Mélanger des matières
Observer ce qui se passe quand on mélange deux matières.
Introduction
Que se passe-t-il quand on verse du sucre dans de l’eau ? Et du sable ? Dans le premier cas, le sucre semble disparaître ; dans le second, le sable tombe au fond. Les mélanges sont partout autour de nous, et savoir les reconnaître permet aussi de les séparer.
L'essentiel à retenir
Un mélange est constitué de plusieurs substances.
Dans un mélange homogène, on ne distingue pas les différents constituants à l’œil nu (eau sucrée) ; dans un mélange hétérogène, on les distingue (eau et sable).
Quand un solide se dissout dans un liquide, on obtient une solution ; le solide est le soluté et le liquide est le solvant.
Explication
Lorsqu’on verse du sel dans de l’eau et qu’on agite, le sel n’est plus visible : il s’est dissous. Le mélange obtenu est homogène et transparent : c’est une solution. Le sel n’a pas disparu : si l’on goûte, l’eau est salée, et si l’on fait évaporer l’eau, le sel réapparaît au fond du récipient. Une balance le confirme : la masse de la solution est égale à la masse de l’eau plus la masse du sel.
Il existe une limite. Si l’on ajoute trop de sel, une partie reste au fond : la solution est dite saturée. Dans 1 L d’eau, on peut dissoudre environ 360 g de sel de cuisine à température ambiante.
D’autres substances ne se dissolvent pas dans l’eau : on dit qu’elles sont insolubles. Le sable, la terre ou l’huile forment avec l’eau des mélanges hétérogènes. L’huile et l’eau ne se mélangent pas : l’huile, moins dense, flotte au-dessus. On dit que ces liquides ne sont pas miscibles.
Pour séparer les constituants d’un mélange hétérogène, on peut utiliser plusieurs techniques. La décantation consiste à laisser reposer le mélange : les particules solides tombent au fond. La filtration consiste à verser le mélange sur un filtre en papier : les particules solides sont retenues, le liquide passe à travers, on obtient un filtrat limpide.
Pour récupérer un soluté dissous, il faut utiliser l’évaporation : dans les marais salants, le soleil et le vent font évaporer l’eau de mer et le sel apparaît.
L’eau du robinet, qui paraît pure, est en réalité un mélange homogène : elle contient des sels minéraux dissous, indiqués sur l’étiquette des bouteilles d’eau minérale.
Exemples
Sirop + eau → mélange homogène.
Eau boueuse → mélange hétérogène ; on la filtre pour la rendre limpide.
Vinaigrette (huile + vinaigre) → mélange hétérogène de deux liquides non miscibles.
Eau sucrée : le sucre est le soluté, l’eau est le solvant.
Les marais salants de Guérande produisent du sel par évaporation de l’eau de mer.
Méthode
1. J’observe le mélange à l’œil nu.
2. Si je distingue plusieurs constituants, il est hétérogène ; sinon, il est homogène.
3. Pour un mélange hétérogène, je choisis décantation ou filtration.
4. Pour récupérer un solide dissous, j’utilise l’évaporation.
5. Je vérifie la conservation de la masse avec une balance.
Attention
Un solide dissous ne disparaît pas ! Il est toujours présent, mais sous forme de particules trop petites pour être vues. La preuve : la masse se conserve, et on peut le récupérer par évaporation. Un mélange homogène n’est pas forcément une substance pure.
Résumé de la notion
Un mélange peut être homogène (constituants invisibles, comme l’eau salée) ou hétérogène (constituants visibles, comme l’eau boueuse). On sépare les constituants par décantation, filtration ou évaporation. Lors d’une dissolution, la masse se conserve.
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