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Chapitre 8

Mélanges et corps purs

1. Rappel

1. Modèle moléculaire des différents états de la matière

Indique les 3 états de la matière, représente ensuite le modèle moléculaire de chacun d’eux.

2. Définitions Un corps pur : ......Échantillon qui ne contient qu’un seul type d’atomes ou de molécules....

......................................................................................................................……………….......

Exemples : ……De l‘eau distillée, de l‘or 24 carats, du sel…………………………….

Schéma : Schéma : Schéma :

Les molécules sont

……très proches…,

…immobiles…et

…structurées…

Les molécules sont

……proches…,

……mobiles…et

…occupent tout le fond

du récipient…

Les molécules sont

…éloignées…,

…en mouvement..et

…occupent tout le

volume disponible…

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Mélange : .........Échantillon contenant plusieurs types d’atomes ou de molécules..............…

.....................................................................................................................................................

Exemples : ……Du café, de la boue, le sang, l‘air, du bronze, ……………….

Il existe 2 types de mélanges:

- les mélanges …homogènes…. (dont on ne distingue pas les constituants).

Exemples : ……Du café, du lait, le sang………………………………………………….

- les mélanges …hétérogènes…. (dont on distingue les constituants).

Exemples : ……De la boue, un mélange d‘eau et d‘huile, ou d‘eau et de sable………….

3. Exercices

a) Représente à l’aide d’un modèle, de l’eau pure, de l’eau salée, un mélange d’eau et de sable.

Eau Pure Eau salée Mélange d’eau et de sable

Molécule de sel Molécule de sable

En général, autour de nous (dans la nature), il y a peu de corps purs ; la majorité des substances

rencontrées sont des mélanges.

b) Indique si les substances suivantes sont des mélanges ou des corps purs. Précise le

type de mélange :

1. air

Mélange homogène

2. gaz carbonique

Corps pur

3. eau de mer

Mélange homogène

4. eau sucrée

Mélange homogène

5. fer et soufre

Mélange hétérogène

6. eau distillée

Corps pur

7. oxygène + azote

Mélange homogène

8. eau de vaisselle

Mélange hétérogène

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c) Indique si les substances suivantes sont des mélanges ou des corps purs. Précise

ensuite l’état de la matière :

Mélange

Corps pur

Solide

Liquide

Gaz

Mélange

Corps pur

Solide

Liquide

Gaz

Mélange

Corps pur

Solide

Liquide

Gaz

Mélange

Corps pur

Solide

Liquide

Gaz

4. Les séparations des mélanges La filtration est un procédé de séparation permettant de séparer les constituants d'un

mélange qui possède une phase liquide et une phase solide au travers d'un milieu poreux. L'utilisation d'un filtre permet de retenir les particules du mélange hétérogène qui sont plus grosses que les trous du filtre. Exemple : le filtre à café

Une décantation est l'action de séparer deux produits liquides qui forment un mélange hétérogène. Au repos, sous l'action de la pesanteur, les deux produits vont se séparer. Le liquide ayant la densité la plus grande allant vers le bas et le liquide ayant la densité la plus faible étant au-dessus. Pour séparer les deux produits, on utilise alors une ampoule à décanter.

La cristallisation est une opération pratiquée depuis très longtemps (ex : évaporation de l’eau de mer pour isoler du sel). Elle consiste à isoler un produit en solution (dans un liquide). On va chauffer le liquide pour qu’il s’évapore. Lorsque tout le liquide sera évaporé, le produit va cristalliser.

Le tamisage consiste à séparer un mélange hétérogène (solide-solide ou solide-liquide). On va utiliser un tamis (une passoire) qui va permettre de retenir les particules du mélange hétérogène qui sont plus grosses que les trous du tamis.

La centrifugation est le procédé qui consiste à faire tourner le mélange autour d’un axe de rotation. Les particules les plus lourdes se retrouvent dans le fond du récipient.

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L’aimantation est utilisée pour séparer un mélange de substances attirées par les aimantset de substances qui ne sont pas attirées par les aimants.

