CORPS PURS ET MÉLANGES (2)
Table des matières
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.
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
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 ...
Figure 2 : Modélisation des changements d’état (Noms des 3 états de la matière à compléter)
2.2 Masse volumique \(\rho\) d’un corps
Expression
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 :
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.
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 |
Figure 4 : Le liège est moins dense que l’eau.
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
Mesure de température de changement d’état
Exemple : \(\theta_{f}\), température de fusion évaluée
à l'aideDétermination d’une valeur expérimentale \(\rho_{exp}\) de la masse volumique
- \(\rho_{exp}\) à comparer aux valeurs de référence de masses volumiques.
Tests chimiques courants
Chromatographie sur Couche Mince CCM
Elle permet de et les constituants d'un mélange
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.
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