Les mélanges

1. Homogène.

2. Hétérogène.

3. Homogène.

4. Hétérogène.

1. Corps pur.

2. Mélange, homogène.

3. Corps pur.

4. Mélange, hétérogène s'il contient de la pulpe.

1. Miscibles.

2. Non miscibles.

3. Miscibles.

4. Non miscibles.

1. Faux. L'eau salée est homogène mais contient bien deux corps.

2. Vrai.

3. Vrai. Sa masse volumique est plus petite que celle de l'eau.

4. Faux. Il en présente au moins deux.

1. Le diazote, environ $78$ %.

2. Environ $21$ %.

3. Non : c'est un mélange, homogène.

Corps purs : eau distillée, cuivre pur.

Mélanges homogènes : eau sucrée, vinaigre.

Mélanges hétérogènes : béton frais, eau et sable.

1. À l'œil nu, sans loupe ni microscope.

2. S'il présente plusieurs phases : deux couches, des grains, un dépôt, des bulles.

3. Non : il faut au contraire laisser l'échantillon au repos, car l'agitation peut faire passer pour uniforme un mélange qui ne l'est pas.

« Deux liquides qui forment un mélange homogène sont dits miscibles. Deux liquides qui forment deux couches séparées sont dits non miscibles. Le liquide le moins dense se place au-dessus. »

1. Oui, il paraît parfaitement uniforme.

2. Non : on y voit des gouttelettes de matière grasse en suspension.

3. L'échelle d'observation à laquelle on répond.

1. La terre tombe au fond et le liquide s'éclaircit.

2. La décantation.

3. Non : il reste des particules très fines en suspension, et des corps dissous invisibles. La décantation sépare, elle ne purifie pas.

1. De bas en haut : sirop, eau, huile.

2. Non. L'ordre final ne dépend que des masses volumiques : le plus dense finit toujours au fond.

3. Trois phases : le mélange est nettement hétérogène.

1. Non. C'est une émulsion : de très fines gouttelettes d'huile dispersées dans l'eau. Elles restent distinctes, et un microscope les montrerait.

2. Les gouttelettes se regroupent, remontent, et les deux couches se reforment : le mélange redevient visiblement hétérogène.

3. Parce que le jaune d'œuf stabilise l'émulsion : il empêche les gouttelettes de se regrouper. L'émulsion tient alors des heures, mais elle reste un mélange hétérogène.

1. A est homogène ; B et C sont hétérogènes.

2. Non. A peut être un corps pur, mais il peut tout aussi bien être un mélange homogène, comme l'eau salée ou l'eau minérale.

3. Il faudrait mesurer une caractéristique physique : la température d'ébullition, la température de fusion ou la masse volumique. Un corps pur donne les valeurs de référence et un palier net ; un mélange homogène non. C'est l'objet du chapitre sur le corps pur.

1. Non. Elle contient plusieurs corps différents, et l'étiquette les énumère.

2. Oui, parfaitement : elle est limpide et d'aspect uniforme.

3. Parce qu'ils sont dissous : leurs particules sont dispersées entre celles de l'eau, bien trop petites et trop éparpillées pour être vues. C'est exactement le cas de l'eau salée.

1. Oui : aucune bulle n'est visible, le liquide est limpide.

2. Non : les bulles se voient, donc le mélange est hétérogène.

3. À l'ouverture, la pression chute. Le gaz dissous ne peut plus rester dissous en si grande quantité, il se rassemble en bulles et devient visible. Rien n'a été ajouté : c'est la même matière, sous un autre aspect.

1. Quatre.

2. Hétérogène : les graviers se distinguent nettement de la pâte, à l'œil nu.

3. Non, il reste un mélange. Durcir n'est pas purifier : les constituants sont toujours là, simplement liés entre eux.

1. Il confond homogène et pur. Être limpide et uniforme signifie seulement qu'on ne voit rien, pas qu'il n'y a rien.

2. En y goûtant : le goût salé prouve la présence du sel.

3. En faisant évaporer toute l'eau : il reste un dépôt blanc de sel au fond du récipient. On peut aussi peser la solution et retrouver la masse du sel après évaporation.

1. Non : deux phases restent visibles.

2. Elle est inférieure à $1$ g/cm${}^3$, celle de l'eau, puisqu'il surnage.

3. Non. L'huile, l'essence et le pétrole remplissent tous les trois cette condition. Il faudrait mesurer sa masse volumique précisément, ou sa température d'ébullition, pour trancher.

1. Hétérogène : on distingue nettement la limaille grise des grains de sable.

2. Passer un aimant au-dessus du mélange : le fer est attiré, le sable non.

3. Non, ni le sel ni le sable ne sont attirés par un aimant. Il faudrait exploiter une autre différence, par exemple la solubilité du sel dans l'eau, ce qui est l'objet du chapitre sur la séparation.

1. Lait et eau salée : homogènes. Eau boueuse : hétérogène.

2. Eau salée : homogène. Lait et eau boueuse : hétérogènes.

3. Le mot n'a de sens qu'assorti d'une échelle. La convention du collège est l'observation à l'œil nu, et c'est cette convention qui fait classer le lait parmi les mélanges homogènes.

1. Oui : plusieurs gaz différents y sont réunis.

2. Oui : aucun de ses constituants n'est visible ni séparable à l'œil.

3. Non. Contrairement à deux liquides non miscibles, deux gaz mélangés ne se séparent pas spontanément : l'agitation permanente de leurs particules les maintient uniformément mêlés. C'est ce qui rend l'air si stable.

1. Trois : le liquide, les glaçons et les bulles.

2. Nettement hétérogène.

3. Les trois : solide pour les glaçons, liquide pour l'eau, gazeux pour les bulles. Un même corps, l'eau, peut d'ailleurs occuper deux de ces trois phases en même temps.

