À propos de cette page
Ce cours de physique en sixième sur « Mélanges et corps purs » suit le programme officiel de physique de sixième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : Corps pur et mélange : définitions, Mélanges homogènes et mélanges hétérogènes, Miscibilité des liquides, Les solutions aqueuses. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de sixième à réussir en physique.
Au programme
1 · Corps pur et mélange : définitions
2 · Mélanges homogènes et mélanges hétérogènes
3 · Miscibilité des liquides
4 · Les solutions aqueuses
5 · Suspensions et émulsions
6 · Identifier un corps pur : température de changement d'état
7 · Exemples de corps purs et de mélanges dans la vie courante
1Corps pur et mélange : définitions
La matière qui nous entoure peut être classée en deux grandes catégories : les corps purs et les mélanges.
Corps pur. Un corps pur est une substance constituée d'un seul type d'entités chimiques (molécules ou atomes). Il a des propriétés physiques bien définies et invariables (couleur, densité, température de fusion et d'ébullition fixes).
Exemples : eau distillée (H₂O), fer (Fe), dioxyde de carbone (CO₂), sel de cuisine pur (NaCl).
Mélange. Un mélange contient au moins deux corps purs différents. Ses propriétés physiques dépendent de sa composition et peuvent varier.
Exemples : eau salée, air, lait, jus d'orange.
En pratique, la plupart des substances rencontrées dans la vie quotidienne sont des mélanges.
2Mélanges homogènes et mélanges hétérogènes
On distingue deux types de mélanges selon leur aspect visuel.
Mélange homogène. Un mélange est dit homogène lorsqu'il présente un aspect uniforme à l'œil nu : on ne distingue pas les différentes substances qui le composent. Toutes les parties du mélange ont les mêmes propriétés.
Exemples : eau sucrée, eau salée, limonade (avant ouverture), vinaigre, alliages métalliques comme l'acier.
Mélange hétérogène. Un mélange est dit hétérogène lorsqu'il présente un aspect non uniforme : on distingue à l'œil nu (ou au microscope) plusieurs phases distinctes.
Exemples : eau et huile, vinaigrette non agitée, eau et sable, lait non homogénéisé, jus d'orange avec pulpe.
Attention ! L'homogénéité dépend de l'échelle d'observation. Le lait semble homogène à l'œil nu mais est hétérogène au microscope (gouttelettes de matières grasses).
Astuce. Pour différencier homogène et hétérogène : regarde si tu vois des « morceaux » ou des couches séparées dans le mélange.
3Miscibilité des liquides
Quand on mélange deux liquides, ils peuvent soit se mélanger complètement, soit rester séparés.
Liquides miscibles. Deux liquides sont miscibles s'ils se mélangent en toutes proportions pour former un mélange homogène. On ne distingue plus les deux liquides après mélange.
Exemples : eau et alcool éthylique, eau et jus de citron, eau et sirop.
Liquides non miscibles. Deux liquides sont non miscibles (ou immiscibles) s'ils ne se mélangent pas et forment deux phases séparées.
Exemples : eau et huile, eau et essence, eau et white-spirit.
Lorsque deux liquides non miscibles sont mélangés, le liquide le moins dense se place au-dessus de l'autre.
Exemple. Dans un tube à essai contenant de l'eau (densité ≈ 1,0) et de l'huile de tournesol (densité ≈ 0,92), l'huile flotte au-dessus de l'eau car elle est moins dense.
| Paire de liquides | Miscibilité |
|---|
| Eau + alcool | Miscibles |
| Eau + huile | Non miscibles |
| Eau + vinaigre | Miscibles |
| Eau + essence | Non miscibles |
4Les solutions aqueuses
Une solution aqueuse est un mélange homogène dans lequel l'eau est le solvant (le constituant majoritaire).
Vocabulaire de la dissolution.
• Solvant : le liquide dans lequel on dissout (ici, l'eau).
• Soluté : la substance dissoute (sel, sucre, dioxyde de carbone…).
• Solution : le mélange homogène obtenu après dissolution.
Quand on dissout du sel (soluté) dans de l'eau (solvant), on obtient une solution salée. Le sel n'est plus visible, mais il est toujours présent : on peut le retrouver par évaporation.
Exemple. L'eau du robinet est une solution aqueuse : elle contient des minéraux dissous (calcium, magnésium…) mais semble parfaitement transparente et homogène.
