M. VERHILLE — Physique-Chimie · 5eme
Objectifs et competences
Attendus de fin de cycle (BO 2020 — cycle 4) :
- Distinguer corps pur et melange
- Choisir et realiser une technique de separation
Competences du socle :
- D4 : Mettre en oeuvre un protocole de separation
- D2 : Choisir le bon outil pour la separation
A la fin de ce chapitre, l'eleve sait :
1. Corps purs et melanges
| Type | Definition | Caractéristique | Exemple |
|---|---|---|---|
| Corps pur | Une seule espece chimique | Palier a pression constante lors de la coexistence des deux etats | Eau distillee (Teb = 100°C) |
| Melange | Plusieurs especes chimiques | Generalement pas de palier unique dans les exemples etudies | Eau salee (Teb > 100°C) |
Pour identifier un corps pur : verifier que la temperature reste constante pendant le changement d'etat (palier).
2. Melanges homogenes et heterogenes
| Type | Aspect | Test | Exemples |
|---|---|---|---|
| Homogene | Uniforme (1 seule phase) | On ne voit pas les composants | Eau salee, sirop, air |
| Heterogene | Non uniforme (plusieurs phases) | On distingue les composants | Vinaigrette, eau + sable, lait (au microscope) |
3. Techniques de separation
| Technique | Principe | Melange traite | Schema |
|---|---|---|---|
| Decantation | Laisser reposer → les particules lourdes tombent | Heterogene (eau + sable) | Becher : laisser deposer puis verser doucement le surnageant |
| Filtration | Passer a travers un filtre | Heterogene (eau + terre) | Entonnoir + papier filtre |
| Evaporation | Chauffer → le solvant s'evapore | Homogene (eau salee) | Becher + bec Bunsen |
| Distillation | Evaporation + condensation | Homogene (melanges de liquides) | Ballon + colonne + refrigerant |
| Chromatographie | Migration sur papier selon l'affinite | Homogene (encres, colorants) | Papier + solvant |
4. La dissolution
- Solvant : liquide qui dissout (ex : eau)
- Solute : substance dissoute (ex : sel, sucre)
- Solution : melange homogene obtenu (ex : eau salee)
Miscibilite
La miscibilite designe la capacite de deux liquides a se melanger pour former un melange homogene.
| Liquides | Miscibles ? | Observation |
|---|---|---|
| Eau + alcool (ethanol) | Oui | Melange homogene (une seule phase) |
| Eau + sirop | Oui | Melange homogene colore |
| Eau + huile | Non | Melange heterogene (deux phases visibles) |
| Eau + essence | Non | Melange heterogene |
Deux liquides miscibles forment un melange homogene. Deux liquides non miscibles forment un melange heterogene (on voit les deux phases).
Solubilite
La solubilite est la masse maximale de solute qu'on peut dissoudre dans 1 L de solvant.
| Solute | Solubilite dans l'eau a 20°C |
|---|---|
| Sel (NaCl) | 360 g/L |
| Sucre | 2 000 g/L |
| Dioxygene (O₂) | 0,009 g/L |
La conservation de la masse s'applique : m(solution) = m(solvant) + m(solute)
Bilan — Ce qu'il faut retenir
| Notion | Definition |
|---|---|
| Corps pur | Une seule substance, temperature de changement d'etat fixe |
| Melange homogene | Aspect uniforme, plusieurs substances |
| Filtration | Separer un solide d'un liquide avec un filtre |
| Miscibilite | Capacite de deux liquides a se melanger (eau+alcool : miscibles ; eau+huile : non miscibles) |
| Solubilite | Masse max de solute dans 1 L de solvant |
Mots-cles : corps pur, melange, homogene, heterogene, filtration, decantation, distillation, chromatographie, dissolution, solubilite, miscibilite
Erreurs frequentes :
- Penser qu'un melange homogene est un corps pur (non, c'est juste qu'on ne voit pas les composants)
- Confondre filtration et decantation (filtration utilise un filtre, decantation utilise la gravite)
Differenciation
- Remediation : classer des exemples du quotidien en melange homogene ou heterogene (jus d'orange avec pulpe, eau salee, vinaigrette, sirop de menthe dilue)
- Approfondissement : proposer un protocole complet de separation d'un melange complexe contenant eau salee + sable + huile (decantation, filtration, evaporation)
Ressources associees
- QCM : voir QCMs 5eme existants
Navigation
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Separation : l'ampoule a decanter sert a separer deux liquides non miscibles (huile/eau). Les grains de sable peuvent obstruer son robinet.
Preparation accompagnee — air et tests des gaz
Dans l'air sec, le diazote represente environ 78 %, le dioxygene 21 % et les autres gaz environ 1 %. Le CO₂ est de l'ordre de 0,04 % ; sa proportion varie et augmente a l'echelle du siecle. La vapeur d'eau est variable. Une humidite relative de 80 % ne signifie pas que l'air contient 80 % de vapeur d'eau.
Le professeur encadre les tests : une buchette incandescente se ravive dans une atmosphere suffisamment riche en dioxygene ; le CO₂ trouble l'eau de chaux dans les conditions de l'experience. Eteindre une flamme ne suffit pas a identifier le CO₂. Le dioxygene est un comburant, pas un combustible. Ces connaissances sont preparees avant le QCM sur l'air.