Mélanges et solutions
Sixième · Physique-Chimie · Matière, mouvement, énergie, information
Matière
Reconnaître un mélange
Autour de toi, presque rien n'est "pur" : l'air que tu respires, l'eau du robinet, un jus de fruit… ce sont des mélanges. Un mélange, c'est le résultat obtenu quand on met ensemble au moins deux constituants différents. Apprendre à les reconnaître et à les trier, c'est tout le programme de ce chapitre.
Homogène ou hétérogène ?
Il existe deux grandes familles de mélanges. Tout dépend de ce que tu vois quand tu observes le mélange, à l'œil nu.
| Mélange | Ce que l'on voit | Type |
|---|---|---|
| Eau + sel (bien remué) | Un seul liquide transparent | Homogène |
| Eau + huile | Deux couches séparées | Hétérogène |
| Eau + sirop de menthe | Un seul liquide coloré uniforme | Homogène |
| Eau + sable | Le sable se voit et se dépose | Hétérogène |
| Air | Un seul gaz transparent | Homogène |
Le cas des liquides : miscibles ou non
Quand on mélange deux liquides, deux choses peuvent arriver. On dit qu'ils sont miscibles s'ils se mélangent totalement en un seul liquide (mélange homogène), et non miscibles s'ils forment des couches séparées (mélange hétérogène).
Matière
Dissoudre, séparer, conserver
Quand tu mets du sucre dans de l'eau et que tu remues, le sucre semble disparaître. En réalité, il est toujours là : il s'est dissous. On obtient alors une solution, un mélange homogène très important en chimie.
Une solution a une limite ! Si tu ajoutes toujours plus de sel dans un verre d'eau, il arrive un moment où le sel ne se dissout plus et reste au fond. On dit alors que la solution est saturée. Chauffer le solvant permet en général de dissoudre davantage de soluté.
Séparer les constituants d'un mélange
Exercices corrigés
On verse de l'huile dans de l'eau : on voit deux couches séparées. Ce mélange est :
- A.hétérogèneBonne réponse
- B.homogène
- C.une solution
- D.un corps pur
Réponse : A — hétérogène
On distingue clairement deux constituants (l'eau et l'huile forment deux couches) : le mélange est donc hétérogène. Ce n'est pas homogène puisqu'on voit les deux liquides. Ce n'est pas une solution (il n'y a rien de dissous), ni un corps pur (un corps pur ne contient qu'un seul constituant).
Quel est le solvant le plus courant ?
- A.Le sel
- B.Le sable
- C.L'eauBonne réponse
- D.L'huile
Réponse : C — L'eau
L'eau est le solvant le plus utilisé : c'est elle qui dissout de nombreux solutés comme le sel ou le sucre. Le sel et le sucre sont des solutés (ce qu'on dissout), pas des solvants. Le sable, lui, ne se dissout pas dans l'eau.
Un élève dit : « Le sucre a fondu dans mon thé. » Pourquoi est-ce faux du point de vue scientifique ?
- A.Le sucre ne disparaît pas dans le thé, il resterait entier au fond du verre même après un mélange prolongé avec une cuillère
- B.Le sucre s'est dissous, il n'a pas fondu ; fondre veut dire passer de solide à liquide par la chaleurBonne réponse
- C.Le sucre a bien fondu car le thé est chaud, la chaleur du liquide suffisant à elle seule à faire fondre n'importe quel solide
- D.Le sucre s'est évaporé dans l'air ambiant sous l'effet de la chaleur du thé, comme le ferait de l'eau portée à ébullition
Réponse : B — Le sucre s'est dissous, il n'a pas fondu ; fondre veut dire passer de solide à liquide par la chaleur
Fondre a un sens précis en sciences : c'est passer de l'état solide à l'état liquide sous l'effet de la chaleur (comme un glaçon). Dans le thé, le sucre se dissout dans un solvant : ce n'est pas la même chose, même si le thé est chaud. Le sucre ne s'évapore pas non plus : il reste dissous dans la boisson.
On filtre de l'eau salée dans laquelle on a aussi mis du sable. Que contient le filtrat récupéré ?
- A.De l'eau pure, sans rien d'autre
- B.De l'eau mélangée avec du sable
- C.Du sable uniquement, rien d'autre
- D.De l'eau salée, mais plus de sableBonne réponse
Réponse : D — De l'eau salée, mais plus de sable
Le filtre retient le sable (non dissous), mais laisse passer l'eau ET le sel dissous : le filtrat est donc de l'eau salée, sans sable. Ce n'est pas de l'eau pure car le sel dissous traverse le filtre. Le sable, lui, reste dans le filtre (c'est le résidu), il n'est pas dans le filtrat.
On verse 40 g d'huile dans 160 g d'eau : l'huile ne se dissout pas et flotte au-dessus. Quelle est la masse totale du mélange, et de quel type de mélange s'agit-il ?
