Chapitre 1 − Corps purs et mélanges

Rappels du collège

Qu’est-ce qu’un corps pur, un mélange ?| <ul><li>un corps pur est constitué d'une seule espèce chimique<li>un mélange est constitué de plusieurs espèces chimiques.</ul>

Qu’est-ce qu’un mélange homogène, hétérogène ?|<ul><li><strong>homogène</strong> n'a qu'un seul constituant visible à l'œil nu<li><strong>hétérogène</strong> a plusieurs constituants visible à l'œil nu.</ul>

Calcul de la masse volumique ?|<math display="block" class="tml-display" style="display:block math;"><mrow><mi>ρ</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>m</mi><mi>V</mi></mfrac></mrow></math>

Quand est-ce qu’un objet coule ?|Si <math display="inline" class="tml-display" style="display:block math;"><mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><mi>o</mi><mi>b</mi><mi>j</mi><mi>e</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo>></mo><msub><mi>ρ</mi><mrow><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>i</mi><mi>d</mi><mi>e</mi></mrow></msub></mrow></math>

distribuer poly

1. Échelles macroscopique et microscopique

TEST

Un exemple pour illustrer

Le poids d’un corps est-il une force constante ?

Le poids $\vec P$ est une force constante si on reste proche de la surface de la Terre.

Ecrire l’expression du travail du poids du skieur le long de [AB] et le long de [BC]. En déduire l’expression du travail total du poids sur le parcours A, B, C.

$W_{AB}(\vec P) = \overrightarrow{P}.\overrightarrow{AB}$
$W_{BC}(\vec P) = \overrightarrow{P}.\overrightarrow{BC}$
$W_{AC}(\vec P) = \overrightarrow{P}.(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}) = \overrightarrow{P}.\overrightarrow{AC}$

Le travail total dépend-il du point B ?

Le travail total ne dépend pas du point B et donc ne dépend pas du chemin suivi pour aller de A à C.

Ceci est un texte

autre para

décrire macro (eau), micro (molécule d’eau)

objet et représentation	espèce chimique	entités chimiques	formule chimique
glaçon	eau	molécules d’eau	$H_{2} O_{(ℓ)}$
clou	fer	atomes de fer	Fe
sel de table	chlorure de sodium	ions chlorure et ions sodium	NaCℓ

Espèce chimique et composés ionique (exception).
La matière est toujours électriquement neutre.
Matière sans entité chimique ?

Qu’est-ce qu’une espèce chimique ?|Une collection d’un grand nombre d’entités chimiques identiques

Que peut être une entité chimique ?|Un ion, une molécule, un atome.

2. Corps purs et mélanges

1️⃣ Qualifier chacune des substances : jus d’orange avec pulpe, eau minérale, soda, eau distillée, sucre, mélange eau-huile.

corps pur	mélange

2️⃣

À l’aide du document, dire si l’eau minérale est un corps pur, un mélange homogène ou hétérogène ? Justifier.
Quelle erreur trouve-t-on dans la publicité du doc. 1 ci-contre ? Justifier.

3. Identification

Pour identifier une espèce chimique, on peut utiliser :

des mesures physiques (température de changement d’état, masse volumique, indice optique, solubilité)
des tests chimiques (eau, H₂, O₂, CO₂, …) p. 305
une chromatographie sur couche mince (CCM)

3️⃣ La chromatographie sur couche mince permet de séparer et d’identifier certaines espèces chimiques d’un mélange homogène. Les espèces se séparent selon leurs différence affinité avec l’éluant et la plaque. L’identification des espèces chimiques se fait par comparaison avec des espèces chimiques pures.

Ici le mélange a est comparé à deux espèces chimiques b et c. Le mélange a contient 3 espèces : l’espèce b, c et une autre espèce inconnue.

plaque de chromato, séparation de colorants

tests chimiques

Espèce chimique/Outil	Permet d’identifier…	Test positif
Eau de chaux	Dioxyde de carbone (CO₂)	Précipité blanc
Allumette enflammée	Dihydrogène (H₂)	Détonation (“pop”)
Allumette incandescente	Dioxygène (O₂)	Flamme ravivée
Sulfate de cuivre anhydre	Eau (H₂O)	Couleur bleue

4. Composition d’un mélange

Comment calculer le pourcentage de filles dans la classe ?

tableau de proportionnalité, on se ramène à un effectif de 100 pour comparer.

50%, la moitié, 25 le quart, 10% 1/10e …

Proportion en masse (ou pourcentage massique)

\[\mathrm{w}_i = \frac{\mathrm{m}_i}{\mathrm{m_T}}\]

On pourra multiplier la proportion par 100 pour l’exprimer en pourcentage. Ce sera la pourcentage massique (% m).

calcul de la proportion en masse d’une espèce i dans un mélange ?|<math display="block" class="tml-display" style="display:block math;"><mrow><msub><mi>w</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>m</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>m</mi><mtext>total</mtext></msub></mfrac></mrow></math>

pas d’unité

Proportion en volume (ou pourcentage volumique)

\[\mathrm{φ}_i = \frac{\mathrm{V}_i}{\mathrm{V_T}}\]

On pourra multiplier la proportion par 100 pour l’exprimer en pourcentage. Ce sera la pourcentage volumique (% vol).

calcul de la proportion en volume d’une espèce i dans un mélange ?|<math display="block" class="tml-display" style="display:block math;"><mfrac><msub><mi>V</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>V</mi><mi>T</mi></msub></mfrac></math>

Déterminer le pourcentage massique de sucre dans un oréo ?
Sachant que l’OMS recommande de ne pas manger plus de 25 g de sucre libre par jour. Combien pourrait-on en manger ? (on supposera que l’on ne mange pas d’autres sucres libres dans la journée).

Exercice : La masse de l’air ?

Données : Masse volumique des gaz à température et pression ambiantes :

$ρ_{\mathrm{N}_2} = 1,16\text{ g/L}$
$ρ_{\mathrm{O}_2} = 1,33\text{ g/L}$

L’air est-il un corps pur ou un mélange ?
Légender le diagramme circulaire ci-dessus.
Estimer le volume de dioxygène dans la salle de classe.
Calculer la masse de dioxygène et la masse de diazote dans 1 L d’air.
En déduire la masse volumique de l’air (en négligeant les autres gaz).

Composition de l’air (approx.) ?|<ul><li>20% de dioxygène (O₂)<li>80% de diazote (N₂)