MÉLANGE: COMPOSANTS, TYPES, MÉTHODES DE SÉPARATION, EXEMPLES - VOCABULAIRE DE LA CULTURE - 2024

Un mélange est la combinaison d'au moins deux matériaux, substances ou composés. En ce qui concerne la chimie et la physique, on suppose que les composants dudit mélange ne doivent pas réagir entre eux, car leur composition et leurs propriétés changeraient avec le temps; par conséquent, ils doivent être stables pendant une durée raisonnable (heures, jours, semaines, années).

Les mélanges sont partout et dans tous les domaines du savoir; certains sont idéologiques, d'autres chimériques ou naturels. On les retrouve en cuisine, non seulement dans les aliments qui sont en eux-mêmes des mélanges solides et hétérogènes, mais dans les mêmes matériaux, la table en bois, les verres, les cruches à jus, et autres objets comestibles ou non.

Une tasse de meringue au chocolat, comme tous les desserts, sont des exemples quotidiens de mélanges. Source: Pxhere.

Les mélanges se trouvent également dans le dentifrice, le bain de bouche, la crème à raser, les pains de savon, les produits de nettoyage ou les parfums d'eau de toilette; même notre gaspillage physiologique l'est dans sa juste mesure. Le corps humain est constitué d'un ensemble de différents types de mélanges, coordonnés en équilibre.

Il est possible d'augmenter la complexité d'un mix autant que notre imagination nous le permet; le nombre de composants, les phases impliquées, leurs interactions avec l'environnement. C'est pourquoi pour une première approche de ce concept, on part toujours des mélanges typiques trouvés dans un laboratoire ou dans la vie quotidienne, passée ou moderne.

L'eau est le moyen idéal pour expliquer ce qu'est un mélange, car elle est capable de dissoudre de nombreux solides ou liquides. En l'utilisant, il est décrit en quoi consiste un solvant, un soluté, la taille des particules, l'homogénéité ou l'hétérogénéité de la solution résultante. Et puis, en allant plus loin, il devient clair que tout liquide, solide ou gazeux, peut jouer le rôle de solvant.

Composants d'un mélange

Bien qu'il existe des centaines de milliers de mélanges, leurs composants peuvent être réduits et classés en seulement deux types: solvant ou soluté.

Solvant

Dans un premier temps, un exemple de solvant a été donné: l'eau. En fait, on l'appelle un solvant universel (ou solvant) pour une bonne raison. On peut alors penser qu'un solvant doit nécessairement être liquide, de sorte qu'il dissout les solides ou les gaz qui interagissent avec lui; cependant, une telle déclaration est incorrecte.

Le solvant est le milieu capable de «recevoir» les solides, substances, composés ou matériaux qui y sont ajoutés; et par conséquent, il a tendance à présenter la composition la plus élevée (être plus abondante) dans le mélange. Par exemple, les quantités de sels dissous dans les océans sont extrêmement importantes, mais elles pâlissent par rapport à leur masse totale d'eau.

Si le solvant est un milieu, cela signifie qu'il ne doit pas toujours être liquide; il peut également s'agir d'un solide ou même d'un gaz. De même, un solvant ne doit pas nécessairement être constitué d'un seul matériau (uniquement de l'eau), mais peut être traité seul en mélange (eau et alcool en proportions égales).

Parmi d'autres solvants courants, on peut citer: l'acide acétique glacial, les sels ou métaux fondus, le toluène, le chloroforme, l'essence, l'azote, l'air, les corps mésoporeux, entre autres.

Soluté

Le soluté est simplement ce qui est ajouté ou dissous dans ledit solvant (substances, composés, etc.). Son état physique peut être quelconque, bien que le solide soit le plus représentatif et le plus observable dans la nature. De plus, il se caractérise par être dans une proportion plus faible (il est moins abondant) par rapport au solvant; même s'il ne doit pas toujours en être ainsi. Dans l'exemple suivant, l'eau est le solvant et le sel est le soluté:

Types de mélange

Supposons que A est le solvant et B le soluté. Si A et B sont mélangés ou combinés, ils donneront un mélange (A + B). Ledit mélange peut être classé selon son état de matière (liquide, gazeux ou solide), selon son aspect (homogène ou hétérogène), ou selon la taille des particules de soluté (suspension, colloïde ou solution).

