La distinction entre corps
pur (d'un point de vue microscopique une
seule sorte de molécules constitutives comme l'eau H2O,
le
dioxygène O2, le
saccharose C12H22O11...)
et mélange (nous reviendrons
plus loin sur ce
terme ) n'est pas accessible aux élèves
de
l'école. On peut se contenter d'une description
macroscopique
appuyée par le nom courant : en ce sens l'huile, le laiton,
le
bois, l'air, seront considérés comme des
"matières
simples", alors qu'en réalité il s'agit de
mélanges plus ou moins complexes.
Par contre,
dès qu'il
est possible en classe de séparer les constituants, on
pourra
conclure sur l'existence de plusieurs matières
présentes
(ex l'eau de mer, l'eau du robinet après observation d'un
dépôt solide à l'issue d'une évaporation,
séparation des graisses du lait en fabriquant du beurre, composition
de l'air après expérimentation etc).
Quand au mot élément, assez
générique dans le langage courant, il correspond aux différents types
d'atomes (éléments chimiques,
classés dans le tableau périodique des éléments qu'on trouve dans
toute salle de chimie...)
Ces d'éléments (une centaine) sont donc les
constituants fondamentaux de la matière : H, O, C, N, Fe, Ca,
etc (j'ai cité ici quelques éléments qu'on
rencontre dans la matière organique). Pour davantage
d'informations, consultez la page "historique".
D'autres
exemples
Par contre, dans le cas où on a affaire à un mélange, on n'observe pas de
palier lors du changement d'état
Ex : ébullition de l'eau salée :
Un cas important et
intéressant
est celui de
l'
évaporation, passage de l'état
liquide
à l'état de gaz, se faisant en surface et
à toute température (ce qui la
différencie de l'ébullition, transformation se
faisant, à une température fixe, au sein du
liquide sous formes de bulles). Là aussi, il y a
nécessité d'un apport de chaleur pour que la
transformation ait lieu.
La masse
est conservée dans tous les changements d'état. Par contre, en règle
générale, il n'y a pas
conservation du volume (Exemple le plus net : vaporisation). Autre
exemple: passage de l'eau liquide à l'eau solide,
visualisable
en plaçant une bouteille d'eau au congélateur.
On peut faire
figurer dans les transformations physiques les mélanges
(un liquide et une autre matière, à l'état solide, liquide ou de gaz).
On parlera
de solides solubles (ex sel dans l'eau) ou insolubles (ex sucre dans
l'alcool), ou de liquides miscibles (ex eau et alcool ) ou non
miscibles ( ex eau et huile).
La terminologie
consacrée est : homogène ou hétérogène mais cette
formulation est à éviter dans le cadre de l'école.
Il est possible de récupérer les
constituants
initiaux, avec une technique appropriée : pour le cas où il n'y
a
pas dissolution ou mélange (cas des mélanges
hétérogènes) :
filtration,
décantation.
 |
après
quelques instants |
 |
Filtration d'un mélange hétérogène
(solide-liquide)
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après
quelques instants |
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Décantation d'un mélange hétérogène
(solide-liquide)

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après
quelques instants |
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Décantation d'un mélange hétérogène
(liquide-liquide)
Pour
les mélanges homogènes, ces procédés ne conviennent pas . Il faut
utiliser l'
évaporation du
liquide si on veut récupérer le solide
dissous (ex marais salants) ou procéder par
distillation
si on veut récupérer le
liquide (ex désalinisation de l'eau de mer).
En apportant de la chaleur le solvant passe de l'état
liquide à gaz. Par recondensation, on récupère
donc un liquide pur.
Si on veut récupérer le solide dissous, il faut vaporiser tout
le liquide.
Pour un mélange homogène de deux liquides on procède par
distillation
fractionnée.
Le principe de base est le suivant : le liquide le plus
volatil
(celui dont la température est la plus basse) se vaporise par
ébullition, puis se recondense.
Mais en réalité le liquide 2 s'évapore
également , ce qui fait qu'on ne récupérera pas le liquide 1 pur,
mais
un mélange liq1+liq2 davantage concentré en liq1.
Ceci explique que la distillation d'un
vin (à 12° par ex, c'est à dire um mélange de 12% d'alcool et de 88%
d'eau) permet d'obtenir non pas de l'alcool pur, mais une "eau de
vie",
un mélange d'environ moitié eau-moitié alcool.
Cas de l'eau du robinet :
Une eau limpide donc contenir des matières dissoutes (mélange
homogène), ce qui peut être génant si en trop grande ou trop faible
quantité (une eau pure ne sera pas potable). Voir ici les
normes
actuelles de potabilité.
3 )
Des
réactions chimiques dans lesquelles la
nature
même
de la matière est modifiée. On aura
donc une
modification
des molécules lors d'une réaction chimique. Celle
ci
étant en général
irréversible, on ne peut
pas retrouver les matières initialement en
présence.
Exemples : combustion d'une bougie : réaction chimique entre
la
paraffine et l'oxygène de l'air : on obtient de l'eau et du
dioxyde de carbone. Cuisson d'un œuf : modification de la
structure des
protéines (albumine). Réaction entre un cachet
effervescent et l'eau (on obtient du dioxyde de carbone).