Chapitre 2 : Mélanges aqueux homogènes et hétérogènes

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1 Chapitre 2 : Mélanges aqueux homogènes et hétérogènes 1/ Pictogrammes et verrerie en chimie (voir la fiche au début du cahier la fin) 1/ Avant de commencer, 3 définitions! Mélange aqueux : Mélange à base d eau 2 types vin sang eau minérale vinaigre Mélange aqueux HOMOGENE Mélange à base d eau où on ne distingue qu UN constituant à l œil nu : Mélange aqueux HETEROGENE Mélange à base d eau où on distingue au moins DEUX Tony constituants leparoux, professeur à l œil de nu. physique-chimie

2 Exemples Exemples : Exemple Eau Eau pétillante Lait Jus d orange Eau boueuse Vin Homogène ou hétérogène? Homogène Hétérogène Homogène Hétérogène Hétérogène Homogène Attention : tout mélange homogène en apparence est en fait hétérogène quand on l observe au microscope : 2/ Comment séparer les constituants d un mélange hétérogène? A/ Démarche d investigation : Tintin en Amazonie Zorrino, Tintin, le Capitaine Haddock et Milou traversent la forêt amazonienne depuis plusieurs jours

3 Comment peux-tu aider nos amis à rendre l eau limpide? Le matériel que j ai laissé à Tintin est dans la salle. Tu peux utiliser ce que tu veux, pas forcément tout! 1/ Ce que je vais faire RAISONNER ( /2) Je vais laisser décanter l eau puis la filtrer. Le matériel que je vais utiliser est : 2 béchers, papier filtre, entonnoir, support. 2/ Je réalise mon expérience proprement et dans le calme. 3/ Ce que j observe S INFORMER ( /2) Les résultats de mon expérience sont : Après décantation, le mélange est plus limpide et les particules les plus lourdes sont tombées au fond.

4 Après la filtration, l eau est limpide. Je réalise un schéma légendé et PROPRE de l expérience que j ai faite et j indique le résultat: On peut aussi chauffer et récupérer l eau grâce à un tuyau : cela détruit les bactéries et les microbes 4/ Ce que je conclus : Rédige un «petit mot» à Tintin pour lui indiquer comment faire pour obtenir de l eau limpide? COMMUNIQUER ( /2) Tintin, il faut que tu laisses reposer l eau quelques minutes (décantation) puis que tu la filtres avec un papier filtre. Tu peux aussi préparer un feu et faire chauffer l eau au-dessus de 65 C pour détruire les microbes et les bactéries «méchantes» (dites pathogènes). Bon courage. Ouverture : L eau limpide obtenue est-elle vraiment potable (buvable)? Pourquoi? RAISONNER ( /1) Non. A l intérieur, il y a encore plein de petites bactéries et de microbes invisibles mais DANGEREUX pour la santé. Il faut la faire chauffer au dessus de 65 C avant de la consommer. Bear Grylls et les cobayes te le disent sur physikos.(vidéos) Ce que je retiens : Pour séparer les constituants d un mélange hétérogène comme l eau boueuse, on peut faire : Une DECANTATION : On laisse REPOSER et les particules les plus lourdes tombent AU FOND. Une FILTRATION: On fait passer le liquide à travers un PAPIER FILTRE situé dans un ENTONNOIR afin de retirer les particules plus fines. B/ BILAN 1 ère technique : DECANTATION 2 ème technique : FILTRATION 3 ème technique : CENTRIFUGATION On laisse REPOSER pour que les particules les plus LOURDES tombent au fond On fait passer le mélange à travers un PAPIER FILTRE situé dans un ENTONNOIR afin que les particules plus FINES soient C est une DECANTATION accélérée. On fait tourner un mélange à grande vitesse pour que les particules les plus lourdes soient «plaquées» au fond par la force CENTRIFUGE stoppées. Le liquide recueilli est LIMPIDE : c est le FILTRAT

5 4 ème technique : FILTRATION SOUS PRESSION REDUITE On filtre un liquide en l aspirant grâce à une trompe à vide. Il passe à travers un papier filtre classique situé dans un vase Buchner. Cette technique est plus rapide et plus performante que la filtration normale. 3/ Comment séparer deux liquides qui ne se mélangent pas? 2 liquides qui peuvent se mélanger sont miscibles 2 liquides qui ne peuvent pas se mélanger sont non-miscibles Exemple Sirop et eau Huile et eau Essence et eau Lait et eau White spirit et huile White spirit et eau Miscibles ou nonmiscibles?? Miscibles Non-miscibles Non-miscibles Miscibles Miscibles Non-miscibles dessin phase

6 Situation : Albert a renversé de l huile dans sa bouteille d eau. Il aimerait boire l eau seulement mais ne sait pas comment faire. Aide-le et fais un dessin ou un schéma de ce qu il faut faire. Technique SANS matériel de chimie Technique AVEC matériel de chimie Arrivé à ce niveau, l eau n est pas potable même si elle est limpide. A l intérieur se trouvent pleins de petites bactéries et microbes invisibles dangereux pour la santé. D/ Les stations d épuration : traitement des eaux usées (activité vidéo) Collecte des eaux usées 1/ Comment appelle-t-on le réseau où sont rejetées les eaux usées? Les égouts. 2/ Le pourcentage de traitement des eaux usées est : 20% 60% 80% 3/ Quelles sont les 3 principales origines des eaux usées? Domestique Collective industrielle 4/ Où sont situés les égouts dans Paris? Au dessous de la ville Au dessus de la ville. Dans la ville 5/ Quelle est la longueur du réseau d égouts de paris? 2100 km 50 km km 1000 km 6/ Quel est le volume d eaux usées qui circule dans les égouts, chaque jour? m m m m 3

