Karamö, le prof virtuelLeçon 3 sur 17
Les différents types de mélanges
Je sais distinguer un corps pur d'un mélange et classer un mélange en homogène ou hétérogène à partir de mes observations.
- 40 min
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Définir un corps pur et un mélange
- Distinguer un mélange homogène d'un mélange hétérogène
- Reconnaître une solution, une suspension et une émulsion
- Utiliser le vocabulaire soluble, insoluble, miscible, non miscible
Avant de commencer : La leçon « La place de la chimie dans le monde » : notions de matière, de substance et de transformation physique.
1Je découvre
C'est la saison des pluies à Kindia. Mariama va chercher de l'eau au marigot : l'eau du seau est trouble, marron, et on voit de petits grains de terre flotter. À la maison, sa mère prépare du thé : elle y met du sucre, remue, et le sucre disparaît complètement. Le thé est limpide. Dans la marmite, l'huile de palme reste à la surface de la sauce en formant des gouttes rouges. Et pour le repas, il y a du riz mélangé à des morceaux de gombo et de poisson.
Mariama remarque : « Partout, on a mélangé des choses. Mais dans certains cas je vois les différents constituants, et dans d'autres je ne les vois plus du tout. » Son frère Alpha ajoute : « Et l'eau du robinet, c'est une seule substance ou un mélange ? »
Qu'est-ce qu'un mélange, et comment classer les différents types de mélanges ?
2Je comprends
1. Corps pur et mélange
Un corps pur est une matière formée d'une seule substance. Exemples : l'eau distillée, le sel de cuisine pur, le sucre pur, le fer, le dioxygène.
Un mélange est une matière formée de plusieurs substances différentes, appelées les constituants du mélange. Exemples : l'eau du marigot (eau, terre, débris), le thé sucré (eau, sucre, substances du thé), l'air (plusieurs gaz), la sauce.
Dans la nature, les corps purs sont rares : presque tout ce qui nous entoure est un mélange. Même l'eau du robinet ou d'un forage contient des substances dissoutes (sels minéraux) : c'est un mélange, même si elle est limpide.
2. Mélange homogène et mélange hétérogène
On classe les mélanges d'après ce que l'on observe à l'œil nu.
Un mélange homogène est un mélange dans lequel on ne peut pas distinguer les constituants à l'œil nu : il a le même aspect partout. Exemples : le thé sucré, l'eau salée, l'eau du robinet, l'air, le vinaigre.
Un mélange hétérogène est un mélange dans lequel on peut distinguer au moins deux constituants à l'œil nu. Exemples : l'eau boueuse du marigot, le riz au gombo, l'eau avec de l'huile, le sable mélangé au gravier, une poignée de fonio mêlé de petits cailloux.
- 1Je regarde la matière : est-elle faite d'une seule substance ?
- 2Oui : c'est un corps pur (eau distillée, sel pur, fer).
- 3Non : c'est un mélange de plusieurs constituants.
- 4Je regarde le mélange à l'œil nu : vois-je plusieurs constituants ?
- 5Oui : c'est un mélange hétérogène (eau boueuse, eau + huile).
- 6Non : c'est un mélange homogène (eau salée, thé sucré, air).
3. Les mélanges avec un liquide
Beaucoup de mélanges contiennent de l'eau ou un autre liquide. On utilise alors un vocabulaire précis.
Solide et liquide.
- Un solide est soluble dans l'eau s'il s'y dissout, c'est-à-dire s'il disparaît à la vue en formant un mélange homogène. Exemples : le sel, le sucre. Le mélange obtenu s'appelle une solution ; le solide dissous est le soluté et l'eau est le solvant.
- Un solide est insoluble dans l'eau s'il ne s'y dissout pas. Exemples : le sable, la terre, la farine de manioc. Le mélange obtenu est hétérogène : on l'appelle une suspension quand de fines particules restent en suspension dans le liquide et le rendent trouble (l'eau du marigot).
Attention : un soluble ne se dissout pas en quantité illimitée. Si Mariama ajoute beaucoup trop de sucre dans un petit verre d'eau, une partie ne se dissout plus et se dépose au fond : la solution est saturée, et le mélange devient hétérogène.
