Chapitre 2 : Mélanges aqueux homogènes et...

Tony leparoux, professeur de physique-chimie

Chapitre 2 : Mélanges aqueux homogènes et hétérogènes

1/ Pictogrammes et verrerie en chimie (voir la fiche au début du cahier la fin)

1/ Avant de commencer, 3 définitions !

Mélange aqueux : Mélange à base d’eau

Mélange aqueux HOMOGENE Mélange à base d’ eau où on ne distingue qu’

UN constituant à l’œil nu :

Mélange aqueux HETEROGENE Mélange à base d’ eau où on distingue au

moins DEUX constituants à l’œil nu.

2 types

vin

sang

eau minérale

vinaigre


Exemples :

Exemple Eau Eau pétillante Lait Jus d’orange Eau boueuse Vin

Homogène ou

hétérogène ? Homogène Hétérogène Homogène Hétérogène Hétérogène Homogène

Attention : tout mélange homogène en apparence est en fait hétérogène quand on l’observe

au microscope :

2/ Comment séparer les constituants d’un mélange hétérogène ?

A/ Démarche d’investigation : Tintin en Amazonie

Zorrino, Tintin, le Capitaine Haddock et Milou traversent la forêt amazonienne depuis plusieurs jours…

Exemples


Comment peux-tu aider nos amis à rendre l’eau limpide ?

1/ Ce que je vais faire… RAISONNER ( /2)

Je vais laisser décanter l’eau puis la filtrer.

Le matériel que je vais utiliser est : 2 béchers, papier filtre, entonnoir, support.

2/ Je réalise mon expérience… proprement et dans le calme.

3/ Ce que j’observe…S’INFORMER ( /2)

Les résultats de mon expérience sont :

Après décantation, le mélange est plus limpide et les particules les plus lourdes sont tombées au fond.

Le matériel que j’ai laissé à Tintin est dans la salle. Tu peux utiliser ce que tu veux, pas forcément tout !


Après la filtration, l’eau est limpide.

Je réalise un schéma légendé et PROPRE de l’expérience que j’ai faite et j’indique le résultat:

4/ Ce que je conclus : Rédige un « petit mot » à Tintin pour lui indiquer comment faire pour obtenir de l’eau

limpide ? COMMUNIQUER ( /2)

Tintin, il faut que tu laisses reposer l’eau quelques minutes (décantation) puis que tu la filtres avec un papier filtre. Tu peux aussi préparer un feu

et faire chauffer l’eau au-dessus de 65°C pour détruire les microbes et les bactéries « méchantes » (dites pathogènes). Bon courage.

Ouverture : L’eau limpide obtenue est-elle vraiment potable (buvable) ? Pourquoi ? RAISONNER ( /1)

Non. A l’intérieur, il y a encore plein de petites bactéries et de microbes invisibles mais DANGEREUX pour la santé. Il faut la faire chauffer au dessus

de 65°C avant de la consommer.

Bear Grylls et les cobayes te le disent sur physikos.(vidéos)

Ce que je retiens : Pour séparer les constituants d’un mélange hétérogène comme l’eau boueuse, on peut faire :

Une DECANTATION : On laisse REPOSER et les particules les plus lourdes tombent AU FOND.

Une FILTRATION: On fait passer le liquide à travers un PAPIER FILTRE situé dans un ENTONNOIR afin de retirer les

particules plus fines.

B/ BILAN

On peut aussi chauffer et récupérer

l’eau grâce à un tuyau : cela détruit les

bactéries et les microbes

1ère technique :

DECANTATION

On laisse REPOSER pour que les

particules les plus LOURDES

tombent au fond

2ème technique :

FILTRATION

On fait passer le mélange à travers un

PAPIER FILTRE situé dans un

ENTONNOIR afin que les

particules plus FINES soient

stoppées. Le liquide recueilli est

LIMPIDE : c’est le FILTRAT

3ème technique :

CENTRIFUGATION

C’est une

DECANTATION

accélérée. On fait tourner un

mélange à grande vitesse

pour que les particules les

plus lourdes soient

« plaquées » au fond par la

force CENTRIFUGE


3/ Comment séparer deux liquides qui ne se mélangent pas ?

