Partie 1 — Identifier une matière

Qu'est-ce qu'une espèce chimique ?

Une espèce chimique est une matière bien définie contenant un très grand nombre d'atomes, de molécules ou d'ions identiques.

Exemple : l'eau est une espèce chimique. Un mélange d'eau et d'alcool contient deux espèces chimiques.

Quelle est la différence entre un corps pur et un mélange ?

• Un corps pur contient une seule espèce chimique.
• Un mélange contient plusieurs espèces chimiques (au moins deux).

Comment reconnaître un corps pur grâce à la température ?

Quand on chauffe (ou qu'on refroidit) une matière, sa température évolue. Le comportement n'est pas le même pour un corps pur et pour un mélange :

• un corps pur change d'état à température constante : sa courbe présente un palier ;
• un mélange ne présente pas de palier net : on observe au plus un léger changement de pente, mais pas de palier horizontal.

Courbe de température d'un corps pur et d'un mélange lors du chauffage

Comment distinguer un mélange homogène d'un mélange hétérogène ?

Un mélange est homogène si on ne distingue qu'une seule phase.

Mélange homogène : une seule phase (ici une solution de sulfate de cuivre)

Un mélange est hétérogène si on distingue plusieurs parties ou phases, séparées par une délimitation visible.

Mélange hétérogène : au moins deux phases visibles

Une phase est une portion de matière dans laquelle les propriétés physiques (état physique, composition, masse volumique…) sont identiques en tout point, sans aucune discontinuité.

Deux phases dans un bécher : une phase liquide au-dessus, une phase solide au fond

Attention : une solution, comme l'eau salée, est un mélange homogène. Le sel est bien présent, même s'il ne se voit plus.

Comment identifier une matière ?

Pour identifier une matière, on compare des propriétés mesurées ou observées à des valeurs de référence.

On peut utiliser par exemple : la masse volumique, une température de changement d'état, une chromatographie ou des tests caractéristiques.

Quels sont les principaux tests caractéristiques ?

Qu'est-ce que la masse volumique ?

La masse volumique indique la masse contenue dans un certain volume. Elle traduit le lien de proportionnalité qui existe entre la masse et le volume de chaque matière.

Plus la masse volumique est grande, plus un même volume de matière est lourd.

Comment calcule-t-on la masse volumique ?

$$\rho = \dfrac{m}{V}$$

• ρ : masse volumique ;
• m : masse ;
• V : volume.

Unités possibles : g.mL⁻¹, g.cm⁻³ ou kg.m⁻³. La masse volumique de l'eau liquide vaut environ 1,0 g.mL⁻¹ (soit 1000 kg.m⁻³).

Cette relation permet aussi de calculer une masse ou un volume :

$$m = \rho \times V \qquad\qquad V = \dfrac{m}{\rho}$$