La distillation est un procédé de séparation de substances, mélangées sous forme liquide.Elle consiste à porter le mélange à ébullition et à recueillir une fraction légère appelée distillat, et une fraction lourde appelée résidu. Le procédé utilise la différence de volatilité (capacité à s'évaporer dépendant de la température) entre les constituants afin deles séparer : le plus volatil a une température d'ébullition plus basse que le moins volatil, etc. Ainsi, en chauffant le liquide, chaque constituant va être séparé successivement. La vapeur ainsi produite peut être condensée, on va donc pouvoir récupérer le liquide.

Indique le nom de la méthode de séparation à coté de chaque image :

Légende : 1. source de chaleur (ici, un brûleur Bunsen)2. ballon à distiller3. tête de distillation4. thermomètre5. réfrigérant à eau6. entrée d'eau de refroidissement7. sortie d'eau de refroidissement8. ballon de réception des gouttes de distillat9. vers une pompe à vide éventuelle10. adaptateur pour la pompe à vide

Distillation

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Dans le tableau suivant, classe les différentes méthodes de séparation des mélanges

Type de mélange Exemple Méthodes de séparations

Mélange HétérogèneSolide / Liquide Boue

Eau + Sable

Filtration ou tamisage

Liquide / Liquide Eau + Huile Décantation

Mélange Homogène

Liquide / SolideEau sucrée

Eau salée

Cristallisation

Liquide / Liquide Eau + Alcool Distillation

Tamisage

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2. Corps pur élémentaire, corps pur simple, corps pur composé etmélange

1. Définitions Corps pur : ……Échantillon qui ne contient qu’un seul type d’atomes ou de molécules…

.....................................................................................................................................................

Un corps pur simple est un corps pur dont les molécules sont composées d’atomes

identiques.

Exemples : ……Du dioxygène…....……….………………………………………………….

Un corps pur composé est un corps pur dont les molécules sont composées d’atomes

différents.

Exemples : ……Du sel de cuisine…………………………………………………………….

2. ModèlesReprésente les modèles des différentes substances :

Corps pur simple (monoatomique)

Corps pur simple (diatomique)

Corps pur composé Mélange

Légende :

Atome de Néon Azote Hydrogène Oxygène Carbone

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3. Exercices12

a) Associe les termes à leur définition en complétant le tableau du bas de la page :

Molécule (1)

Corps pur composé (2)

Mélange homogène (3)

Modèle (4)

Mélange (5)

Corps pur (6)

Mélange hétérogène (7)

Atome (8)

Corps pur simple (9)

A. C’est la représentation d’un phénomène que l’on ne peut pas voir

directement à l’œil nu. Lorsqu’il est imparfait on peut le faire évoluer.

B. C’est la plus petite masse constituant la matière gardant les propriétés

du corps de départ.

C. Corps constitué de molécules toutes identiques

D. Mélange dans lequel on ne peut pas distinguer les différents

constituants.

E. Corps constitué d'atomes d'une seule sorte, associés en molécules.

Exemple : Hydrogène (H2)

F. C’est une opération qui consiste en une association de deux ou

plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses. Le résultat de

l’opération est un corps constitué de plusieurs sortes de molécules

G. Mélange dans lequel on peut distinguer les différents constituants.

H. Corps constitué de molécules constituées à partir d'atomes de plusieurs

sortes. Exemple : eau (H2O)

I. C’est la plus petite partie d’un corps intervenant dans une réaction

chimique, constituant des molécules.

A B C D E F G H I4 1 6 3 9 5 7 2 8

12 Sources texte et image : cours de chimie, Institut Sainte-Begge (Andenne)

Institut Saint-Dominique Sciences 3ème (3p) page n°48_____________________________________________________________________________________________

b) Fais une croix dans la colonne qui convient (la légende donne des informations

importantes) :

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4. Synthèse

L’organigramme du classement de la matière :

5. A la fin de ce chapitre tu dois être capable de …

Savoir :

o Connaître les différentes méthodes de séparation des mélanges

o Connaître l’organigramme du classement de la matière

o Définir :

- Corps pur simple – Corps pur composé – corps pur – mélange (homogène et

hétérogène)

Savoir-faire :

o Etre capable de reconnaître à quelle représentation moléculaire correspond un liquide, un

gaz ou un solide et justifier

o Réaliser un modèle d’un corps pur simple, d’un corps pur composé ou d’un mélange

o Etre capable de d’indiquer et de justifier si une substance est un corps pur (simple ou

composé) ou un mélange (homogène ou hétérogène).

o Etre capable d’indiquer et justifier la méthode adéquate de séparation d’un mélange

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Chapitre 9

Classification des corps purs simples

1. Métal et non-métal

Les corps purs simples sont séparés en 2 catégories : les métaux et les non-métaux.