7 7/ Comment appelle-t-on les établissements qui traitent les eaux usées? usine d eau potable Station d épuration centrale d assainissement 8/ comment l eau y arrive-t-elle? (2 réponses) grâce à l altitude grâce à des pompes de relevage. grâce au vent. grâce au feu. Epuration des eaux usées 9/ Quel est le nom de la première étape? Filtration Floculation Dégrillage Dessablage 10/ Quel est son but? A quelle autre technique vous fait-elle penser? Elle permet de retenir les déchets les plus gros. Elle nous fait penser à la filtration 11/ Quel est le nom de la 2 ème étape? Que s y passe-t-il? Dessablage et déshuilage désengorgeur Dépollution Détergent 12/ Quel est le nom de la 3 ème étape? Repos Décantation primaire Déposition primaire 13/ Quel est le nom de la 4 ème étape? Avec quel agent se fait cette 4 ème étape? Ozonolyse avec de l ozone Epuration biologique avec des bactéries 14/ Quel est le nom de la 5 ème étape? opacification Transparence limpidification Clarification 15/ Quel est le nom de la dernière étape? Rejet dans la rivière débouage nettoyage purification Envoi dans les habitations 17/ L eau rejetée est elle potable? Oui Non 18/ Quel est l intérêt d une station d épuration? (plusieurs réponses) Rendre l eau potable rendre l eau limpide Eviter la pollution de l environnement Nettoyer l eau pour la rejeter dans la rivière 4/ Gaz dissout dans une boisson pétillante A/ Quelques informations sur les eaux pétillantes. Traitement thérapeutique avec des médicaments Dès l'antiquité romaine, les sources d'eau pure étaient connues pour leurs différents bénéfices curatifs* (* qui soignent). L'eau minérale naturelle acquiert une très grande popularité au XVIIIe siècle avec l'hydrologie médicale, science qui se fonde sur ses qualités curatives, d'ailleurs confirmées par le médecin de Louis XVI pour la Source de Contrexéville. Au XIXe siècle, c'est le succès du thermalisme*(*cures thermales) qui entraîne le développement d'une véritable industrie des eaux minérales naturelles. L'eau pétillante est : - soit une eau de source naturelle "gazeuse" ou une eau minérale naturelle "gazeuse" dans laquelle le gaz se trouve dissous naturellement (l'eau se charge en dioxyde de carbone lors de sa remontée vers la source) - soit une eau gazéifiée, c'est-à-dire une eau rendue "gazeuse" de façon artificielle par ajout direct de dioxyde de carbone, en usine ou à domicile, ou de produits chimiques créant le dioxyde de carbone comme par exemple un sachet Vée (composition d'un sachet Vée permettant d'obtenir un litre d'eau pétillante : 4,15 g d'acide tartrique et 5,80 g d' hydrogénocarbonate de sodium) ou un cachet d aspirine effervescent.

8 Questions : 1/ Quels bienfaits apportent ces eaux pétillantes au corps? Elles sont curatives : elles soignent les mal-être. 2/ Quels sont les deux types d eau pétillantes? Il y a l eau gazeuse naturelle et l eau gazéifiée artificielle 3/ Quelle différence y-a-t-il entre ces deux eaux? La première est naturelle et la seconde est artificielle. 4/ Avec quelle méthode artificielle peut-on produire une effervescence (dégagement gazeux) dans de l eau? Par exemple avec un sachet Vée ou une machine comme sodastream. B/ TP : Capitaine haddock n aime pas le Perrier Tonnerre de Brest! Je n ai plus de vin! J aimerais bien récupérer les bulles de cette boisson pour savoir ce que c est! 1/ Je vais t aider un peu, mais complète les phrases suivantes avant de commencer! Avant l ouverture, le Perrier du capitaine Haddock semble être un mélange (homogène/ hétérogène) A l ouverture, on entends un «pschitt» dû à la pression Après l ouverture, des bulles apparaissent : c est donc un mélange (homogène/ hétérogène) 2/ Je te donne des dessins dans le désordre de l expérience à faire pour récupérer le gaz. Classe-les dans le bon ordre et complète la petite conclusion! ORDRE : E /B / G / D / F / A / C

9 Conclusion : On a récupéré le gaz dissout dans le Perrier par DEPLACEMENT d eau. Dans le tube à essai, il n y a que LE GAZ DISSOUT 3/ Pour identifier ce gaz, verse de l eau de chaux à l intérieur. Verse l eau de chaux très rapidement puis ferme le tube à essai! Complète Schéma : AVANT de verser l eau de chaux Schéma : APRES avoir versé l eau de chaux Conclusion : L eau de chaux se trouble en présence du gaz dissout : ce gaz est donc du du dioxyde de carbone On peut dire que l eau de chaux est le test de reconnaissance du dioxyde de carbone C/ BILAN Une boisson pétillante contient un gaz dissout : c est du dioxyde de carbone (CO 2 ) On peut récupérer ce gaz par déplacement d eau en chauffant ou secouant la boisson pétillante. Le dioxyde de carbone (CO 2 ) est mis en évidence par l eau de chaux qui se trouble