2 liquides qui peuvent se mélanger sont miscibles

2 liquides qui ne peuvent pas se mélanger sont non-miscibles

Exemple Sirop et eau Huile et eau Essence et eau Lait et eau White spirit

et huile

White spirit

et eau

Miscibles ou non-

miscibles ??

Miscibles Non-miscibles Non-miscibles Miscibles Miscibles Non-miscibles

dessin

phase 1 2 2 1 1 2

4èMe technique :

FILTRATION SOUS

PRESSION REDUITE

On filtre un liquide en l’aspirant

grâce à une trompe à vide. Il

passe à travers un papier filtre

classique situé dans un vase

Buchner.

Cette technique est plus rapide

et plus performante que la

filtration normale.


Situation : Albert a renversé de l’huile dans sa bouteille d’eau. Il aimerait boire l’eau seulement mais ne sait pas comment

faire. Aide-le et fais un dessin ou un schéma de ce qu’il faut faire.

Arrivé à ce niveau, l’eau n’est pas potable même si elle est limpide. A l’intérieur se trouvent pleins de

petites bactéries et microbes invisibles dangereux pour la santé.

D/ Les stations d’épuration : traitement des eaux usées (activité vidéo)

Collecte des eaux usées

1/ Comment appelle-t-on le réseau où sont rejetées les eaux usées ? Les égouts. 2/ Le pourcentage de traitement des eaux usées est :

□20% □ 60% □80%

3/ Quelles sont les 3 principales origines des eaux usées ?

Domestique

Collective

industrielle 4/ Où sont situés les égouts dans Paris ? □ Au dessous de la ville □ Au dessus de la ville. □ Dans la ville 5/ Quelle est la longueur du réseau d’égouts de paris ?

□ 2100 km □50 km □ 10000 km □1000 km

6/ Quel est le volume d’eaux usées qui circule dans les égouts, chaque jour ?

□ 300 000 m3 □ 1300000 m3 □ 100 m3 □ 500000000 m3

Technique SANS matériel de chimie

Technique AVEC matériel de chimie


7/ Comment appelle-t-on les établissements qui traitent les eaux usées ?

□ usine d’eau potable □ Station d’épuration □ centrale d’assainissement

8/ comment l’eau y arrive-t-elle ? (2 réponses)

□grâce à l’altitude □ grâce à des pompes de relevage. □grâce au vent. □grâce au feu.

Epuration des eaux usées

9/ Quel est le nom de la première étape ?

□ Filtration □ Floculation □ Dégrillage □Dessablage

10/ Quel est son but ? A quelle autre technique vous fait-elle penser ? Elle permet de retenir les déchets les plus gros. Elle nous fait penser à la filtration 11/ Quel est le nom de la 2ème étape ? Que s’y passe-t-il ?

□ Dessablage et déshuilage □ désengorgeur □ Dépollution □ Détergent

12/ Quel est le nom de la 3ème étape ?

□ Repos □ Décantation primaire □ Déposition primaire

13/ Quel est le nom de la 4ème étape ? Avec quel agent se fait cette 4ème étape ?

□ Ozonolyse avec de l’ozone □ Epuration biologique avec des bactéries □ Traitement thérapeutique avec des médicaments.

14/ Quel est le nom de la 5ème étape ?

□ opacification □ Transparence □ limpidification □ Clarification

15/ Quel est le nom de la dernière étape ?

□ Rejet dans la rivière □ débouage □ nettoyage □ purification □ Envoi dans les habitations

17/ L’eau rejetée est –elle potable ?

