ») ne veut pas dire « corps pur ».
1 / 4
Mélange homogène ou hétérogène
• mélange homogène : on ne distingue qu’un seul constituant ; le mélange a le même aspect partout (eau sucrée, sirop de menthe dilué dans l’eau, vinaigre, air) ;
• mélange hétérogène : on distingue au moins deux constituants : des grains, des morceaux, des bulles, deux couches de liquide, un dépôt au fond (eau boueuse, eau et huile, soupe avec des morceaux, granite).
On observe à l’œil nu, puis après un temps de repos, et si besoin à la loupe. Un mélange de gaz est toujours homogène : l’air en est un.
Un thé infusé puis filtré, limpide, sans dépôt même après repos : un seul aspect, mélange homogène.
Une soupe de légumes avec des morceaux : on voit le bouillon et les morceaux, mélange hétérogène.
Le granite : à l’œil nu, on voit des grains de plusieurs minéraux (quartz, feldspath, mica) : c’est un mélange hétérogène solide.
Observer après repos, puis de près
Je prévois : la farine va peut-être se mélanger à l’eau. Je teste : je verse une cuillère de farine dans un verre d’eau, je remue, puis j’attends 10 minutes.
J’observe : juste après avoir remué, l’eau est blanche et trouble partout ; au bout de 10 minutes, un dépôt blanc s’est formé au fond. Je conclus : on distingue deux constituants, l’eau et la farine : le mélange est hétérogène.
Un mélange de sable fin et de sel fin ressemble de loin à une poudre uniforme ; de près, à la loupe, on distingue les grains de sable et les cristaux de sel : il est hétérogène. Le lait paraît homogène à l’œil nu ; au microscope, on y voit de minuscules gouttelettes de matière grasse : c’est en réalité un mélange hétérogène (voir la partie 4).
Réflexe — j’observe, j’attends, je regarde de près. Un seul aspect partout, même après repos : homogène. Au moins deux constituants visibles : hétérogène.
Attention — homogène ne veut pas dire corps pur : l’eau sucrée est homogène, et c’est un mélange. Un mélange agité peut paraître homogène quelques instants : on conclut toujours après un temps de repos.
2 / 4
Liquides miscibles ou non miscibles
• ils sont miscibles : ils forment un mélange homogène, une seule couche, qui ne se sépare pas au repos (eau et alcool, eau et vinaigre, eau et sirop) ;
• ils sont non miscibles : même après une forte agitation, ils se séparent au repos en deux couches : le mélange est hétérogène (eau et huile).
Deux liquides non miscibles se superposent : en bas se place le liquide le plus lourd pour un même volume. L’huile flotte sur l’eau : un litre d’huile d’olive pèse environ 920 g, un litre d’eau environ 1 000 g.
Je prévois : l’alcool va se mélanger à l’eau, l’huile non. Je teste : dans deux tubes à essai, je verse de l’eau, puis de l’alcool dans l’un et de l’huile dans l’autre. Je bouche, j’agite fortement, puis je laisse reposer 5 minutes.
J’observe : le tube « eau et alcool » montre une seule couche limpide ; le tube « eau et huile » montre deux couches, l’huile au-dessus. Je conclus : l’eau et l’alcool sont miscibles ; l’eau et l’huile ne le sont pas.
On verse du sirop de grenadine dans de l’eau et on remue : une seule couche, rose partout. L’eau et le sirop sont miscibles.
Dans un bocal, on verse de l’eau, de l’huile et du sable, puis on laisse reposer : le sable tombe au fond, l’eau se place au-dessus du sable et l’huile tout en haut. On distingue trois constituants : mélange hétérogène.
Réflexe — j’agite, je laisse reposer, je compte les couches. Une seule couche : miscibles. Deux couches : non miscibles, et le liquide le plus lourd pour un même volume est en bas.
Attention — « miscible » se dit de deux liquides ; pour un solide qui se dissout dans un liquide, on dit « soluble ». Juste après l’agitation, l’eau et l’huile peuvent sembler mélangées : ce sont des gouttelettes d’huile, qui remontent au repos.
3 / 4
Solution, suspension, émulsion
• Suspension : des particules solides non dissoutes sont dispersées dans un liquide ; elles le rendent trouble et finissent souvent par se déposer. Le mélange est hétérogène (eau boueuse, jus d’orange avec pulpe, peinture à l’eau).
• Émulsion : des gouttelettes d’un liquide sont dispersées dans un autre liquide, non miscible avec lui. Le mélange est hétérogène (vinaigrette agitée, mayonnaise, lait). Certaines émulsions se séparent vite (la vinaigrette au repos) ; d’autres restent stables (la mayonnaise, où l’huile est dispersée dans le jaune d’œuf et le vinaigre).
