Corps purs et mélanges

L'eau distillée que l'on achète pour le fer à repasser n'est formée que d'eau, sans sels ni autres substances. Comment appelle-t-on un matériau formé d'une seule espèce chimique ? Donner un autre exemple de votre vie quotidienne.

L'eau du robinet semble être « juste de l'eau », mais elle contient de petites quantités de sels minéraux dissous. Est-ce un corps pur ou un mélange ? Justifier votre réponse.

Un verre d'eau salée et un verre d'eau distillée ont exactement le même aspect : tous deux sont transparents. Pourtant, l'un est un mélange homogène et l'autre un corps pur. Lequel est lequel ? Expliquer la différence entre « sembler » être une seule espèce chimique et « l'être ».

L'air que vous respirez est un mélange de gaz : surtout du diazote et du dioxygène. Où que l'on regarde, on ne voit pas certains gaz d'un côté et d'autres de l'autre. La figure représente les particules de l'air :

Est-ce un mélange homogène ou hétérogène ? Justifier votre réponse.

Fatima prépare une salade avec de la laitue, de la tomate, du maïs et du thon. Est-ce un mélange homogène ou hétérogène ? Expliquer ce que l'on voit pour le savoir.

Hugo adore le jus d'orange avec pulpe, dans lequel flottent des morceaux de fruit, comme le montre la figure.

Est-ce un mélange homogène ou hétérogène ? Justifier votre réponse.

Compléter la phrase avec les mots manquants : « Un corps pur est formé d'une seule $\dots$ ; un mélange, de deux ou plus. Si, dans un mélange, on ne distingue pas ses constituants, même à la loupe ou au microscope, il est $\dots$, et si on les distingue, il est $\dots$ ».

Par un matin de brouillard, l'air est plein de minuscules gouttelettes d'eau en suspension. L'air propre est un mélange homogène, mais qu'en est-il de l'air avec du brouillard ? Justifier votre réponse.

Dans la Station spatiale internationale, les astronautes respirent un mélange de diazote et de dioxygène semblable à l'air de la Terre, réparti de façon uniforme dans tout le vaisseau.

1. a) Est-ce un mélange homogène ou hétérogène ?
2. b) Imaginer qu'il soit hétérogène et que les gaz se séparent en couches à l'intérieur du vaisseau. Quel problème les astronautes auraient-ils ? Expliquer pourquoi il leur importe tant que le mélange soit homogène.

Le lait semble un liquide parfaitement uniforme, mais au microscope on voit de petites gouttes de graisse y flotter, comme le montre la figure.

Est-ce un mélange homogène ou hétérogène ? Expliquer pourquoi, à l'œil nu, il semble être le contraire.

Le sang semble un liquide rouge uniforme, mais si on le laisse reposer dans un tube à essai, il se sépare en couches : en bas les globules rouges et en haut un liquide jaunâtre appelé plasma, comme le montre la figure.

Le sang est-il un mélange homogène ou hétérogène ? Que vous indique l'apparition de ces couches ?

Le lait et la mayonnaise ont quelque chose en commun : ils semblent uniformes, mais au microscope on voit de petites gouttes de graisse réparties à l'intérieur.

1. a) Quel type de mélanges sont-ils ?
2. b) Quelle conclusion tirez-vous sur les mélanges qui « semblent » homogènes à l'œil nu ?

Le bronze des médailles est un alliage : du cuivre et de l'étain fondus ensemble, si bien mélangés qu'on ne distingue pas l'un de l'autre. Le bronze est-il un corps pur ou un mélange ? Homogène ou hétérogène ?

Classer ces matériaux en corps pur, mélange homogène ou mélange hétérogène :

1. a) De l'eau distillée.
2. b) L'air d'une pièce.
3. c) Un yaourt avec des morceaux de fraise.
4. d) Le dioxygène d'une bouteille médicale.

À la quincaillerie, on vend du fil de cuivre pur et des clous en acier, qui est un alliage de fer et de carbone.

1. a) Lequel des deux matériaux est un corps pur ?
2. b) L'acier est un mélange : homogène ou hétérogène ? Justifier vos réponses en vous demandant si ses constituants se distinguent.

Classer ces mélanges en homogènes ou hétérogènes et justifier votre réponse dans chaque cas :

1. a) L'air de la montagne.
2. b) Le gaspacho.
3. c) Une cuillère en acier inoxydable.
4. d) Un milk-shake à la fraise avec des morceaux de fruit.

Prenez une poignée de sable de la plage et regardez-la à la loupe : vous verrez des grains de quartz, des morceaux de coquillage et des restes d'autres minéraux. Quel type de mélange est le sable ? Pourquoi, pourtant, la plage paraît-elle de la même couleur de loin ?

Une boisson gazeuse, tout juste achetée et fermée, semble un liquide uniforme. Quand on l'ouvre et qu'on la laisse un moment dans le verre, elle se remplit de bulles. Quand est-ce un mélange homogène et quand un mélange hétérogène ? Expliquer le changement.

Pauline et Léo discutent à propos d'un verre d'eau avec des glaçons comme celui de la figure.

Pauline dit que c'est un mélange hétérogène parce qu'on distingue deux parties : le liquide et les solides. Léo dit que c'est un corps pur parce que tout est de l'eau. Justifier qui a raison en réfléchissant au nombre d'espèces chimiques différentes présentes dans le verre.

Une bague en or de $24$ carats est en or pur. Une bague de $18$ carats contient $75\ \%$ d'or mélangé à de l'argent et du cuivre, répartis de façon uniforme.

1. a) Classer chaque bague : corps pur, mélange homogène ou mélange hétérogène ?
2. b) Les deux bagues sont jaunes et brillantes partout. Pourquoi cela ne suffit-il pas pour affirmer que les deux sont des corps purs ?

Observer un plan de travail en granit : il présente des veines grises, des petits points noirs brillants et des zones rosées, car il est formé de plusieurs minéraux différents (quartz, feldspath et mica), comme le montre la figure.

Le granit est-il un mélange homogène ou hétérogène ? Justifier votre réponse en tenant compte du fait que le plan de travail ressemble à « une seule pierre ».

Une bouteille d'eau minérale annonce sur l'étiquette « eau pure ». Un camarade dit que, si elle était vraiment pure, en évaporant quelques gouttes sur une vitre il ne resterait aucune trace.

1. a) Que pensez-vous que l'on verrait réellement sur la vitre après évaporation de l'eau ?
2. b) Que démontre ce résultat à propos de l'eau minérale ? L'étiquette est-elle correcte ?

Chercher chez vous un exemple de chaque type de matériau : un corps pur, un mélange homogène et un mélange hétérogène. Les nommer et justifier chaque choix en indiquant quels constituants vous pensez que chacun contient.

Vous mélangez de l'huile et du vinaigre dans un bocal et vous agitez fortement : le mélange devient trouble et uniforme. Au bout de dix minutes, deux couches se sont formées, comme le montre la figure.

1. a) À quel moment le mélange est-il hétérogène : juste après agitation, après repos ou toujours ? Le justifier.
2. b) Qu'est-ce qui a changé pendant le repos : les substances ou seulement leur répartition ?