Exercices — Corps purs et mélanges

1. Un mélange est homogène quand on ne distingue pas ses constituants à l’œil nu (un seul aspect visible). Il est hétérogène quand on distingue au moins deux constituants (plusieurs phases visibles).

2. Classement justifié :

• Eau distillée : corps pur — elle ne contient qu’une seule espèce chimique, l’eau.
• Eau minérale : mélange homogène — elle est limpide, mais elle contient des sels minéraux dissous (ils sont listés sur l’étiquette !).
• Vinaigrette : mélange hétérogène — l’huile et le vinaigre ne sont pas miscibles, on voit deux couches.
• Sirop de menthe bien mélangé : mélange homogène — plusieurs espèces chimiques (eau, sucre, arômes…), mais un seul aspect visible.

Réflexe à retenir : homogène ne veut pas dire pur. Pour trancher, la question à se poser n’est pas « est-ce que c’est limpide ? » mais « combien y a-t-il d’espèces chimiques ? ».

1. L’air est un mélange de gaz composé d’environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz (argon, dioxyde de carbone…). Pour les calculs, on retient souvent les valeurs arrondies : 80 % de diazote et 20 % de dioxygène.

2. Le dioxygène représente 21 % du volume d’air :

$V_{\text{dioxygène}} = \dfrac{21}{100} \times 200 = 42\ \text{m}^3$

3. De même pour le diazote :

$V_{\text{diazote}} = \dfrac{78}{100} \times 200 = 156\ \text{m}^3$

Astuce de vérification : $42 + 156 = 198\ \text{m}^3$, soit 99 % du volume — le 1 % restant correspond bien aux autres gaz ✓.

1. Le mélange est hétérogène : on distingue à l’œil nu des particules solides (terre, sable) dans l’eau.

2. Deux étapes dans l’ordre :

• Décantation : on laisse reposer ; les particules les plus denses (sable, grosses particules de terre) tombent au fond, et on récupère le liquide du dessus.
• Filtration : on verse ce liquide à travers un filtre, qui retient les fines particules encore en suspension. Le liquide recueilli s’appelle le filtrat.

3. Non ! Le filtre ne retient que les particules insolubles. Les espèces dissoutes (sels minéraux…) traversent le filtre : l’eau limpide obtenue est un mélange homogène, pas un corps pur. Elle n’est d’ailleurs pas forcément potable.

Réflexe à retenir : la filtration sépare un solide non dissous d’un liquide. Elle est inefficace contre ce qui est dissous — pour ça, il faut une distillation.

1. Dans le ballon, l’eau liquide se transforme en vapeur : c’est une vaporisation. Dans le réfrigérant, la vapeur refroidie redevient liquide : c’est une liquéfaction.

2. Le distillat est un corps pur (de l’eau quasi pure) : seule l’eau s’est vaporisée, le sel n’est pas parti avec la vapeur. C’est tout l’intérêt de la distillation : elle sépare une espèce dissoute de son solvant.

3. Le sel reste dans le ballon. Au fur et à mesure que l’eau part en vapeur, l’eau salée restante devient de plus en plus concentrée, et si on poursuivait jusqu’au bout, on récupérerait le sel solide.

4. Parce que le sel est dissous dans l’eau : ses grains n’existent plus en tant que particules solides, il traverse donc n’importe quel filtre. La filtration ne sépare que les solides insolubles.

Réflexe à retenir : pour choisir la bonne technique de séparation, demande-toi sous quelle forme se trouve ce que tu veux enlever — en suspension (décantation ou filtration) ou dissous (distillation).