Liquide et liquide.
- Deux liquides sont miscibles s'ils se mélangent pour donner un mélange homogène. Exemples : l'eau et le vinaigre, l'eau et le jus de citron, l'eau et l'alcool.
- Deux liquides sont non miscibles s'ils ne se mélangent pas : après agitation, ils se séparent en deux couches. Exemples : l'eau et l'huile de palme, l'eau et le pétrole lampant. Le liquide le plus léger (pour un même volume) forme la couche du dessus : l'huile flotte sur l'eau.
- Si l'on agite très fort de l'huile et de l'eau, on obtient pour un moment de petites gouttes d'huile dispersées dans l'eau : c'est une émulsion (mélange hétérogène), qui finit par se séparer au repos.
Gaz et liquide. Des gaz peuvent aussi se dissoudre dans l'eau. Les poissons du fleuve Niger respirent grâce au dioxygène dissous dans l'eau.
| Mélange | Constituants | Homogène ou hétérogène ? | Nom particulier |
|---|---|---|---|
| Eau salée | eau + sel | homogène | solution |
| Eau du marigot | eau + terre | hétérogène | suspension |
| Eau + huile | deux liquides non miscibles | hétérogène | (émulsion si on agite fort) |
| Eau + vinaigre | deux liquides miscibles | homogène | solution |
| Air | plusieurs gaz | homogène | mélange gazeux |
| Sable + gravier | deux solides | hétérogène | — |
- un seul aspect partout
- constituants invisibles à l'œil nu
- eau salée, thé sucré, air
- solution, liquides miscibles
- plusieurs parties visibles
- au moins deux constituants visibles
- eau boueuse, eau + huile
- suspension, liquides non miscibles
Méthode
Pour classer une matière :
- Je me demande si elle contient une seule substance (corps pur) ou plusieurs (mélange).
- Si c'est un mélange, je l'observe à l'œil nu, si possible après l'avoir laissé reposer.
- Si je distingue au moins deux constituants (couches, grains, dépôt, trouble), il est hétérogène ; sinon, il est homogène.
- J'utilise le mot juste : solution, suspension, liquides miscibles ou non miscibles.
Exemple
Sékou verse une cuillère de sel dans un verre d'eau et remue. Le sel disparaît et l'eau reste limpide. Classe ce mélange.
Il y a deux substances (eau et sel) : c'est un mélange.
À l'œil nu, on ne voit qu'un liquide limpide : il est homogène.
Le sel s'est dissous : il est soluble ; le mélange est une solution (soluté : le sel ; solvant : l'eau).
Pour prouver que le sel est toujours là, on peut goûter une goutte d'eau salée de cuisine, ou laisser l'eau s'évaporer : le sel réapparaît.
Exemple
Fatoumata verse un peu de pétrole lampant dans un flacon d'eau, ferme et agite, puis laisse reposer. Que va-t-elle observer ? Classe le mélange.
Après le repos, deux couches se forment : le pétrole au-dessus, l'eau au-dessous.
L'eau et le pétrole sont non miscibles.
On distingue deux constituants à l'œil nu : le mélange est hétérogène.
Juste après l'agitation, le liquide était trouble, avec de fines gouttelettes : c'était une émulsion passagère.
4. Retour aux questions de Mariama
L'eau du marigot est un mélange hétérogène (une suspension de terre dans l'eau). Le thé sucré est un mélange homogène : le sucre est soluble, c'est une solution. L'huile de palme et la sauce forment un mélange hétérogène de liquides non miscibles. Le riz au gombo et au poisson est un mélange hétérogène de solides. Quant à l'eau du robinet, c'est un mélange homogène : elle contient des sels minéraux dissous que l'on ne voit pas. Ce n'est pas un corps pur.
Dans la leçon suivante, tu apprendras à séparer les constituants de ces mélanges.
3Je retiens
Je retiens
Corps pur : matière formée d'une seule substance (eau distillée, fer, sucre pur).
Mélange : matière formée de plusieurs substances, appelées constituants.
Mélange homogène : on ne distingue pas les constituants à l'œil nu (eau salée, air).
Mélange hétérogène : on distingue au moins deux constituants à l'œil nu (eau boueuse, eau + huile).
