L’eau du robinet paraît limpide, tout comme l’eau distillée utilisée en laboratoire. Pourtant, ces deux liquides ne se comportent pas de la même façon lorsqu’on les chauffe ou qu’on les refroidit : l’un d’eux est un corps pur, l’autre non. Comment reconnaître un corps pur avec certitude, sans se fier uniquement à l’apparence ?
I. Qu’est-ce qu’un corps pur ?
Un corps pur est une substance formée d’une seule espèce chimique, c’est-à-dire de molécules toutes identiques entre elles. L’eau distillée, le dioxygène, le fer ou l’alcool pur sont des corps purs.
Un mélange, au contraire, est formé de plusieurs corps purs différents. L’eau du robinet, l’eau salée ou l’eau sucrée sont des mélanges : elles contiennent de l’eau et d’autres espèces dissoutes (sels minéraux, chlore, sucre…), même si l’œil ne les distingue pas.
II. Les caractéristiques d’un corps pur
Un corps pur se reconnaît par deux grandeurs qui lui sont propres : sa température de fusion (passage solide → liquide) et sa température d’ébullition (passage liquide → gaz).
Pour un corps pur, ces deux températures sont constantes et bien définies : elles ne changent pas pendant toute la durée du changement d’état, quelle que soit la quantité de matière. L’eau distillée fond toujours à 0 °C et bout toujours à 100 °C, sous pression atmosphérique normale.
Pour un mélange, ces températures ne sont pas constantes : elles varient progressivement pendant le changement d’état. L’eau salée, par exemple, ne bout pas à une température fixe : la température continue de monter pendant toute l’ébullition.
III. Corps pur ou mélange : la courbe de température
Pour distinguer un corps pur d’un mélange, on peut chauffer le liquide et relever sa température au cours du temps. On obtient deux allures de courbe très différentes.
La courbe du corps pur présente un palier : la température reste bloquée à 100 °C tant que le liquide n’a pas entièrement bouilli. La courbe du mélange, elle, ne présente aucun palier : la température continue d’augmenter progressivement.
IV. Quelques valeurs de référence
Chaque corps pur possède ses propres températures de fusion et d’ébullition, mesurées sous pression atmosphérique normale (1013 hPa) :
| Corps pur | Température de fusion | Température d’ébullition |
| Eau | 0 °C | 100 °C |
| Alcool (éthanol) | -114 °C | 78 °C |
| Mercure | -39 °C | 357 °C |
| Fer | 1538 °C | 2862 °C |
| Cuivre | 1085 °C | 2562 °C |
| Aluminium | 660 °C | 2470 °C |
| Dioxygène | -218 °C | -183 °C |
| Diazote | -210 °C | -196 °C |
V. Synthèse
Un corps pur ne contient qu’une seule espèce chimique. Il se reconnaît à ses températures de fusion et d’ébullition, qui sont fixes et constantes pendant tout le changement d’état — contrairement à un mélange, dont la température varie continuellement. Cette différence se lit directement sur une courbe température-temps : un palier signale un corps pur, une pente continue signale un mélange.
Exercice d’application
Exercice 1. Donne la définition d’un corps pur et celle d’un mélange, en citant un exemple de chacun.
Exercice 2. On chauffe un liquide inconnu et sa température reste bloquée à 78 °C pendant plusieurs minutes avant de continuer à monter. S’agit-il d’un corps pur ? Si oui, lequel, d’après le tableau de la partie IV ?
Exercice 3. Explique, sans utiliser le mot « palier », comment une courbe température-temps permet de distinguer un corps pur d’un mélange.
Exercice 4. L’eau du robinet est-elle un corps pur ? Justifie ta réponse.
Exercice 5. Range les corps purs suivants par température de fusion croissante : Fer, Eau, Mercure, Dioxygène.
Corrigés
Corrigé 1. Un corps pur est une substance formée d’une seule espèce chimique (exemple : l’eau distillée). Un mélange est formé de plusieurs corps purs différents (exemple : l’eau salée).
Corrigé 2. Oui, c’est un corps pur, car sa température reste constante pendant le changement d’état. D’après le tableau, une température d’ébullition de 78 °C correspond à l’alcool (éthanol).
Corrigé 3. Si la température cesse d’augmenter pendant un moment avant de reprendre, c’est un corps pur. Si la température augmente sans interruption du début à la fin, c’est un mélange.
Corrigé 4. Non, l’eau du robinet n’est pas un corps pur : elle contient de l’eau ainsi que d’autres substances dissoutes (sels minéraux, chlore…), donc plusieurs espèces chimiques.
Corrigé 5. Dioxygène (-218 °C) < Mercure (-39 °C) < Eau (0 °C) < Fer (1538 °C).
