Chapitre 4 – L’eau solvant
Peut-on réaliser un mélange homogène dans l’eau avec n’importe quoi ? Jusqu’à présent on a cherché à purifier l’eau, et se débarrasser de tout ce qu’il y avait dedans qui n’était pas de l’eau. Ici on va faire le contraire. On va voir ce qu’on peut mélanger ou non à de l’eau.
I. Mélanges de solides dans l’eau
1) Que se passe-t-il quand on dissout du sel dans l’eau ? Expérience :
Le sel s’est décomposé dans l’eau en particules de sel solide tellement petites qu’on ne les voit plus. Il s’est dissous.
Mais il est toujours là ! La preuve quand vous buvez cette eau salée, vous sentez le sel. Et quand on fait évaporer l’eau, on peut le récupérer, voir chapitre 3.
2) Vocabulaire
Préparer un mélange homogène dans un liquide en ajoutant une substance (solide, liquide ou gaz) s’appelle réaliser une dissolution (ou dissoudre).
Le liquide de départ s’appelle le solvant.
La substance ajoutée s’appelle le corps dissous ou soluté.
Le mélange obtenu s’appelle une solution. Quand le solvant est l’eau (c’est-à-dire quand on réalise une dissolution dans l’eau), on parle de solution aqueuse.
Exemple : Dissolution de sel dans l’eau. Solvant : l’eau. Soluté : le sel. On obtient une solution aqueuse de sel.
Comme la dissolution est possible, on dit que le sel est soluble dans l’eau.
3) Tous les solides sont-ils solubles dans l’eau ?
Rédigez un protocole qui nous permettra de déterminer la solubilité d’un solide dans l’eau. (Un protocole c’est comme une recette de cuisine, c’est-à-dire une liste d’instructions pour réaliser une expérience.)
Introduire de l’eau dans un bécher.
Ajouter le contenu d’une spatule du solide à tester dans le bécher.
Remuer et observer si le mélange s’homogénéise.
Proposez un schéma pour votre expérience.
Expérience :
Observation :
On dit que le poivre et la farine sont insolubles dans l’eau. Ils forment dans l’eau un mélange hétérogène.
Conclusion : L’eau est un solvant de certains solides (le sel, le sucre).
Solide sel poivre farine Sucre
Le mélange obtenu
est-il homogène? oui non non oui
Interprétation : Le solide est-il soluble
dans l’eau ?
oui non non oui
Observation : Au bout d’un moment, on ne voit plus le sel. Le mélange est homogène.
sel solide
eau
solide
eau
4) Notion de saturation
Peut-on dissoudre autant de sel qu’on veut dans l’eau ? Expérience :
Conclusion : A partir d’une certaine quantité ajoutée, un solide, même soluble, ne se dissout plus dans le solvant. On dit que la solution est saturée. On ne peut pas dissoudre plus de solide.
Et si on veut se débarrasser de l’excédent de sucre (ou de sel, d’ailleurs) ? Décantation, filtration...Les techniques de séparation des constituants d’un mélange hétérogène.
II. Mélange de deux liquides
1) Liquides miscibles ou non miscibles
Expérience :
Observations : (1) Le mélange est hétérogène.
(2) Le mélange est homogène.
Lorsqu’on peut obtenir un mélange homogène avec deux liquides, on dit qu’ils sont miscibles.
Lorsque le mélange obtenu est hétérogène, on dit qu’ils sont non miscibles. Dans ce cas, le liquide le moins dense reste au dessus du liquide le plus dense.
Chercher les liquides miscibles à l’eau, c’est s’intéresser à la miscibilité de l’eau.
Interprétations : (1) L’eau et l’huile sont non miscibles.
(2) L’eau et l’alcool sont miscibles.
Conclusion : L’eau est miscible à certains liquides.
2) Utilisation de l’ampoule à décanter
Pour récupérer un constituant d’un mélange de deux liquides non miscibles, on utilise une ampoule à décanter.
Observations : Au début, le sel se dissout, mais au bout d’un moment, on ne peut plus le dissoudre.
grande quantité de sel ajoutée petit à petit.
eau
On verse le mélange dans l’ampoule à décanter. On laisse reposer.
On ouvre le robinet et on laisse couler l’eau jusqu’à un peu avant la séparation entre les deux liquides.
On a récupéré l’eau dans le bécher.
huile eau
(1) huile
eau eau
huile
(2) alcool
eau
eau + alcool
III. La masse totale se conserve-t-elle au cours d’une dissolution ?
Situation initiale : Un entrepreneur doit transporter une grande quantité d’eau et de sel vers une usine. Un des ses employés lui suggère, pour que la masse à transporter soit moins importante, de dissoudre le sel dans l’eau. Comme ça, dit-il, il n’y aura plus qu’à porter la masse de l’eau. Il suffira de distiller le mélange une fois arrivés à l’usine pour séparer l’eau du sel. L’employé dit-il vrai ?
1) Protocole expérimental
Proposez un protocole expérimental permettant de déterminer si la masse se conserve au cours d’une dissolution.
Peser une soucoupe de sel et un bécher contenant de l’eau.
Introduisez le sel dans l’eau et remuez jusqu’à ce que le sel soit dissous.
Peser le bécher contenant l’eau salée ainsi que la soucoupe.
2) Expérience et observations
Observation : La masse est la même avant et après le mélange.
3) Conclusion
La masse totale se conserve au cours d’une dissolution.
Conclusion du problème : l’employé avait tort, il ne sert à rien de dissoudre le sel dans l’eau, cela ne changera rien à la masse à transporter.
eau
Avant le mélange.
sel
Après le mélange.
solution d’eau salée
305 g 305 g