Astuce. Une solution aqueuse est toujours transparente (on voit à travers), même si elle est colorée (ex : sirop de menthe dilué).
La solubilité est la quantité maximale de soluté pouvant être dissoute dans un volume donné de solvant, à une température donnée. Au-delà de cette limite, le soluté ne se dissout plus : la solution est dite saturée.
5Suspensions et émulsions
En dehors des mélanges homogènes et des mélanges clairement hétérogènes, il existe des mélanges intermédiaires.
Suspension. Une suspension est un mélange hétérogène dans lequel de très fines particules solides sont dispersées dans un liquide. Si on laisse reposer, les particules sédimentent (tombent au fond).
Exemples : eau + argile, certains médicaments liquides (« agiter avant emploi »), jus de tomate.
Émulsion. Une émulsion est un mélange de deux liquides non miscibles dont l'un est dispersé en fines gouttelettes dans l'autre.
Exemples : lait, vinaigrette agitée, mayonnaise, certaines crèmes cosmétiques.
Attention ! Une émulsion et une suspension sont toutes deux hétérogènes, mais elles se séparent spontanément si on les laisse reposer (décantation ou sédimentation).
Exemple. La vinaigrette (huile + vinaigre) est une émulsion instable : elle se sépare en deux couches au bout de quelques minutes si on ne l'agite pas.
6Identifier un corps pur : température de changement d'état
La meilleure façon de distinguer un corps pur d'un mélange est d'observer son comportement lors d'un changement d'état.
Corps pur : températures fixes. Un corps pur change d'état à une température précise et constante :
• Fusion (solide → liquide) à la température de fusion Tf.
• Ébullition (liquide → gaz) à la température d'ébullition Teb.
Pendant le changement d'état, la température reste constante (palier de température).
Mélange : pas de palier net. Un mélange change d'état sur un intervalle de températures, sans palier bien défini. Il n'a donc pas de température de fusion ou d'ébullition unique.
| Substance | Tf (°C) | Teb (°C) |
|---|
| Eau pure (H₂O) | 0 | 100 |
| Fer pur (Fe) | 1 538 | 2 862 |
| Éthanol pur | −114 | 78 |
| Eau salée (mélange) | inférieure à 0 | supérieure à 100 |
Astuce. Si la courbe de température montre un palier horizontal lors du changement d'état → c'est un corps pur. Si elle monte de façon continue sans palier → c'est un mélange.
7Exemples de corps purs et de mélanges dans la vie courante
Voici comment appliquer les notions vues au cours à des exemples du quotidien.
| Substance | Corps pur ou mélange ? | Type |
|---|
| Eau distillée | Corps pur | — |
| Eau du robinet | Mélange | Solution aqueuse (homogène) |
| Eau minérale | Mélange | Solution aqueuse (homogène) |
| Air | Mélange | Homogène (azote, oxygène…) |
| Lait | Mélange | Émulsion (hétérogène) |
| Jus d'orange avec pulpe | Mélange | Suspension (hétérogène) |
| Fer pur | Corps pur | — |
| Acier | Mélange | Alliage (homogène) |
Exemple. Quand on fait bouillir de l'eau du robinet, les minéraux dissous restent dans la casserole (dépôt calcaire) car ce sont des impuretés. L'eau distillée, elle, ne laisse aucun dépôt car c'est un corps pur.
Astuce mémo. Retiens : corps pur = un seul type de molécule = propriétés fixes. Mélange = plusieurs substances = propriétés variables selon la composition.
★À retenir
En bref :
• Un corps pur n'est composé que d'un seul type de molécules ; ses propriétés (T de fusion, T d'ébullition) sont fixes et précises.
• Un mélange contient au moins deux corps purs différents ; ses propriétés dépendent de la composition.
• Un mélange homogène est uniforme à l'œil nu (ex : eau sucrée) ; un mélange hétérogène présente plusieurs phases visibles (ex : eau + huile).
• Deux liquides miscibles forment un mélange homogène ; deux liquides non miscibles se séparent en couches.
• Une solution aqueuse = solvant (eau) + soluté dissous → mélange homogène transparent.
• Suspension = particules solides en suspension dans un liquide ; émulsion = gouttelettes d'un liquide dans un autre.
• Lors d'un changement d'état, un corps pur présente un palier de température ; un mélange change d'état sur un intervalle.