L'air n'est pas le seul mélange que nous voyons dans notre vie quotidienne, qu'il s'agisse du savon que nous utilisons pour nous laver les mains, du sang qui circule dans nos veines ou de la terre qui nourrit nos plantes. Tout autour de nous, il y a des mélanges, et dans cet article, nous allons tout apprendre à leur sujet !
- Cet article porte sur les types de mélanges.
- Tout d'abord, nous définirons ce qu'est un mélange.
- Ensuite, nous examinerons les mélanges homogènes et leurs deux types particuliers : les solutions et les alliages.
- Ensuite, nous étudierons les mélanges hétérogènes et leurs deux types particuliers : les colloïdes et les suspensions.
- Nous utiliserons ensuite nos nouvelles compétences pour identifier le type de mélange.
- Enfin, nous découvrirons différentes méthodes de séparation des mélanges.
Deux types de mélanges en chimie
Un mélange estune substance qui se forme en combinant deux ou plusieurs autres substances. Ce processus est un changement physique et non chimique, de sorte que chaque composant conserve ses propriétés d'origine.
Il existe deux types de mélanges. Ce sont :
- Le mélange homogène
- Mélange hétérogène
La principale différence entre ces deux types est la répartition des composants au sein du mélange.
Les mélanges sont différents des composés car les composés sont formés chimiquement, alors que les mélanges sont formés physiquement. De plus, les mélanges peuvent être constitués à la fois de composés et d'éléments, alors que les composés ne peuvent être constitués que d'éléments.
Types de mélanges : Mélanges homogènes
Un mélange homogène est un mélange dont la composition est uniforme (c'est-à-dire qu'il ne comporte qu'une seule phase).
Une phase est une partie d'un échantillon qui a une composition et des caractéristiques uniformes
L'un des points clés des mélanges homogènes est que tu ne peux pas dire où une partie se termine et où une autre commence. L'eau salée en est un bon exemple. Dans un échantillon d'eau salée, tu ne peux pas voir les grains individuels de sels qui ont été dissous, tu vois plutôt un mélange trouble unifié.
Un autre point important est que les mélanges homogènes ont une distribution uniforme, mais pas un rapport fixe, comme dans un composé. Par exemple, dans le composé NaCl, il y a toujours 1 mole de Na pour 1 mole de Cl. Cependant, dans le mélange d'eau salée, il peut y avoir 3 moles de sel pour 10 moles d'eau ou 6 moles de sel pour 12 moles d'eau. Le rapport n'a pas d'importance, tant que les ions de sel dissous sont répartis uniformément.
Le mélange d'eau salée est une solution.
Une solution est un mélange homogène qui se forme lorsqu'un soluté est dissous dans un solvant.
Voici à quoi cela ressemblerait dans une solution :
Fig.1-Différents mélanges homogènes d'eau salée.
Les ions de sel sont répartis de façon homogène. Si tu coupes l'un ou l'autre des échantillons en deux, la répartition est la même. C'est pourquoi ces solutions sont considérées comme "uniformes".
Un type particulier de mélange homogène est un alliage.
Un alliage est un mélange homogène d'un métal + un autre métal ou un non-métal
Types de mélanges : Mélanges hétérogènes
Dans un mélange hétérogène, la composition n'est pas uniforme et il existe des phases claires et distinctes.
L'huile et l'eau ne se mélangent pas. Si tu verses de l'huile dans un verre d'eau, l'huile flottera au-dessus. Chacune d'entre elles est une phase claire, et nous pouvons facilement les distinguer. Tous les mélanges de liquides non miscibles (qui ne se mélangent pas) sont hétérogènes.
Les particules hétérogènes ne sont pas réparties uniformément, comme le montre l'illustration ci-dessous.
Fig.2-Différents mélanges hétérogènes.
Le mélange d'huile et d'eau ressemblerait à l'exemple ci-contre. Si je coupais ces deux échantillons en plusieurs morceaux, chaque morceau aurait une composition différente, c'est pourquoi ils sont hétérogènes.
Il existe deux types particuliers de mélanges hétérogènes :
- Les colloïdes.
- Suspension.
Lescolloïdes sont un mélange où de petites particules insolubles sont en suspension dans une autre substance. Selon l'état des particules en suspension et la substance dans laquelle elles sont en suspension, les colloïdes peuvent porter différents noms :
- Sol: particules solides dans un liquide
- Ex : peintures : particules de pigments dans l'eau
- Emulsion: Particules liquides dans un liquide
- Ex : huile dans l'eau
- Mousse: Particules de gaz dans un liquide/solide
- Ex : bulles de savon
- Aérosol : particules liquides/solides dans un gaz
- Ex : fumée : suie dans du dioxyde de carbone
La farine dans l'eau est un exemple de suspension. Lorsqu'elle est initialement agitée, les particules de farine sont en suspension dans l'eau. Cependant, au bout d'un certain temps, la farine coule au fond.
Bien que les colloïdes et les suspensions puissent ressembler à des solutions, ils sont différents. Il y a deux différences principales. La première est que les colloïdes/suspensions ont deux phases, puisque les particules sont insolubles, alors que les solutions n'ont qu'une seule phase puisque les particules sont solubles.
La deuxième différence est la taille des particules, comme indiqué ci-dessous.
Fig.3 - Différentes tailles de particules pour différents types de mélanges
Les particules d'une solution sont des molécules/ions individuels, alors qu'elles sont beaucoup plus grosses dans les colloïdes et les suspensions.
La taille de ces particules influe également sur la façon dont la lumière interagit avec elles, ce que l'on appelle l'effet Tyndall.
Lorsque la lumière traverse un colloïde ou une suspension, les particules dévient la lumière et la font se disperser. C'est ce qu'on appelle l'effet Tyndall.
Voici à quoi cela ressemble :
Fig.4 - L'effet Tyndall.
En fait, les particules de lumière (photons) rebondissent sur les particules du colloïde ou de la suspension, et sont donc visibles. Cependant, les particules d'une solution ne sont pas assez grandes pour provoquer cet effet, et la lumière n'est donc pas visible.
Types de mélanges et leurs exemples
Maintenant que nous avons bien compris les différents types de mélanges, essayons de les identifier.
Quel type de mélange représentent les exemples suivants ? a) l'air b) le biscuit aux pépites de chocolat c) le sable dans l'eau d) le bronze e) l'eau boueuse f) la boue
a) L'air est un mélange homogène car il a une composition uniforme et tu ne peux pas en distinguer les différentes parties (azote, oxygène, etc.).
b) Un biscuit aux pépites de chocolat a deux phases : Les pépites de chocolat et le biscuit. Comme il a deux phases distinctes, c'est un mélange hétérogène .
c) Le sable ne peut pas être dissous dans l'eau. Lorsqu'il est mélangé au départ, il sera en suspension dans l'eau, mais finira par se déposer. C'est pourquoi il s'agit d'une suspension ou d'un mélange hétérogène.
d) Le bronze est un mélange de deux métaux : le cuivre et l'ion. Comme il n'a qu'une seule phase claire, il s'agit d'un alliage/mélange homogène
e) L'eau boueuse est un mélange d'eau et de boue. Comme la boue ne se dissout pas dans l'eau et que ses particules sont grosses/se déposent, il s'agit d'une suspension/d'un mélange hétérogène.
f) La boue est un mélange de composés comme le limon, l'argile ou la terre mélangés à l'eau. Ces composés ne sont pas solubles dans l'eau et sont plutôt en suspension, mais ils ne se déposent pas. C'est pourquoi il s'agit d'un mélange colloïdal/hétérogène .
Séparation des mélanges
Les mélanges étant le résultat d'une combinaison physique, ils peuvent être séparés par des moyens non chimiques (physiques).
Tu trouveras ci-dessous un tableau énumérant quelques méthodes de séparation courantes et les cas où elles peuvent être utilisées.
| Nom de la méthode | Procédé | Utilisé pour séparer |
| Filtration | Un papier filtre est placé dans un entonnoir, et le mélange est versé dessus. Les particules solides seront retenues par le filtre, tandis que le liquide passera au travers | Liquides à partir de solides insolubles |
| Évaporation | Le mélange est chauffé, le liquide est donc éliminé par ébullition. | Solides solubles à partir d'un liquide |
| Distillation | Le mélange est porté à ébullition puis condensé. Les différents composants s'évaporent à des températures différentes | Deux ou plusieurs liquides miscibles/mélangeables avec des points d'ébullition différents. |
| Chromatographie | La solution est déposée sur une plaque de gel de silice, qui est placée dans un solvant. Le solvant entraîne les différents composants à des vitesses différentes, ce qui permet de les séparer. | Composés ayant des propriétés similaires, mais des polarités différentes. |
| Entonnoir de séparation | Le mélange est placé dans une ampoule à décanter, qui est secouée/inversée plusieurs fois jusqu'à ce que les liquides se séparent | Liquides non miscibles (ayant des densités différentes) |
En fonction du mélange, plusieurs méthodes peuvent être utilisées. Par exemple, un mélange de sable et d'eau peut être séparé par évaporation ou par filtration, mais la filtration est souvent plus facile/rapide.
Types de mélanges - Points clés
- Un mélange est une substance qui se forme en combinant deux ou plusieurs autres substances. Ce processus est un changement physique et non chimique, de sorte que chaque composant conserve ses propriétés d'origine.
- Un mélange homogène est un mélange dont la composition est uniforme (c'est-à-dire qu'il ne comporte qu'une seule phase)
- Une phase est une partie d'un échantillon dont la composition et les caractéristiques sont uniformes
- Une solution est un mélange homogène qui se forme lorsqu'un soluté est dissous dans un solvant.
- Un alliage est un mélange homogène d'un métal + un autre métal ou un non-métal
- Dans un mélange hétérogène, la composition n'est pas uniforme et il existe des phases claires et distinctes.
- Les colloïdes sont un mélange où de petites particules insolubles sont en suspension dans une autre substance.
- Les suspensions sont un mélange où de grosses particules insolubles sont en suspension dans une autre substance, mais finissent par se déposer
Lorsque la lumière traverse un colloïde/une suspension, les particules dévient la lumière, ce qui la fait se disperser. C'est ce qu'on appelle l'effet Tyndall
Il existe plusieurs façons de séparer les mélanges, comme la filtration, l'évaporation, la distillation, la chromatographie et la séparation à l'aide d'une ampoule à décanter.
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