Exemples de métaux : ........le fer, l’aluminium, l’or, l’argent.........................................................

Exemples de non-métaux : ........l’oxygène, le soufre, l’iode, l’hélium...........................................

Voici les principales propriétés de ces deux catégories :

Métaux Non-métaux

Brillants Mats

Malléables Cassants

Conducteurs (thermiques et électriques) Isolants (thermiques et électriques)

Denses (lourds) (ρ > 2,5 g/cm³) Peu denses (légers) (ρ < 2,5 g/cm³)

Pour être appelé métal, les éléments doivent répondre à au moins deux des caractéristiques des

métaux.

2. Localisation des métaux et non-métaux dans le tableau deMendeleïev

Institut Saint-Dominique Sciences 3ème (3p) page n°51_____________________________________________________________________________________________

Pour repérer si un corps est un métal ou un non-métal, il suffit de regarder si le symbole des atomes de ce corps est à gauche ou à droite de l’escalier tracé sur le tableau de Mendeleïev.

Si l’on excepte les atomes de la dernière colonne de droite du tableau de Mendeleïev qui n’ont ni un caractère métallique ni un caractère non métallique (ainsi que l’hydrogène), tous les atomes situés à droite du trait gras en escalier ont plutôt un caractère non métallique et ceux situés à gauche un caractère plutôt métallique.

3. Info : le carat

Cette unité de mesure est utilisée par les orfèvres (fabriquant de bijoux).

Cependant elle a deux significations différentes suivant que l’on parle de diamants ou de métaux précieux.

Pour l’or et les métaux précieux, elle exprime la proportion d’or dans l’alliage. L’or est un métal qui a une résistance mécanique trop faible pour être utilisé seul. On réalise souvent un alliage avec un autre métal.Ainsi un bijou de 18 carats contient 18/24 d’or et ... /24 de l’autre métal (argent par exemple).

Pour les diamants, les perles et les pierres précieuses : un carat est une unité de masse qui vaut 2.10-4 kg.

Institut Saint-Dominique Sciences 3ème (3p) page n°52_____________________________________________________________________________________________

4. Exercices

1) Classe les corps purs simples suivants parmi les métaux ou les non-métaux :

Zinc, calcium, silicium, chlore, oxygène, potassium, arsenic, radium

Métaux : .......Zn, Ca, K, As, Ra.........................................................................................................

Non-métaux : ...........Si, Cl, O...........................................................................................................

2) Lis le texte « les alliages, de géniaux mélanges » et réponds aux questions suivantes :

a) Dans quel but réalise-t-on des alliages ?

...........Afin de combiner les propriétés de différentes matières......................................................

...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

b) Cite les qualités et le défaut de la fonte ?

...........Elle combine la solidité du fer et la retenue thermique du carbone. En revanche, elle est

cassante............................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

c) Quel est l’avantage retiré du fait que le bronze a un point de fusion relativement bas par

rapport au cuivre ?

.............Cela permet d’économiser de l’énergie puisqu’il faudra chauffer moins pour le faire

fondre, et il sera plus facile de le modeler car la température de travail sera plus basse........

...........................................................................................................................................................

d) Dans quel domaine le duralumin est-il employé ? Pour quelle raison ?

..............Dans le transport et l’aéronautique car il est léger et résistant.........................................

...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

e) Qu’est-ce qu’un alliage à « mémoire de forme » ?

...............C’est un alliage qui peut être modelé à basse température, mais qui reprend sa forme

initiale lorsqu’on le réchauffe............................................................................................................

...........................................................................................................................................................

Institut Saint-Dominique Sciences 3ème (3p) page n°53_____________________________________________________________________________________________

13

13 Sources : Chimie 3ème deboeck

Institut Saint-Dominique Sciences 3ème (3p) page n°54_____________________________________________________________________________________________

5. A la fin de ce chapitre tu dois être capable de …

Savoir :

o Connaître les propriétés des métaux et non-métaux

Savoir-faire :

o Indiquer si un corps est métallique ou non-métallique (à l’aide du tableau de Mendeleïev)

o Réinvestir ses connaissances dans des situations nouvelles