Chapitre 5. L eau et les mélanges. I. Mélange de l eau avec des liquides I.1. Activité : Matériel: Tubes à essais, eau, sirop de grenadine, alcool, huile, cyclohexane Protocole général: Dans un tube à essais introduire successivement quelques ml de liquide n 1 et rajouter environ une même quantité de liquide n 2. Agiter après avoir bouché le tube et observer. Laisser reposer et observer à nouveau. Légender et compléter les schémas et le tableau. Liquide N 1 Liquide N 2 eau sirop de grenadine eau alcool eau cyclohexane huile vinaigre huile essence huile cyclohexane Schémas des tubes avec les liquides Mélange Homogène ou hétérogène?..... Observation après repos..... Miscibles ou non miscibles?...... On donne les masses volumiques suivantes : ρ sg = 1.3 g/cm 3, ρ o = 1.0 g/cm 3, ρ cy = 0.8 g/cm 3. II. Conclusion : Le mélange est dit hétérogène lorsque l on observe au moins deux constituants. Lorsque l on ne distingue qu un seul constituant, le mélange est homogène. Deux liquides sont miscibles quand on obtient un mélange Deux liquides sont non miscibles quand on obtient un mélange. Donner une définition de l émulsion :.
III. Mélange de l eau avec des solides: III.1. Activité 1: Matériel: Bécher, terre, eau. Lorsqu on mélange de la terre avec de l eau, on obtient un mélange car on observe au moins deux constituants. a b Après un temps de repos, les particules solides se déposent au fond du bécher (fig. b). Au dessus de ce dépôt on observe un liquide trouble. On dit que la terre s est séparée de l eau par décantation. Conclusion: Lors d une décantation, les matières solides en suspension dans l eau se déposent au fond du récipient. III.2. Activité 2: Matériel: Bécher, eau, sucre, sel. Lorsqu on mélange l eau et le sucre ou le sel, on obtient une solution (mélange) homogène. On ne voit plus le sucre ou le sel, on dit qu ils se sont dissous (ils sont solubles). La substance soluble est appelée soluté et le liquide est appelé solvant. Note: Limite de solubilité: A partir d une certaine quantité de sucre ou de sel, la substance solide ne peut plus se dissoudre, la solution devient hétérogène, on dit alors qu elle est saturée. Par exemple, à 20 C on peut dissoudre jusqu à 300 g de sel dans un litre d eau. Concentration massique d une solution: Préparation d une solution d eau salée: Protocole expérimental: Prendre une fiole jaugée de 100 ml et la remplir à moitié d eau. Verser 3.5 g de sel dans l eau. Boucher la fiole et agiter jusqu à ce que le sel soit dissous. Verser ensuite de l eau dans la fiole jusqu à ce que la base du ménisque coïncide avec le trait de jauge. Quelle est la concentration massique de cette solution?
Activité: Masse de soluté Ms (g) 2 5 12 15 8 6 15 Volume de solution Vsol 1 L 2 L 0.5 L 3 L 100 ml 250 ml 400 ml Concentration massique Cm (g/l) Ms/Vsol Conclusion: La concentration massique d une solution s exprime au moyen de la formule suivante, C m = M soluté / V solution (g/l) (g) (L) IV. Conservation de la masse lors d une dissolution: Y a-t-il conservation de la masse lorsqu on dissout un corps dans l eau? Conclusion: La masse se conserve lors d une dissolution.
V. Séparation des constituants d un mélange: V.1. Séparation des constituants d un mélange de deux ou plusieurs liquides non miscibles: On utilise une ampoule à décanter suivant le schémas ci-dessous. Le liquide le plus lourd étant en bas. V.2. Séparation des constituants d un mélange hétérogène (liquide solide): Lorsqu un mélange est constitué d une partie liquide et d une partie solide, comment peut-on séparer ces deux parties? On procède en deux étapes : On effectue d abord une décantation qu on fait suivre par une filtration. La filtration Verser le liquide obtenu après décantation, dans un filtre le long de l'agitateur. c Au fond du bécher, le liquide recueilli est... On l'appelle filtrat (fig. c). Les particules... sont retenues par le filtre. C'est le résidu (fig. d). Conclusion: Les opérations de décantation et de filtration ont permis de séparer les constituants d un mélange hétérogène. d
VI. Evaporation et distillation: Après la filtration, pour séparer l eau des constituants restants dans le mélange homogène, il faut procéder à une évaporation ou à une distillation. VI.1. L évaporation a) Avant l évaporation. b) Après l évaporation, il reste de fines particules solides. Le liquide disparaît après évaporation et de fines particules solides restent dans le fond du récipient. Des matières solides étaient donc contenues dans l eau. Conclusion: Un liquide peut se séparer de matières solides par évaporation en passant à l état gazeux sans augmentation de température. VI.2. La distillation L évaporation étant lente, on peut chauffer le liquide. sortie de l'eau réfrigérant arrivée de l'eau de refroidissement liquide à distiller chauffe ballon électrique distillat VII. Séparation de colorants: (Chromatographie) Activité: 1) Préparation de la bande de papier filtre: 1 2
2) Observations: Que se passe-t-il?.. Que peut-on conclure en observant les taches de couleur jaune et rouge? A chaque colorant correspond.de migration. Qu est-il arrivé à la tache verte? Que remarque-t-on pour les taches jaunes? 3) Conclusion: La chromatographie est une méthode de...des colorants dans un mélange...