Transcript L`eau et les mélanges (Chap4)

L’eau et les mélanges (Chap4)
I. Introduction
Deux gaz vont toujours se mélanger car leurs particules sont
non liées.
Deux solides ne peuvent pas se mélanger car leurs particules
sont liées.
Quant aux liquides, certains peuvent se mélanger, d’autres non.
Un solide peut se mélanger à un liquide.
II. L’eau et les autres liquides
1/ L’eau et l’huile.
L’eau et l’huile ne se mélangent pas. Ces liquides ne sont pas
miscibles. Le mélange est dit hétérogène.
2/ L’eau et l’alcool.
L’eau et l’alcool se mélangent totalement. Ces liquides sont
miscibles. Le mélange est dit homogène.
3/ Autres exemples.
jus d’orange
eau boueuse
café
eau salée
sirop de menthe
vinaigrette
Pourquoi les appelle-t-on des mélanges ?
Ils contiennent au moins deux constituants (eau, colorant,
arôme, corps en suspension, corps dissous).
Quels sont les mélanges dans lesquels vous pouvez distinguer,
à l'œil nu, plusieurs constituants ?
Jus d'orange, eau boueuse, vinaigrette.
Ces mélanges sont dits hétérogènes.
Les autres, café, eau salée, sirop de menthe, sont dits
homogènes.
III. Comment séparer les constituants d’un mélange?
1/ La décantation
Lorsqu’un mélange est hétérogène et comporte des particules
solides, on peut laisser reposer le mélange afin que les
matières solides en suspension se déposent au fond du
récipient.
La décantation consiste donc à laisser reposer un liquide pour
séparer ses différentes phases.
Cette méthode de séparation a ses limites : elle est assez
lente et il reste toujours des petites particules en suspension.
Mélange
hétérogène
(eau
boueuse, jus
d’orange…)
Quelques instants
après
Liquide plus
clair
dépôt
REMARQUE : la sédimentation
Plus les particules sont lourdes, plus elles tombent vite. Les
vitesses de sédimentation des particules sont donc
différentes.
L’application est faite en BIOLOGIE (VS).
Le sang est un mélange. On le place dans un tube long et
étroit et on le laisse reposer. Quand on a une infection, la
composition du sang change et la vitesse de sédimentation
augmente. Ce test permet de détecter une maladie.
2/ La centrifugation
Pour accélérer une décantation ou une sédimentation, on peut
utiliser une centrifugeuse.
On fait tourner très rapidement en position inclinée ou
horizontale des tubes contenant le liquide à décanter. Les
particules solides se déposent au fond des tubes.
Application quotidienne : essoreuse à salade, se secouer les
mains mouillées pour expulser l’eau…
3/ La filtration
agitateur
papier
filtre
entonnoir
filtrat
Après une décantation ou à sa place, on peut faire une
filtration.
Le papier filtre peut retenir des particules solides de très
petites dimensions. Après la filtration, le mélange obtenu (le
filtrat) est homogène. La filtration est un procédé plus
performant que la décantation.
Cependant, cette méthode ne permet pas de séparer tous les
constituants puisque le filtrat peut rester coloré, sucré ou
salé ou garder une odeur…
Pour obtenir un liquide plus limpide et plus clair, on peut
filtrer avec un papier filtre plus fin ou refiltrer plusieurs
fois le filtrat obtenu la première fois.
4/ L’évaporation
Après la filtration, pour séparer les constituants restants
dans le mélange homogène, on peut procéder à une évaporation.
Cette procédure est lente. Elle peut durer plusieurs jours.
5/ La distillation
Schéma
L’évaporation étant très lente, on peut chauffer le liquide pour
le vaporiser et on le récupère ensuite à l’aide d’un réfrigérant.
Une distillation est une ébullition suivie d’une condensation.
Elle permet donc de séparer les constituants d’un mélange
homogène.
A la fin, il peut rester dans le ballon un extrait sec et le
distillat peut être encore un mélange…
6/ La chromatographie 
La chromatographie permet de séparer certains constituants
d’un mélange homogène.
Sur une bande de papier filtre, on place à une même hauteur
différents colorants.
On place ensuite le bas du papier filtre dans un éluant (eau).
L’éluant monte dans le papier et entraîne les différents
constituants du mélange à des vitesses différentes. Ils sont
ainsi séparés.
Préparation de la bande de papier
On trace un trait au crayon de papier à
2 cm du bas du papier filtre, puis un
autre trait situé à 1 cm au-dessus du
premier.
On dépose, à l’aide d’un cure-dents, sur
le trait le plus haut une goutte de
chacun des colorants jaune (E102),
rouge (E122 ou E124) et vert par
exemple.
On attend ensuite que la feuille de
papier sèche…
Expérience
On plonge la bande de papier dans un
bécher contenant de l’eau légèrement
salée en réglant la hauteur de façon
à ce que l’eau ne dépasse pas le
premier trait. On tient la feuille à
l’aide de 2 pinces.
Observations
Les colorants ne se déplacent pas à la même vitesse. Le jaune
monte plus haut que le rouge.
Le vert s’est séparé en 2 couleurs : du bleu et du jaune.
Les deux taches jaunes montent à la même hauteur…
Le colorant vert est un mélange de 2 colorants, du E102 (jaune)
et du E131 (bleu)
IV. Traitement des eaux usées 
Pour traiter les eaux usées, on enlève les matières
solides par filtration et décantation.
Un traitement biologique par des bactéries
complète ce traitement.