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2DE : CORPS PURS ET MÉLANGES AU QUOTIDIEN (2)

lundi 6 septembre 2021, par Oscillo&Becher


CORPS PURS ET MÉLANGES

CORPS PURS ET MÉLANGES

2. IDENTIFICATION DES ESPÈCES CHIMIQUES

  • Quelques caractéristiques (Cas de l’eau, de l’éthanol, de l’aspirine (acide acétylsalicylique) :
Caractéristiques eau éthanol aspirine
Température de fusion \(\theta_{f}\) 0,00°C -114°C 135°C
Température d’ébullition \(\theta_{eb}\) 100°C 78,4°C 140°C
État physique et aspect à température ambiante (20°C) ……… incolore inodore ……….. incolore odorant ………… blanc
Masse volumique \(\rho\) (à 20°C) 1,00 \(g.cm^{-3}\) 0,790 \(g.cm^{-3}\) 1,4 \(g.cm^{-3}\)
Densité d (à 20°C) 1,00 0,790 1,4
Miscibilité/eau x oui x
Solubilité (du soluté (ici l’aspirine) à 25 °C 4,6 \(g.L^{-1}\) 200 \(g.L^{-1}\) X
  • \(\theta_{eb}\) en °C est donnée sous une pression de 1013 hPa.

AspirineSoluteSolvant.png

Figure 1 : On cherche à dissoudre le soluté (ici : le comprimé d’aspirine) dans le solvant ici l’eau dans le verre.

Solubilité d’une espèce chimique dans un solvant :

  • La solubilité s (exprimée en \(g.L^{-1}\)) d’une espèce chimique (solide, liquide ou gaz) correspond à la masse maximale de cette espèce (ici l’aspirine) que l’on peut dissoudre dans un litre de solvant (ex : l’eau, l’éthanol).
    • D’après la dernière ligne du tableau précédent, à 25°C, on ne peut dissoudre que 4,6 g d’aspirine par litre d’eau alors que l’on peut dissoudre 200 g d’aspirine par litre d’éthanol. L’aspirine est plus soluble dans l’éthanol que dans l’eau Sur le plan sanitaire, ce ne serait néanmoins pas une bonne idée que de remplacer le verre d’eau par un verre d’alcool ;o)

2.1. Température de changement d’état d’un corps pur

TemperatureChtEtat.png

Le passage de la matière d’un état à un autre (solide, liquide ou gazeux) est appelé changement d’état. Pour un corps pur, il se produit à une température donnée, qui dépend de l’espèce chimique constituant le corps pur.


Le passage de l’état à l’état (ou dans l'autre sens) se produit à la température de fusion ...
Le passage de l’état à l’état (ou dans l'autre sens) se produit à la température d'ébullition ...

Theme1ChtEtatsAcompleter.png

Figure 2 : Modélisation des changements d’état (Noms des 3 états de la matière à compléter)

2.2 Masse volumique \(\rho\) d’un corps

Une espèce chimique est caractérisée par sa masse volumique \(\rho\) qui dépend de son état physique.

La masse volumique \(\rho\) d’un échantillon de matière est une grandeur égale au quotient de sa masse m par le volume V qu’il occupe.

\(\rho = \frac{m}{V}\)

  • avec
    • \(\rho\), par exemple, en \(g.cm^{-3}\)
    • m : masse de l’échantillon en g
    • V : Volume de l’échantillon en \(cm^{3}\) (= mL voir tableau suivant)
  • Exemple à connaître : \(\rho_{eau}\) = 1,00 \(g.cm^{-3}\)
  • Rappel :

UnitesCapaciteVolume.png

Figure 3 : Unités de volume et de capacité : 1 \(m^{3}\) = 1000 \(dm^{3}\) = 1000 L ; 1 \(dm^{3}\) = 1000 \(cm^{3}\) = 1000 mL ; 1 mL = 1 \(cm^{3}\) = 0,001 L.

NB : À propos de la relation \(\rho = \frac{m}{V}\)


La relation précédente est équivalente à m =
ou encore V =

Densité d d’un corps

La densité d, grandeur sans unité, est définie par la relation :

\(d = \frac{\rho}{\rho_{eau}}\)

Dans cette relation, les masses volumiques doivent être exprimées dans la même unité.

Illustrations

Caractéristiques eau huile d’olive liège
Masse volumique \(\rho\) (à 20°C) 1,00 \(g.cm^{-3}\) 0,92 \(g.cm^{-3}\) 0,20 \(g.cm^{-3}\)
Densité d (à 20°C) 1,00 0,92 0,20
Miscibilité/eau x non x

LiegeEau.png

Figure 4 : Le liège est moins dense que l’eau.

HuileOliveEau.png

Figure 5 : À 20°C, l’eau et l’huile sont deux liquides non miscibles et l’eau est plus dense que l’huile.

2.3 IDENTIFICATIONS EXPÉRIMENTALES D’UNE ESPÈCE CHIMIQUE

2.3.1. Détermination d’une valeur expérimentale \(\rho_{exp}\) de la masse volumique

MesureMasseVolumique.png

- à l'aide d'une qui mesure la et d'un moyen de mesurer
  • \(\rho_{exp}\) à comparer aux valeurs de référence de masses volumiques.

2.3.2. Mesure de température de changement d’état

Exemple : \(\theta_{f}\), température de fusion évaluée

à l'aide

2.3.3. Chromatographie sur Couche Mince CCM


Elle permet de et les constituants d'un mélange

2.3.4. Tests chimiques courants

DES CARACTÉRISTIQUES POUR IDENTIFIER DES ESPÈCES CHIMIQUES : CORRECTION

IDENTIFICATIONS EXPÉRIMENTALES D’ESPÈCES CHIMIQUES : CORRECTION

  • Le banc Kofler permet d’évaluer la température de fusion \(\theta_{f}\) d’une substance solide.
  • Pour mesurer une masse volumique \(\rho = \frac{m}{V}\), il faut
    • une balance pour mesurer la masse m.
    • un moyen de mesurer le volume V.
  • Une chromatographie permet de séparer et d’identifier les constituants d’un mélange homogène.

Created: 2021-09-12 dim. 16:13

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