Mélanges homogènes et hétérogènes

  1. Définition des mélanges homogènes et hétérogènes
  2. Déterminer expérimentalement si deux substances forment un mélange homogène ou hétérogène
  3. Prévoir le type de mélange formé par deux substances
  4. Exemples de mélanges homogènes
  5. Exemples de mélanges hétérogènes
  6. Mélange d’un solide avec un liquide
  7. Mélange d’un liquide avec un liquide
  8. Mélange d’un gaz avec un liquide
  9. Mélange d’un gaz avec un solide
  10. Mélange d’un gaz avec gaz
  11. 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.

Gouttelettes d’huile dispersée dans 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:

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.

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

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

Mélange d’un gaz avec un solide

Un mélange solide-gaz est toujours hétérogène:



solide + gazmélange 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.

Deux gazmélange 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 solidesmélange hétérogène

Solidification d’un mélange homogène de deux solides fondus → mélange homogène