Les mélanges du quotidien
| Mélange | Type | Ce que l’on observe |
|---|---|---|
| eau minérale | solution (homogène) | limpide : les sels minéraux sont dissous |
| vinaigrette | émulsion (hétérogène) | gouttelettes d’huile ; deux couches au repos |
| lait | émulsion (hétérogène) | gouttelettes de matière grasse visibles au microscope |
| air | mélange de gaz (homogène) | invisible, le même partout |
| eau boueuse | suspension (hétérogène) | trouble, puis dépôt de terre au fond |
Une bouteille d’eau gazeuse fermée est limpide : le dioxyde de carbone est dissous, c’est une solution. Dès qu’on l’ouvre, des bulles apparaissent : on distingue le gaz et le liquide, le mélange devient hétérogène.
Le lait cru (tout juste trait, non traité) laissé au repos plusieurs heures : la matière grasse, plus légère, remonte et forme la crème. Le lait du commerce est le plus souvent homogénéisé : ses gouttelettes ont été rendues si petites que la crème ne remonte plus.
Réflexe — dissous et invisible : solution (homogène). Grains solides qui troublent ou se déposent : suspension. Gouttelettes d’un liquide dans un autre : émulsion. Suspension et émulsion sont hétérogènes.
Attention — une solution peut être colorée (sirop de menthe dilué) : limpide ne veut pas dire incolore. Et trouble ne veut pas dire dissous : l’eau boueuse est une suspension, pas une solution.
4 / 4
Pour aller plus loin
Dissolution et saturation. Le vocabulaire de la dissolution (soluté, solvant), la conservation de la masse lors d’une dissolution, la solution saturée et la récupération du solide par évaporation sont dans le chapitre Mélanges : dissolution et saturation.
Séparer les constituants. Décantation, filtration, ampoule à décanter pour deux liquides non miscibles, évaporation : voir le chapitre Mélanges : séparer les constituants.
L’air, un mélange de gaz. L’air contient environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, et un peu d’autres gaz : voir Mélanges : la composition de l’air.
Reconnaître un corps pur à sa température. Pendant un changement d’état, la température d’un corps pur reste constante (palier) ; celle d’un mélange, comme l’eau salée, continue de varier : voir Changements d’état : températures et paliers.
Se verra au cycle 4. Les substances qui forment la matière s’appellent des espèces chimiques, faites de molécules ; la place de deux liquides non miscibles s’explique par leur masse volumique.
- Un corps pur est fait d’une seule substance (eau distillée, fer pur) ; un mélange en contient au moins deux, ses constituants (eau du robinet, air, lait).
- La masse d’un mélange est égale à la somme des masses de ses constituants : rien ne se perd, rien ne se crée.
- Mélange homogène : un seul aspect, même après repos. Mélange hétérogène : au moins deux constituants visibles, à l’œil nu ou à la loupe.
- Deux liquides miscibles forment une seule couche (eau et alcool) ; non miscibles, ils forment deux couches au repos (l’huile au-dessus de l’eau).
- Solution : un solide ou un gaz dissous, mélange homogène. Suspension (particules solides) et émulsion (gouttelettes d’un liquide) : mélanges hétérogènes.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre un corps pur et un mélange ?
Un corps pur est fait d’une seule substance : l’eau distillée, le fer pur, l’or pur. Un mélange contient au moins deux substances différentes, ses constituants : l’eau du robinet (eau et sels minéraux), l’air, le lait. Un liquide limpide peut très bien être un mélange.
Comment savoir si un mélange est homogène ou hétérogène ?
On l’observe à l’œil nu, puis après un temps de repos, et si besoin à la loupe. Si l’on ne distingue qu’un seul constituant, le mélange est homogène (eau sucrée). Si l’on distingue au moins deux constituants (grains, couches, dépôt, bulles), il est hétérogène (eau et sable).
Que veut dire « miscible » ?
Deux liquides sont miscibles s’ils forment un mélange homogène, une seule couche qui ne se sépare pas au repos (eau et alcool). Ils sont non miscibles s’ils se séparent en deux couches même après agitation (eau et huile) ; le liquide le plus lourd pour un même volume est en bas.
Quelle est la différence entre une solution, une suspension et une émulsion ?
Une solution contient un solide ou un gaz dissous : elle est homogène (eau salée). Une suspension contient des particules solides non dissoutes, qui troublent le liquide et se déposent (eau boueuse). Une émulsion contient des gouttelettes d’un liquide dans un autre liquide non miscible (vinaigrette, lait). Suspension et émulsion sont hétérogènes.
La masse change-t-elle quand on fait un mélange ?
Non : la masse du mélange est égale à la somme des masses de ses constituants. 300 g d’eau et 45 g de sable donnent 345 g de mélange : rien ne se perd, rien ne se crée.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
Prof de physique-chimie à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs