Identification des espèces chimiques

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CHP 1  Identification des espèces chimiques

I-Les corps purs et les mélanges

• Espèce chimique

Une espèce chimique correspond à un ensemble d'entités chimiques (atomes, ions, molécules)  identiques. Elle est représentée par une formule chimique.

Exemple : H2O est la formule Chimique de l'eau ; Fe est celle du fer.

• Corps pur

Un corps pur est composé d'un seul constituant appelé aussi espèce chimique.

Exemple : L'eau distillée ne contient que des molécules d'eau H2O.

• Mélanges homogène et hétérogène

Un mélange est constitué d'au moins deux espèces chimiques. Un mélange est homogène lorsque l'oeil ne distingue pas les différents constituants.[pic 3]

Exemple : L'eau de mer contient de l'eau et du sel que l'on ne distingue pas à l'oeil nu.

       Un mélange est hétérogène lorsque l'oeil peut distinguer au moins deux de ses constituants.

Exemple: L'eau pétillante (Fig. 1a) contient du gaz formant des bulles visibles. Le béton (Fig. 1b) contient du sable, du ciment et des graviers que l'on distingue à l'œil nu. Ce sont deux exemples de mélanges hétérogènes.

• Miscibilité[pic 4]

Deux liquides sont miscibles s'ils forment un mélange homogène. Deux liquides sont non miscibles s'ils forment un mélange hétérogène.

Exemple : L'eau et l'éthanol sont deux liquides miscibles en toute proportion ; ils forment un mélange homogène et il est alors impossible de distinguer l'un de l'autre dans la solution résultante. L'eau et l'huile forment un mélange hétérogène.

• Composition d’un mélange

La proportion en masse d'un mélange donne les rapports de la masse de chacun de ses constituants sur la masse totale du mélange. Ces rapports peuvent être exprimés sous forme de pourcentage.

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Exemple : La composition massique usuelle du vinaigre blanc est : 8 % d'acide éthanoïque et 92 % d'eau.

La proportion, en volume, dans mélange donne les rapports du volume de chacun de ses constituants sur le volume total du mélange. Ces rapports peuvent être exprimés sous forme de pourcentage.

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Exemple : L'air est un mélange homogène de plusieurs gaz. Un litre d'air contient 0,78 L de diazote, 0,21 L de dioxygène et 0,01 L d'autres gaz. La composition volumique de l’air est 78 % de diazote (N2), 21 % de dioxygène (O2) et 1 % d’autres gaz (Fig. 2).

II-Identifier une espèce chimique

a.Par les grandeurs physiques

Pour identifier une espèce inconnue, le chimiste compare ses caractéristiques à celles d'espèces connues, répertoriées dans des tables.

• Température de changement d'état

Le passage de la matière d'un état à un autre (solide, liquides ou gazeux) est appelé changement d'état (Fig. 3). A pression constante et pour  un corps pur,  il se produit à une température donnée, qui dépend de l'espèce chimique constituant le corps pur (Fig. 4).

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La température d'ébullition (notée θéb) d'une espèce chimique est la température à laquelle cette espèce passe de l'état liquide à l'état gazeux lors de la vaporisation. Elle peut être mesurée expérimentalement à l'aide d'un thermomètre. De même, la température de fusion (notée θfus) caractérise le passage de l'état solide à l'état liquide. Elle peut être déterminée à l'aide d'un banc Kofler constitué d'une plaque en métal chauffé dont la température varie d'un bout à l'autre (Fig. 5).[pic 10]

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