□ Oui □ Non

18/ Quel est l’intérêt d’une station d’épuration ? (plusieurs réponses)

□ Rendre l’eau potable

□ rendre l’eau limpide

□ Eviter la pollution de l’environnement

□ Nettoyer l’eau pour la rejeter dans la rivière

4/ Gaz dissout dans une boisson pétillante

A/ Quelques informations sur les eaux pétillantes.

Dès l'antiquité romaine, les sources d'eau pure étaient connues pour leurs différents bénéfices curatifs* (* qui

soignent). L'eau minérale naturelle acquiert une très grande popularité au XVIIIe siècle avec l'hydrologie

médicale, science qui se fonde sur ses qualités curatives, d'ailleurs confirmées par le médecin de Louis XVI pour

la Source de Contrexéville. Au XIXe siècle, c'est le succès du thermalisme*(*cures thermales) qui entraîne le

développement d'une véritable industrie des eaux minérales naturelles.

L'eau pétillante est :

- soit une eau de source naturelle "gazeuse" ou une eau minérale naturelle "gazeuse" dans laquelle le gaz se

trouve dissous naturellement (l'eau se charge en dioxyde de carbone lors de sa remontée vers la source)

- soit une eau gazéifiée, c'est-à-dire une

eau rendue "gazeuse" de façon artificielle

par ajout direct de dioxyde de carbone, en usine

ou à domicile, ou de produits chimiques créant

le dioxyde de carbone comme par exemple

un sachet Vée® (composition d'un sachet

Vée® permettant d'obtenir un litre d'eau

pétillante : 4,15 g d'acide tartrique et 5,80 g d'

hydrogénocarbonate de sodium) ou un cachet d’aspirine effervescent.


Questions : 1/ Quels bienfaits apportent ces eaux pétillantes au corps ? Elles sont curatives : elles soignent les mal-être. 2/ Quels sont les deux types d’eau pétillantes ? Il y a l’eau gazeuse naturelle et l’eau gazéifiée artificielle 3/ Quelle différence y-a-t-il entre ces deux eaux ? La première est naturelle et la seconde est artificielle. 4/ Avec quelle méthode artificielle peut-on produire une effervescence (dégagement gazeux) dans de l’eau ? Par exemple avec un sachet Vée® ou une machine comme sodastream®.

B/ TP : Capitaine haddock n’aime pas le Perrier®

Tonnerre de Brest ! Je n’ai

plus de vin ! J’aimerais bien

récupérer les bulles de cette

boisson pour savoir ce que

c’est !

1/ Je vais t’aider un peu, mais complète les phrases suivantes avant de commencer !

Avant l’ouverture, le Perrier® du capitaine Haddock semble être un mélange (homogène/ hétérogène)

A l’ouverture, on entends un « pschitt » dû à la pression

Après l’ouverture, des bulles apparaissent : c’est donc un mélange (homogène/ hétérogène)

2/ Je te donne des dessins dans le désordre de l’expérience à faire pour récupérer le gaz.

Classe-les dans le bon ordre et complète la petite conclusion !

ORDRE : E /B / G / D / F / A / C


C/ BILAN

Une boisson pétillante contient un gaz dissout : c’est du dioxyde de carbone (CO2)

On peut récupérer ce gaz par déplacement d’eau en chauffant ou secouant la boisson pétillante.

Le dioxyde de carbone (CO2) est mis en évidence par l’eau de chaux qui se trouble

Conclusion : On a récupéré le gaz dissout dans le Perrier® par DEPLACEMENT d’eau. Dans le tube à essai, il n’y a que LE

GAZ DISSOUT

3/ Pour identifier ce gaz, verse de l’eau de chaux à l’intérieur.

Verse l’eau de chaux très rapidement puis ferme le tube à essai ! Complète…

Schéma : AVANT de verser l’eau de chaux

Schéma : APRES avoir versé l’eau de chaux

Conclusion :

L’eau de chaux se trouble en présence du gaz dissout : ce gaz est donc du

du dioxyde de carbone

On peut dire que l’eau de chaux est le test de reconnaissance du

dioxyde de carbone

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