Mélanges, corps purs et méthodes de séparation

   Corps purs

Prenons par exemple du fer (Fe) et de l'oxygène (O2), ce sont des corps purs simples car ils sont composés d'une seule sorte d'atomes. Maintenant prenons de l'eau (H2O) et du carbonate de calcium (CaCO3), ce sont des corps purs composés (ou simplement « composés ») car ils sont composés d'au moins deux éléments différents dans des proportions définies.

Exemples :

  • Dans l'eau : H2O , la proportion O/H = 1/2, or, dans le peroxyde d'hydrogène (aussi appelée eau oxygénée) : H2O2 , la proportion O/H = 1/1

  • Dans l'ammoniac (aussi appelée azane) : NH3 , la proportion N/H = 1/3, or, dans l'hydrazine : N2H4 , la proportion N/H = 1/2

Les proportions dans lesquelles les éléments sont présents au sein d'une molécule définissent donc les propriétés de celles-ci.

   Mélanges

Il existe deux sortes de mélanges : les mélanges homogènes et les mélanges hétérogènes. Dans les mélanges homogènes la composition (et donc les propriétés) est la même partout (ce sont par exemple les solutions, l'air présent dans un local aussi est un mélange homogène (composé de 78% de N2, 21% de O2 et environ 1% d'argon) et l'eau sucrée aussi est un exemple de mélange homogène). Par opposition, les mélanges hétérogènes sont des mélanges dans lesquels la composition n'est pas la même partout. Deux exemples de mélanges hétérogènes sont ; le mélange de deux solides (car ceux-ci sont quasiment toujours immiscibles) ou le mélange de deux liquides non miscibles, l'eau et l'huile par exemple.

 Techniques de séparation des mélanges 

Ce qui est intéressant c'est de pouvoir séparer les constituants de ces mélanges, pour cela il existe diverses techniques, elles sont élaborées sur base d'une différence de propriété physique entre les constituants du mélange.

La filtration est basée sur une différence de solubilité entre les constituants du mélange. On peut filtrer soit après précipitation (transformation chimique au cours de laquelle un composé insoluble apparaît dans le milieu réactionnel), soit après une cristallisation.

La distillation est basée sur une différence de la température d'ébullition des constituants du mélange, elle est utilisée pour séparer des liquides. C'est une méthode courante en chimie organique.

La chromatographie est une méthode basée sur la différence d'interaction (ou affinité) entre les différents composés du mélange et une surface solide ou liquide (souvent de la silice). Pour ce procédé on utilise le plus souvent une colonne de chromatographie remplie avec la surface d'interaction. Le composé ayant moins d'affinité avec la surface d'interaction migre plus rapidement grâce à la pesanteur que le solvant ayant plus d'affinité car celui-ci « s'accroche » à la surface d'interaction.

 

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