- Définition des mélanges homogènes et hétérogènes
- Déterminer expérimentalement si deux substances forment un mélange homogène ou hétérogène
- Prévoir le type de mélange formé par deux substances
- Exemples de mélanges homogènes
- Exemples de mélanges hétérogènes
- Mélange d’un solide avec un liquide
- Mélange d’un liquide avec un liquide
- Mélange d’un gaz avec un liquide
- Mélange d’un gaz avec un solide
- Mélange d’un gaz avec gaz
- Mélange d’un solide avec un solide
Définition des mélanges homogènes et hétérogènes
Un mélange est hétérogène s’il comporte au moins deux phases, c’est à dire s’il est possible de distinguer à l’oeil nu au moins deux de ses constituants.
Par exemple l’eau et l’huile forment des mélanges hétérogène car l’huile forme une couche distincte de celle de l’eau.
Un mélange est homogène s’il ne comporte qu’une seule phase, c’est à dire qu’il n’est possible de différencier aucun constituant à l’oeil nu.
Par exemple l’eau minérale est un mélange homogène car on ne peut pas distinguer les minéraux dissous de l’eau.
Déterminer expérimentalement si deux substances forment un mélange homogène ou hétérogène
Pour vérifier par l’expérience si deux espèces chimiques forment un mélange homogène ou hétérogène:
- les réunir dans le même récipient
- Agiter ce récipient fermé.
- Laisser reposer.
- Essayer de distinguer les différents constituants
- Conclure: le mélange est hétérogène s’il y a plusieurs phases et s’il n’y en n’a qu’une seule alors il est homogène )
Remarques
- Il faut s’assurer que les étapes d’agitation et de repos soient assez longues.
- le résultat ne sera pas nécessairement le même si les proportions du mélange sont différentes, en particulier dans le cas mélanges liquide-solide ou liquide-gaz.
Prévoir le type de mélange formé par deux substances
Il existe un certain nombre de situations où le type de mélange obtenu à partir deux espèces chimiques est prévisible:
- Un mélange direct de deux solides (sans fusion intermédiaire) donne toujours un mélange hétérogène
- Un mélange de gaz et de solide est toujours hétérogène
- Deux solutions aqueuses (en l’absence de transformation chimique) forment un mélange homogène
- Deux gaz forment toujours un mélange homogène
Dans les autres cas le type de mélange obtenu peut dépendre des proportions des constituants et parfois de leur nature chimique.
Exemples de mélanges homogènes
Voici quelques exemples mélanges pouvant être homogènes, certains le sont en toutes proportions tandis que d’autres ne le sont que si une limite n’est pas dépassée pour la proportion de l’un des constituants.
- Eau et sel
- Eau et sucre
- Eau et alcool (éthanol)
- Eau et dioxygène
- Eau et acide éthanoïque
- Alliage métallique
- Le thé (boisson) obtenue par infusion de feuilles de thé dans de l’eau
- L’air
- Eau minérale
- Deux huiles
- Deux gaz
- Solution aqueuse non saturée
- Peinture obtenue par mélange d’un solvant d’un colorant
- Eau et peinture acrylique
Exemples de mélanges hétérogènes
Certains des mélanges cités sont hétérogènes en toutes proportions tandis que d’autres ne le sont que si une proportion limite a été dépassée.
- Mousse (eau savonneuse et air)
- Solution aqueuse saturée
- Une fumée
- Une sauce vinaigrette
- Eau et peinture glycérophtalique
- Eau et huile
- Eau et sable
- Eau et métal solide
- Deux solides en poudre
- Eau et gaz
- Précipité dans une solutions
- Un nuage (air, vapeur d’eau et eau liquide ou solide)
Mélange d’un solide avec un liquide
Lorsqu’un mélange solide-liquide peut-être homogène alors on dit que le solide est soluble dans le liquide.
Attention, il existe toujours une proportion limite maximale de solide que l’on peut dissoudre dans un liquide, quand cette limite est dépassée une partie du solide ne se dissout plus et l’on obtient alors un mélange hétérogène.
Lorsqu’un solide ne peut pas se dissoudre du tout dans un liquide (ou lorsque cette proportion est très faible) alors ce solide est dit insoluble dans ce liquide.
En résumé
- liquide + solide soluble en proportion inférieure à la limite → mélange homogène
- liquide + solide soluble en proportion supérieure à la limite → mélange hétérogène
- liquide + solide insoluble → mélange hétérogène
Mélange d’un liquide avec un liquide
Un liquide mélangé avec un autre liquide peut:
- soit former un mélange homogène et dans ce cas les deux liquides sont dits miscibles entre eux
- soit former un mélange hétérogène et dans ce cas les deux liquides sont dits non miscibles entre eux
En résumé
Remarques
Si l’un des liquide (n°1) est en proportion nettement plus faible que l’autre (liquide n°2) on peut aussi dire que liquide n°1 est soit soluble, soit insoluble dans le liquide n°2.
Contrairement aux mélanges solide-liquide, le type de mélange obtenu ne dépend pas des proportions de liquides mélangés, deux liquides miscibles forment un mélange homogène quelles que soient leurs proportions.
Mélange d’un gaz avec un liquide
Tout comme les solides il est possible de dissoudre certains gaz dans certains liquides (et en particulier dans l’eau). Les gaz qu’il est possible de dissoudre dans un liquide sont dits solubles dans ce liquide tandis que les autres sont dits insolubles.
Dans la plupart des cas la limite de solubilité des gaz est nettement plus faible que celle des solide et elle est nettement plus sensible au variations de pression et de température.
Il est également possible de disperser de fines particules de liquide dans un gaz, on obtient alors un mélange hétérogène particulier appelé aérosol.
En résumé
- liquide + gaz soluble (sous limite de solubilité) → mélange homogène
- liquide + gaz soluble (au-delà de la limite de solubilité) → mélange hétérogène
- liquide + gaz insoluble →mélange hétérogène
- gaz + particules liquides → mélange hétérogène (aérosol)
Mélange d’un gaz avec un solide
Un mélange solide-gaz est toujours hétérogène:
solide + gaz → mélange hétérogène
Remarque
Il existe un phénomène appelé adsorption (et non absorption) au cours duquel certains gaz peuvent se fixer à des solide mais ce phénomène reste limité à la surface.
Mélange d’un gaz avec gaz
En l’absence de transformation chimique le mélange de deux gaz est toujours homogène.
Remarque
Dans un mélange de deux gaz de densités assez différentes, le plus dense va avoir tendance à s’accumuler en bas et le moins dense en haut
Mélange d’un solide avec un solide
Deux solides forment toujours un mélange hétérogène s’ils sont à l’état solide lors du mélange, par contre si le mélange est obtenu par solidification d’un mélange de liquides alors alors il est possible d’obtenir un mélange homogène (c’est par exemple le cas des alliages).
deux corps initialement solides → mélange hétérogène
Solidification d’un mélange homogène de deux solides fondus → mélange homogène