Chapitre 3 – Mélanges homogènes et Corps purs

Chapitre 3 – Mélanges homogènes et Corps purs

I. Une eau limpide est-elle pure ?

Une eau d’apparence homogène (limpide) peut-elle contenir autre chose que de l’eau ?

1) Gaz dissous

Une eau d’apparence homogène peut contenir des gaz dissous.

2) Etude d’étiquettes d’eau minérale

On s’intéresse à trois eaux minérales dont les étiquettes précisent les données suivantes :

a) Qu’indiquent les étiquettes d’eau minérales ci-dessus ? Ces étiquettes indiquent la composition des eaux minérales. Les eaux minérales contiennent des minéraux (calcium, sodium, chlorure).

b) Sachant que le calcium, que l’on trouve principalement dans les produits laitiers, est nécessaire à la consolidation des os ; laquelle de ces eaux minérales conseilleriez-vous à un adolescent qui ne boit pas de lait ? Justifier. Cet adolescent devrait plutôt boire de l’eau n°3 car c’est celle qui a la plus forte teneur en calcium. (104,0 mg/L)

c) Le magnésium aide à évacuer le stress. Laquelle de ces eaux devriez-vous boire lorsque vous êtes stressé. On devrait boire l’eau n°1 car c’est l’eau qui a la plus forte teneur de magnésium. (24 mg/L)

C’est pourquoi quand on boit de l’eau minérale, il n’y a pas que l’eau qui est importante, mais aussi les minéraux.

(C’est également vrai pour l’eau du robinet.)

d) Certains minéraux en revanche peuvent être dangereux. On considère par exemple que s’il y a plus de 50 mg/L de nitrates dans une eau, elle n’est plus potable. Quelle eau à la plus forte teneur en nitrates ? Est-elle dangereuse pour la santé ? C’est l’eau n°2 qui a la plus forte teneur en nitrates parmi les eaux proposées. Mais elle n’est pas dangereuse pour la santé car cette teneur reste largement inférieure à 50 mg/L.

3) Conclusion

Et des minéraux, est-ce que c’est de l’eau ? NON donc,

Une eau d’apparence homogène peut contenir des substances autres que l’eau.

Alors quand est-ce que l’eau est pure ? Et comment le sait-on ? Composition de l’eau minérale naturelle

n°1, en mg/L.

Calcium 78 Bicarbonates 357 Magnésium 24 Sulfates 10

Sodium 5 Chlorures 4,5 Potassium 1 Nitrates 3,8

Silice 13

Composition de l’eau minérale naturelle n°2, en mg/L.

Calcium 11,5 Chlorures 13,5 Magnésium 8,0 Nitrates 6,3

Sodium 11,6 Sulfates 8,1 Potassium 6,2 Silice 31,7 Bicarbonates 71,0

Composition de l’eau minérale naturelle n°3, en mg/L.

Calcium 104,0 Bicarbonates 280 Sodium 3,7 Sulfates 52,0 Magnésium 3,7 Chlorures 4,0

Potassium 1,8 Nitrates <2

II. Notion de corps pur

Définition : La matière (liquide, solide ou gazeuse) est appelée corps pur lorsqu’elle ne contient qu’une seule substance chimique. Dans un mélange, même homogène, il y a plusieurs substances chimiques différentes.

Interprétation nanoscopique

En zoomant sur un verre d’eau 10 000 000 de fois (les microscopes normaux ne peuvent pas, il faut un microscope spécial appelé microscope à effet tunnel), on peut voire que l’eau (comme toute la matière qui nous entoure) est constituée de toutes petites particules. (Ici on a observé du silicium.)

Pour un corps pur, ces particules sont toutes rigoureusement identiques.

Pour un mélange, il y a plusieurs sortes de particules.

Le but est d’avoir de l’eau pure, donc de même qu’au chapitre 2, on veut séparer les constituants.

III. Techniques de séparation des constituants d’un mélange homogène

Voir TP Chromatographie

La chromatographie est une technique qui permet d’identifier les constituants d’un mélange homogène.

Une autre technique que vous devez connaître, vous la connaissez déjà. Quand vous avez de l’eau salée, comment faites-vous pour récupérer le sel ? On fait évaporer l’eau !

2) L’Evaporation

Le problème, c’est que le but de ce chapitre était de récupérer de l’eau pure. Or là, on a récupéré le sel, pas l’eau ! En fait, c’est la vapeur d’eau que l’on voudrait récupérer sous forme liquide. C’est le principe de la dernière technique qu’on va voir ensembles.

3) La distillation

Expérience : On distille du jus d’orange.

Conclusion : La distillation d’une eau minérale permet de même d’obtenir une eau quasiment pure (débarrassée des minéraux qui restent dans le ballon).

Principe :

On chauffe le mélange. Un constituant se vaporise avant les autres (à une température plus faible).

Il va à l’état gazeux jusqu’au réfrigérant, où il se liquéfie (redevient liquide), puis tombe dans l’erlenmeyer.

Observation : La distillation du jus d’orange donne un distillat homogène, transparent (on peut voir à travers) et incolore (n’a pas de couleur).

Après évaporation de l’eau, il ne reste que le sel. Où est l’eau ? Sous forme de vapeur d’eau, c’est-à-dire de gaz.

Après plusieurs jours

eau salée sel

Sortie d’eau tiède

mélange à distiller chauffe -ballon

ballon réfrigérant droit

distillat Entrée d’eau

froide