Quand on verse du sel dans l’eau, on ne le voit plus après avoir remué ; quand on verse du sable dans l’eau, il reste visible et se dépose au fond. Ces deux expériences illustrent deux grandes catégories de mélanges.
I. Qu’est-ce qu’un mélange ?
Un mélange est constitué d’au moins deux corps purs (deux espèces chimiques différentes), qu’ils soient solides, liquides ou gazeux. Par exemple, l’eau du robinet, l’air, ou un mélange eau + sable sont tous des mélanges.
II. Le mélange homogène
Un mélange est dit homogène lorsqu’on ne peut distinguer à l’œil nu aucun de ses constituants, même après agitation. Exemples : l’eau du robinet, l’eau sucrée, l’eau salée, une limonade, l’air (mélange gazeux homogène : environ 78% de diazote, 21% de dioxygène, 1% d’autres gaz).
III. Le mélange hétérogène
Un mélange est dit hétérogène lorsqu’on peut distinguer à l’œil nu au moins un de ses constituants, même après agitation. Exemples : l’eau et le sable (le sable se dépose), l’eau et l’huile (les deux liquides restent séparés), une boisson gazeuse ouverte laissant échapper des bulles visibles.
IV. Miscibilité de deux liquides
Deux liquides sont dits miscibles lorsqu’ils forment, en se mélangeant, un mélange homogène (exemple : eau + alcool). Ils sont dits non miscibles lorsqu’ils forment un mélange hétérogène (exemple : eau + huile). Lorsqu’on agite fortement de l’eau et de l’huile, on obtient temporairement une émulsion (petites gouttelettes d’huile dispersées dans l’eau) ; après un temps de repos, les deux liquides se séparent à nouveau en deux couches distinctes appelées phases, l’huile moins dense remontant au-dessus de l’eau.
V. Synthèse
Un mélange contient au moins deux espèces chimiques différentes. Il est homogène si aucun constituant n’est visible à l’œil nu (même après agitation), hétérogène si au moins un constituant reste visible. Deux liquides sont miscibles s’ils forment un mélange homogène, non miscibles s’ils forment un mélange hétérogène (avec une émulsion temporaire possible sous agitation).
Exercice d’application
Exercice 1. On mélange de l’eau et du sucre en poudre, puis on remue. Que voit-on ? S’agit-il d’un mélange homogène ou hétérogène ?
Exercice 2. On mélange de l’eau et de la farine. Le mélange obtenu est-il homogène ou hétérogène ? Justifie.
Exercice 3. L’eau et l’alcool sont-ils miscibles ou non miscibles ? Quel type de mélange forment-ils ?
Exercice 4. On agite vigoureusement un mélange d’eau et d’huile puis on laisse reposer. Décris ce qui se passe juste après l’agitation, puis après quelques minutes de repos.
Exercice 5. L’air est-il un mélange homogène ou hétérogène ? Cite ses deux principaux constituants avec leur proportion approximative.
Corrigés
Corrigé 1. Le sucre disparaît à l’œil nu : c’est un mélange homogène.
Corrigé 2. La farine reste visible (elle ne se dissout pas complètement, des particules restent en suspension ou se déposent) : c’est un mélange hétérogène.
Corrigé 3. L’eau et l’alcool sont miscibles : ils forment un mélange homogène.
Corrigé 4. Juste après agitation : on observe une émulsion, des gouttelettes d’huile dispersées dans l’eau (aspect trouble). Après quelques minutes de repos : les deux liquides se séparent à nouveau en deux phases distinctes, l’huile remontant au-dessus de l’eau (mélange hétérogène, non miscibles).
Corrigé 5. L’air est un mélange homogène (gazeux). Ses deux principaux constituants sont le diazote (environ 78%) et le dioxygène (environ 21%).
