Physique-Chimie — Seconde

Corps purs et mélanges — Seconde Physique-Chimie

Corps pur, mélange, techniques de séparation, solubilité et changements d'état.

Par ProfBot

Corps purs et mélanges — Seconde Physique-Chimie

🎯 Objectif : Distinguer corps purs et mélanges, et connaître les techniques de séparation.


1. Définitions

Corps pur : substance constituée d'une seule espèce chimique.

Mélange : plusieurs espèces chimiques.


2. Identification d'un corps pur

Un corps pur a des propriétés physiques bien définies :

Un mélange a des propriétés qui varient selon la composition.

Exemple : L'eau pure bout exactement à 100°C (à 1 atm). L'eau salée bout à une température plus élevée.


3. Solubilité

La solubilité est la masse maximale d'un soluté pouvant se dissoudre dans un solvant à une température donnée.


s (g/L) = masse max de soluté / volume de solvant

Solution saturée : contient la quantité maximale de soluté. Solution insaturée : pas encore saturée, peut encore dissoudre.

Facteurs influençant la solubilité :


4. Techniques de séparation

Filtration : séparation solide / liquide (sable de l'eau) → Le liquide passe à travers le filtre, le solide reste.

Décantation : séparation de phases non miscibles ou de solides lourds → La phase plus dense se dépose au fond.

Distillation : séparation de liquides miscibles par différence d'ébullition → Le liquide le plus volatile s'évapore en premier, puis se condensé.

Cristallisation / évaporation : récupérer un solide dissous → On évapore le solvant, le sel cristallise.

Chromatographie : séparation de plusieurs solutés en solution → Chaque constituant migre à une vitesse différente selon son affinité avec la phase stationnaire.


5. Chromatographie sur couche mince (CCM)

Principe : les constituants migrent sur une plaque de silice sous l'action d'un solvant (éluant).

Rapport frontal Rf :


Rf = distance parcourue par le constituant / distance parcourue par l'éluant

6. Changements d'état

ChangementNomÉnergie
Solide → LiquideFusionAbsorbe
Liquide → SolideSolidificationLibère
Liquide → GazVaporisation (ébullition)Absorbe
Gaz → LiquideCondensation (liquéfaction)Libère
Solide → GazSublimationAbsorbe
Gaz → SolideCondensation solideLibère

Lors d'un changement d'état pur : la température reste constante (plateau sur la courbe T=f(t)).


7. Températures caractéristiques

Ces températures dépendent de la pression (à 1 atm = pression standard).

Eau (H₂O) :


θf = 0°C    θeb = 100°C

8. Masse volumique et densité


ρ = m/V    (kg/m³ ou g/mL)
d = ρ/ρ_eau    (sans unité, ρ_eau = 1000 kg/m³ = 1 g/mL)

Corps plus dense que l'eau (d > 1) : coule Corps moins dense que l'eau (d < 1) : flotte


📝 Exercices

  1. Eau + alcool : homogène ou hétérogène ? Peut-on les séparer par filtration ?
  2. Solubilité de NaCl = 360 g/L à 20°C. Masse pour saturer 250 mL ?
  3. Rf d'un constituant : 6 cm parcourus, éluant 8 cm. Calculer Rf.
  4. Liquide : m = 50 g, V = 40 mL. Masse volumique ? Flotte-t-il sur l'eau ?
  5. Décrire le protocole pour séparer un mélange eau salée + sable + huile.

✅ À retenir


Corps pur : propriétés physiques fixes (fusion, ébullition)
Mélange : propriétés variables
Filtration : solide/liquide    Distillation : liquides miscibles
Chromatographie : Rf = d(constituant)/d(éluant)
Changement d'état : T constante pour corps pur
ρ = m/V    d = ρ/ρ_eau

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