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3.4: Classer la Matière Selon Sa Composition

by admin

Objectifs d’apprentissage

  • Expliquer la différence entre une substance pure et un mélange.
  • Expliquez la différence entre un élément et un composé.
  • Expliquer la différence entre un mélange homogène et un mélange hétérogène.

Une façon utile d’organiser notre compréhension de la matière est de penser à une hiérarchie qui s’étend du plus général et complexe au plus simple et fondamental (Figure\(\PageIndex{1}\)). La matière peut être classée en deux grandes catégories: les substances pures et les mélanges. Une substance pure est une forme de matière qui a une composition constante (ce qui signifie qu’elle est la même partout) et des propriétés constantes dans tout l’échantillon (ce qui signifie qu’il n’y a qu’un seul ensemble de propriétés telles que le point de fusion, la couleur, le point d’ébullition, etc. tout au long de l’affaire). Un matériau composé de deux substances ou plus est un mélange. Les éléments et les composés sont tous deux des exemples de substances pures. Une substance qui ne peut pas être décomposée en composants chimiquement plus simples est un élément. L’aluminium, utilisé dans les canettes de soda, est un élément. Une substance qui peut être décomposée en composants chimiquement plus simples (car elle comporte plus d’un élément) est un composé. Par exemple, l’eau est un composé composé des éléments hydrogène et oxygène. Aujourd’hui, il y a environ 118 éléments dans l’univers connu. En revanche, les scientifiques ont identifié des dizaines de millions de composés différents à ce jour.

Figure\(\PageIndex{1}\): Relations entre les Types de Matière et les Méthodes utilisées pour séparer les mélanges

Le sel de table ordinaire est appelé chlorure de sodium. Il est considéré comme une substance car il a une composition uniforme et définie. Tous les échantillons de chlorure de sodium sont chimiquement identiques. L’eau est aussi une substance pure. Le sel se dissout facilement dans l’eau, mais l’eau salée ne peut pas être classée comme substance car sa composition peut varier. Vous pouvez dissoudre une petite quantité de sel ou une grande quantité dans une quantité d’eau donnée. Un mélange est un mélange physique de deux composants ou plus, dont chacun conserve sa propre identité et ses propriétés dans le mélange. Seule la forme du sel est modifiée lorsqu’il est dissous dans l’eau. Il conserve sa composition et ses propriétés.

Un mélange homogène est un mélange dans lequel la composition est uniforme dans tout le mélange. L’eau salée décrite ci-dessus est homogène car le sel dissous est réparti uniformément dans l’ensemble de l’échantillon d’eau salée. Souvent, il est facile de confondre un mélange homogène avec une substance pure car ils sont tous les deux uniformes. La différence est que la composition de la substance est toujours la même. La quantité de sel dans l’eau salée peut varier d’un échantillon à l’autre. Toutes les solutions sont considérées comme homogènes car la matière dissoute est présente en même quantité dans toute la solution.

Un mélange hétérogène est un mélange dans lequel la composition n’est pas uniforme dans tout le mélange. La soupe aux légumes est un mélange hétérogène. Une cuillerée de soupe donnée contiendra des quantités variables des différents légumes et autres composants de la soupe.

Phase

Une phase est toute partie d’un échantillon ayant une composition et des propriétés uniformes. Par définition, une substance pure ou un mélange homogène est constitué d’une seule phase. Un mélange hétérogène est constitué de deux phases ou plus. Lorsque l’huile et l’eau sont combinées, elles ne se mélangent pas uniformément, mais forment à la place deux couches distinctes. Chacune des couches est appelée une phase.

Exemple \(\PageIndex{1}\)

Identifiez chaque substance comme un composé, un élément, un mélange hétérogène ou un mélange homogène (solution).

  1. thé filtré
  2. jus d’orange fraîchement pressé
  3. un disque compact
  4. oxyde d’aluminium, une poudre blanche qui contient un rapport 2:3 d’atomes d’aluminium et d’oxygène
  5. sélénium

Donné: une substance chimique

Demandée: sa classification

Stratégie:

  1. Décider si une substance est chimiquement pure. Si elle est pure, la substance est soit un élément, soit un composé. Si une substance peut être séparée en ses éléments, c’est un composé.
  2. Si une substance n’est pas chimiquement pure, il s’agit soit d’un mélange hétérogène, soit d’un mélange homogène. Si sa composition est uniforme partout, c’est un mélange homogène.

Solution

  1. A) Le thé est une solution de composés dans l’eau, il n’est donc pas chimiquement pur. Il est généralement séparé des feuilles de thé par filtration.
    B) Comme la composition de la solution est uniforme partout, il s’agit d’un mélange homogène.
  2. A) Le jus d’orange contient des particules de solide (pulpe) ainsi que de liquide; il n’est pas chimiquement pur.
    B) Parce que sa composition n’est pas uniforme partout, le jus d’orange est un mélange hétérogène.
  3. A)Un disque compact est un matériau solide qui contient plus d’un élément, avec des régions de compositions différentes visibles le long de son bord. Par conséquent, un disque compact n’est pas chimiquement pur.
    B) Les régions de composition différente indiquent qu’un disque compact est un mélange hétérogène.
  4. A) L’oxyde d’aluminium est un composé unique chimiquement pur.
  5. A) Le sélénium est l’un des éléments connus.

Exercice \(\PageIndex{1}\)

Identifiez chaque substance comme un composé, un élément, un mélange hétérogène ou un mélange homogène (solution).

  1. vin blanc
  2. mercure
  3. vinaigrette de style ranch
  4. sucre de table (saccharose)

Réponse a: mélange homogène (solution) Réponse b: élément Réponse c: mélange hétérogène Réponse d: composé

Exemple \(\PageIndex{2}\)

Comment un chimiste catégoriserait-il chaque exemple de matière?

  1. eau salée
  2. sol
  3. eau
  4. oxygène

Solution

  1. L’eau salée agit comme si elle était une seule substance même si elle contient deux substances — le sel et l’eau. L’eau salée est un mélange homogène, ou une solution.
  2. Le sol est composé de petits morceaux d’une variété de matériaux, il s’agit donc d’un mélange hétérogène.
  3. L’eau est une substance. Plus précisément, parce que l’eau est composée d’hydrogène et d’oxygène, c’est un composé.
  4. L’oxygène, une substance, est un élément.

Exercice \(\PageIndex{2}\)

Comment un chimiste classerait-il chaque exemple de matière?

  1. café
  2. hydrogène
  3. un œuf

Réponse a: un mélange homogène (solution), en supposant qu’il s’agisse de café filtré Réponse b: élément Réponse c: mélange hétérogène

Résumé

La matière peut être classée en deux grandes catégories: substances et mélanges purs. Une substance pure est une forme de matière qui a une composition constante et des propriétés constantes dans tout l’échantillon. Les mélanges sont des combinaisons physiques de deux ou plusieurs éléments et/ou composés. Les mélanges peuvent être classés comme homogènes ou hétérogènes. Les éléments et les composés sont tous deux des exemples de substances pures. Les composés sont des substances composées de plus d’un type d’atome. Les éléments sont les substances les plus simples composées d’un seul type d’atome.

Vocabulaire

  • Élément: une substance composée d’un seul type d’atome.
  • Composé: une substance composée de plus d’un type d’atome lié ensemble.
  • Mélange: combinaison de deux éléments ou composés ou plus qui n’ont pas réagi pour se lier ensemble; chaque partie du mélange conserve ses propres propriétés.

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