1. L'observation au repos, à l'œil nu. Le flacon d'eau boueuse est trouble ou porte un dépôt, et le flacon d'eau et d'huile montre deux couches : ce sont les deux mélanges hétérogènes, et ils sont identifiés d'un coup d'œil.

2. Par une mesure de masse volumique : $0,92$ g/cm${}^3$ pour l'huile contre $1,00$ pour l'eau. On peut aussi verser un peu de chaque dans un même verre : ils ne se mélangent pas et l'huile surnage.

3. L'observation ne suffit pas, les deux sont limpides et homogènes. Il faut évaporer un peu de chaque échantillon : l'eau salée laisse un dépôt blanc, l'eau distillée ne laisse rien. Une mesure de température d'ébullition trancherait aussi, l'eau distillée bouillant exactement à $100$ °C avec un palier net.

Amine. Un mélange homogène contient au contraire plusieurs corps : c'est la définition même d'un mélange. Ce qui est vrai, c'est qu'on n'en distingue aucun à l'œil nu.

Salma. La transparence ne prouve rien. L'eau salée, l'eau sucrée et l'eau minérale sont parfaitement transparentes et ce sont des mélanges.

Yassine. L'invisibilité ne prouve rien non plus : l'air réunit au moins trois gaz différents, tous invisibles.

2. Les trois confondent ce qu'on voit avec ce qu'il y a. Or l'œil ne détecte que ce qui est assez gros et assez contrasté : il ne dit rien de ce qui est dissous ou trop petit. C'est pourquoi le classement en homogène et hétérogène est une description de l'apparence, et non de la composition, et pourquoi il faut d'autres tests pour conclure sur la pureté.

1. Eau : $V=\frac{80}{1,00}=80$ cm${}^3$. Huile : $V=\frac{80}{0,92}\approx 87$ cm${}^3$.

2. L'huile, dont le volume est plus grand pour la même masse, précisément parce que sa masse volumique est plus petite.

3. $80+80=160$ g : la masse est toujours additive.

4. Non : les deux liquides ne sont pas miscibles, donc deux couches se forment, l'huile au-dessus. On voit d'ailleurs ici que la couche du dessus est la plus épaisse, ce qui n'a rien à voir avec le fait de surnager.

1. Homogène : aucune cellule n'est visible à l'œil nu.

2. Hétérogène : les cellules y sont nettement distinctes.

3. Elle confirme l'hétérogénéité sans microscope : un mélange qui se sépare au repos ne peut pas être homogène au sens profond du terme. Le repos est donc un test plus révélateur que l'observation immédiate.

4. Oui, et c'est le même mécanisme : le lait laissé au repos voit la crème remonter, parce que la matière grasse est moins dense. Le lait vendu en bouteille est homogénéisé, c'est-à-dire traité pour que les gouttelettes soient trop fines pour remonter.

1. Tout de suite : hétérogène, le sel est visible au fond. Après agitation, si tout le sel s'est dissous : homogène. Une heure plus tard : toujours homogène, puisqu'une solution ne se sépare pas au repos.

2. Non : il y a toujours deux corps, l'eau et le sel, du début à la fin. La masse totale n'a pas bougé non plus.

3. Que ce classement décrit un état du mélange à un instant donné, et non sa composition. Le même échantillon peut passer d'hétérogène à homogène sans qu'aucun corps n'ait été ajouté ni retiré. C'est encore une raison de ne jamais confondre homogène et pur.

1. $V=8\times 6\times 3=144$ m${}^3$.

2. $144\times 0,21\approx 30,2$ m${}^3$ de dioxygène.

3. $m=1,3\times 144\approx 187$ kg.

4. Oui, et c'est instructif : l'air d'une salle de classe pèse près de deux quintaux. On ne le sent pas parce que la pression atmosphérique s'exerce également de tous les côtés, comme l'a montré le chapitre sur la pression.

1. Le polypropylène flotte ($0,90<1,00$) et le PVC coule ($1,40>1,00$).

2. Non : c'est un mélange hétérogène de deux solides, et les morceaux se distinguent nettement.

3. Parce qu'elle exploite une différence de propriété entre les constituants, ici la masse volumique, pour les envoyer à des endroits différents. C'est le principe de toute séparation, et c'est ainsi que fonctionnent les centres de tri des déchets plastiques.

4. Changer de liquide. En remplaçant l'eau par une solution salée de masse volumique intermédiaire entre les deux plastiques, l'un se met à couler et l'autre continue de flotter. On choisit le liquide en fonction du tri à réaliser.

Corps purs : l'eau distillée et l'or pur, qui ne contiennent qu'une seule sorte de matière.

Mélanges homogènes : l'air, trois gaz invisibles et parfaitement mêlés ; l'eau minérale, dont les sels sont dissous ; le lait, uniforme à l'œil nu bien qu'hétérogène au microscope ; la boisson gazeuse fermée, où le gaz est entièrement dissous ; le sirop dilué, dont les deux liquides sont miscibles.

Mélanges hétérogènes : l'eau et l'huile reposées, deux couches séparées ; l'eau boueuse, dont les grains se voient ; la boisson gazeuse ouverte, dont les bulles se voient.

Deux remarques valent d'être faites. La boisson gazeuse change de classe selon qu'elle est ouverte ou fermée, alors que sa composition ne change pratiquement pas : le classement décrit un aspect, pas un contenu. Et le lait ne change pas de composition selon l'instrument, seulement de classement : la convention du collège est l'observation à l'œil nu, et il faut l'énoncer pour que la réponse ait un sens.