- A.160 g, mélange homogène
- B.120 g, car l'huile ne compte pas
- C.40 g, mélange hétérogène
- D.200 g, mélange hétérogèneBonne réponse
Réponse : D — 200 g, mélange hétérogène
La masse se conserve même quand rien ne se dissout : masse totale = 40 + 160 = 200 g. Comme on distingue deux couches (huile sur eau), le mélange est hétérogène. L'huile compte bien dans la masse (elle est toujours là !), donc 120 g ou 40 g sont faux, et deux couches visibles interdisent de parler de mélange homogène.
Qu'est-ce qu'un mélange homogène ?
- A.Un mélange où l'on voit plusieurs couches
- B.Un mélange où l'on ne distingue pas les constituants à l'œil nuBonne réponse
- C.Un mélange qui contient forcément de l'eau
- D.Un mélange qui a toujours une couleur
Réponse : B — Un mélange où l'on ne distingue pas les constituants à l'œil nu
Un mélange homogène a le même aspect partout : on ne distingue pas ses constituants à l'œil nu, comme l'eau salée ou l'air. Voir plusieurs couches, c'est justement le signe d'un mélange hétérogène. Et un mélange homogène n'a pas besoin de contenir de l'eau (l'air en est un) ni d'être coloré.
Quand on dissout du sel dans de l'eau et qu'on remue bien, on obtient :
- A.un mélange hétérogène
- B.de l'eau pure
- C.deux couches distinctes
- D.une solutionBonne réponse
Réponse : D — une solution
Le sel se dissout complètement : on obtient un mélange homogène appelé solution (ici, de l'eau salée). Ce n'est pas hétérogène car on ne distingue plus le sel. Ce n'est plus de l'eau pure (elle contient du sel), et il n'y a pas deux couches puisque tout est mélangé uniformément.
Deux liquides sont dits « miscibles » quand :
- A.ils se mélangent totalement en un seul liquide homogèneBonne réponse
- B.ils forment deux couches superposées
- C.l'un flotte sur l'autre
- D.ils ne se mélangent jamais
Réponse : A — ils se mélangent totalement en un seul liquide homogène
Deux liquides miscibles se mélangent parfaitement et donnent un seul liquide homogène (comme l'eau et le sirop). Former deux couches, flotter l'un sur l'autre ou ne pas se mélanger, ce sont au contraire des signes de liquides NON miscibles, comme l'eau et l'huile.
L'air que tu respires est :
- A.un corps pur
- B.un mélange homogène de gazBonne réponse
- C.un mélange hétérogène
- D.un liquide
Réponse : B — un mélange homogène de gaz
L'air est un mélange de plusieurs gaz (surtout du diazote et du dioxygène) : on ne distingue pas ces gaz, il est donc homogène. Ce n'est pas un corps pur car il contient plusieurs constituants. Il n'est pas hétérogène (aucune couche visible) et ce n'est pas un liquide mais un gaz.
Dans de l'eau salée, quel est le soluté et quel est le solvant ?
- A.Le sel est le solvant, l'eau est le soluté
- B.Les deux sont des solvants
- C.Le sel est le soluté, l'eau est le solvantBonne réponse
- D.Il n'y a ni soluté ni solvant
Réponse : C — Le sel est le soluté, l'eau est le solvant
Le soluté est la substance que l'on dissout : ici, c'est le sel. Le solvant est le liquide qui dissout : ici, c'est l'eau. On les inverse souvent par erreur : retiens que le solvant est le liquide de départ, en grande quantité, et le soluté ce qu'on y ajoute pour le faire disparaître.
On veut séparer le sable de l'eau boueuse (le sable ne se dissout pas). Quelle technique retient le sable ?
- A.L'évaporation
- B.La filtrationBonne réponse
- C.La dissolution
- D.Rien ne peut le séparer
Réponse : B — La filtration
La filtration retient les solides non dissous : le sable reste dans le filtre (le résidu) et l'eau passe (le filtrat). L'évaporation ferait partir l'eau mais ne sépare pas proprement le sable de l'eau à récupérer. La dissolution mélangerait au lieu de séparer, et le sable n'étant pas dissous, il est justement facile à filtrer.
Peut-on récupérer le sel d'une eau salée en la faisant passer dans un filtre ?
- A.Oui, le filtre retient le sel
- B.Oui, mais seulement si l'eau est chaude
- C.Oui, le sel se dépose sur le filtre
- D.Non, le sel dissous traverse le filtre avec l'eauBonne réponse
Réponse : D — Non, le sel dissous traverse le filtre avec l'eau
Le sel est dissous : il traverse le filtre en même temps que l'eau, donc le filtrat reste salé. La filtration ne sépare que ce qui n'est PAS dissous. Pour récupérer le sel, il faut faire évaporer l'eau : le sel reste alors au fond du récipient.
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