Soluble : se dissout dans l'eau et forme une solution (soluté + solvant). Insoluble : ne se dissout pas.
Liquides miscibles : forment un mélange homogène ; non miscibles : forment des couches séparées.
4Erreurs fréquentes
- Croire qu'une eau limpide est forcément un corps pur : l'eau du robinet et l'eau salée sont des mélanges homogènes.
- Dire que le sucre « disparaît » ou « n'existe plus » quand il se dissout : il est toujours là, puisque l'eau est sucrée ; il est simplement invisible.
- Confondre « fondre » et « se dissoudre » : le sucre se dissout dans l'eau ; la glace fond au soleil.
- Classer un mélange d'après ce qu'on sait et non d'après ce qu'on voit : un mélange homogène est un mélange dont on ne voit pas les constituants à l'œil nu.
5Je m’exerce
1Exercice 1
Dis si chaque matière est un corps pur ou un mélange : a) l'eau distillée ; b) l'eau de mer ; c) un clou en fer ; d) l'air ; e) la bouillie de mil ; f) le sucre en poudre pur.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) corps pur ; b) mélange (eau + sels dissous) ; c) corps pur (si le fer est pur) ; d) mélange (plusieurs gaz) ; e) mélange ; f) corps pur.
2Exercice 2
Classe les mélanges suivants en homogènes ou hétérogènes : a) de l'eau sucrée ; b) du sable mouillé ; c) du jus de bissap filtré ; d) de l'eau et de l'huile ; e) de l'eau et de l'alcool à brûler ; f) du fonio mêlé de petits cailloux.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) homogène ; b) hétérogène ; c) homogène (on ne voit qu'un liquide rouge limpide) ; d) hétérogène ; e) homogène (liquides miscibles) ; f) hétérogène.
3Exercice 3
Recopie et complète avec les mots : soluble, insoluble, miscibles, non miscibles, solution.
a) Le sel est … dans l'eau ; on obtient une ….
b) Le sable est … dans l'eau.
c) L'eau et le pétrole sont … ; l'eau et le vinaigre sont ….
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a) Le sel est soluble dans l'eau ; on obtient une solution.
b) Le sable est insoluble dans l'eau.
c) L'eau et le pétrole sont non miscibles ; l'eau et le vinaigre sont miscibles.
4Exercice 4
Ibrahima met successivement dans trois verres d'eau : une cuillère de sucre (verre A), une cuillère de terre (verre B), une cuillère d'huile (verre C). Il remue puis laisse reposer.
a) Décris ce qu'il observe dans chaque verre.
b) Classe chaque mélange (homogène ou hétérogène) et donne son nom particulier quand c'est possible.
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a) Verre A : le sucre disparaît, le liquide est limpide. Verre B : l'eau devient trouble, puis la terre se dépose au fond au repos. Verre C : l'huile forme une couche à la surface de l'eau.
b) Verre A : mélange homogène, c'est une solution. Verre B : mélange hétérogène, c'est une suspension. Verre C : mélange hétérogène de deux liquides non miscibles.
5Exercice 5
Hawa ajoute du sel, cuillère après cuillère, dans un petit verre d'eau en remuant bien. Au début, le sel disparaît ; au bout de nombreuses cuillères, des grains restent au fond.
a) Comment appelle-t-on le mélange du début ? Est-il homogène ?
b) Que s'est-il passé à la fin ? Quel mot désigne cette solution ?
c) Le mélange final est-il homogène ou hétérogène ? Justifie.
d) Propose une expérience simple pour montrer que le sel est présent dans l'eau limpide du début.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) C'est une solution d'eau salée ; elle est homogène, car on ne voit qu'un liquide limpide.
b) L'eau ne peut plus dissoudre de sel : on a atteint la limite de dissolution. La solution est dite saturée.
c) Le mélange final est hétérogène, car on distingue à l'œil nu deux constituants : le liquide et les grains de sel au fond.
d) On verse un peu d'eau limpide du début dans une assiette et on la laisse au soleil : l'eau s'évapore et il reste une fine couche de sel blanc. (Ne jamais goûter un produit au laboratoire.)
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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