Les procédés physiques de séparation des mélanges

1. Le principe de toute séparation

Séparer un mélange, c'est récupérer ses constituants, sans les transformer. On utilise donc des procédés physiques : aucune substance nouvelle n'apparaît.

Chaque procédé profite d'une différence de propriété entre les constituants : la taille des grains, la masse, la couleur, l'attraction par un aimant, la solubilité dans l'eau, la température d'ébullition.

2. Séparer des solides

Le triage. On sépare à la main des objets qu'on reconnaît à l'œil : sa couleur, sa forme. Exemple : trier les cailloux du riz sur un plateau.

Le tamisage. On fait passer le mélange à travers un tamis (une grille à petits trous). Les grains fins passent, les gros restent. Exemple : tamiser la farine de manioc ou de maïs pour enlever les morceaux.

Le vannage. On lance le mélange en l'air à l'aide d'un van, dans le vent : les parties légères (paille, poussière, son) sont emportées, les grains lourds retombent. Exemple : vanner le riz ou le fonio après le battage.

L'aimantation (ou tri magnétique). Un aimant attire le fer et certains métaux, mais pas le sable, le bois ou le plastique. Exemple : retirer de la limaille de fer mélangée à du sable.

3. Séparer un solide insoluble et un liquide

La décantation. On laisse reposer le mélange : les particules solides, plus lourdes, tombent au fond (elles forment un dépôt). On verse ensuite doucement le liquide clair qui est au-dessus : on dit qu'on le transvase. La décantation permet aussi de séparer deux liquides non miscibles (l'huile au-dessus, l'eau au-dessous), par exemple avec une ampoule à décanter au laboratoire.

La filtration. On verse le mélange sur un filtre (papier filtre dans un entonnoir, tissu propre, couche de sable). Les particules solides sont retenues par le filtre : c'est le résidu. Le liquide clair qui passe s'appelle le filtrat. La filtration est plus efficace que la décantation pour obtenir un liquide limpide.

Attention : une eau limpide n'est pas forcément potable. La filtration ne retire pas les substances dissoutes ni les microbes les plus petits. Pour la boire sans danger, il faut encore la faire bouillir ou la traiter (quelques gouttes d'eau de javel selon les indications).

4. Séparer un solide dissous et un liquide

On ne peut pas filtrer de l'eau salée : le sel dissous passe à travers le filtre avec l'eau.

L'évaporation (ou vaporisation). On chauffe la solution, ou on la laisse au soleil : l'eau s'évapore et le solide dissous reste au fond. Exemple : sur la côte guinéenne, on produit du sel en faisant évaporer l'eau de mer ; au laboratoire, on chauffe de l'eau salée dans une coupelle. Mais l'eau est perdue dans l'air.

La distillation. Elle permet de récupérer le liquide en plus du solide. On chauffe la solution dans un ballon : l'eau se transforme en vapeur. Cette vapeur passe dans un tube refroidi (le réfrigérant) où elle redevient liquide. On recueille ce liquide, appelé le distillat : c'est de l'eau distillée, un corps pur. Le sel reste dans le ballon. La distillation permet aussi de séparer deux liquides miscibles qui ne bouillent pas à la même température (l'eau et l'alcool, par exemple).

5. Tableau pour choisir le bon procédé

6. Retour à la cuisine de Kadiatou

Sa mère utilise le vannage (paille et poussière emportées par le vent), la décantation (les cailloux lourds tombent au fond de la calebasse quand elle lave le fonio, puis elle récupère les grains du dessus), puis, pour l'eau du puits, une décantation suivie d'une filtration sur tissu. Pour retirer le sel de l'eau de mer, on utilise l'évaporation ; pour récupérer l'eau pure, la distillation.