Toutes ces classifications sont liées les unes aux autres, mais les mélanges seront abordés en fonction de leur apparence tout en se référant également à leur taille de particules.

Homogène

Verre d'eau, mélange homogène

Un mélange homogène est celui qui présente une seule phase à l'œil nu et qui ne peut pas être séparé par lui-même en raison de l'effet de la gravité. Par conséquent, ses particules sont trop petites pour être appréciées par l'œil humain.

Les solutions et les colloïdes entrent dans ce type de mélange, différenciés par la taille des particules de soluté. Toutes les solutions sont homogènes.

Hétérogène

Mélange hétérogène d'huile et d'eau

Un mélange hétérogène est celui qui présente plus de deux phases à l'œil nu, ainsi qu'une distribution non uniforme de ses particules observée à l'échelle moléculaire. Par conséquent, il peut s'agir d'un mélange de solides de différentes couleurs, ou de gaz ou de liquides non miscibles. Les colloïdes, notamment les émulsions et les suspensions, entrent dans ce type de mélange.

Il existe donc des colloïdes homogènes, comme les nuages, et hétérogènes, comme la mayonnaise vue au microscope et l'eau avec de l'huile émulsionnée. Cependant, tous les colloïdes sont hétérogènes lorsqu'ils sont observés au microscope ou à des échelles micrométriques.

Méthodes de séparation des mélanges

Les composants (solvant et soluté) du mélange A + B peuvent être séparés en fonction du type de mélange et de l'état du matériau.

Évaporation

L'eau s'évapore de l'ustensile de cuisine. Vidralta, de Wikimedia Commons

L'évaporation est utilisée pour les solutions, en appliquant de la chaleur pour que le solvant s'échappe dans la phase gazeuse et que le soluté reste déposé sur les parois du récipient. Cela s'observe dans un seau d'eau de mer: une fois l'eau évaporée, les sels blancs resteront au fond.

Distillation

La distillation est utilisée si vous ne voulez pas jeter le solvant mais plutôt le récupérer. Cependant, l'utilisation principale de la distillation est de séparer une solution constituée d'un mélange de liquides; c'est-à-dire que le soluté est également liquide. Par exemple, un mélange eau-acétone est distillé pour récupérer l'acétone à point d'ébullition inférieur.

Filtration

La filtration nécessite un papier filtre ou une surface poreuse qui laisse passer le liquide, mais dont les pores sont suffisamment petits pour retenir le solide.

La filtration est particulièrement utile pour séparer les suspensions, où les particules solides mettent du temps à se déposer au fond. En chimie, c'est l'étape après une réaction de précipitation.

Décantation

Entonnoir de séparation

Lorsqu'il s'agit d'un mélange liquide-solide, attendez que le solide se dépose au fond (selon sa densité et sa taille de particule), versez le liquide dans un autre récipient en veillant à ce que le solide ne bouge pas dans le Contexte.

Pendant ce temps, dans les mélanges liquide-liquide (hétérogènes), le fameux entonnoir de séparation (semblable à une poire ou en coulisses) est utilisé. Le liquide le plus dense est transféré à travers la buse étroite en bas, et le moins dense, à travers la large bouche en haut (où va le bouchon).

Tamisage

Le tamisage est une filtration mais pour les mélanges solide-solide (hétérogènes). Grâce à cette méthode, les grains ou pierres de différentes tailles sont séparés à l'aide d'un tamis ou d'un tamis.

Sublimation

Lorsque l'un des composants du mélange solide-solide est volatil, c'est-à-dire qu'il passe à l'état gazeux sans fondre ni fondre au préalable, il est ensuite chauffé et ses cristaux purifiés sont déposés sur une surface froide, laissant le mélange sans le composant sublimable.

Cristallisation

Un mélange solide-solide est dissous dans un solvant approprié de sorte que, en fonction des solubilités de chaque soluté dans le solvant, ils puissent être séparés par l'action de la température et du refroidissement. Ainsi, à mesure que le mélange chaud refroidit, chaque soluté cristallisera séparément, ce qui permet à ses cristaux de filtrer.

Centrifugation

Lors de la centrifugation, les colloïdes par action de gravité et d'accélération se retrouvent avec leurs composants (phase dispersée et phase dispersante pour les colloïdes) séparés. Il est utilisé lorsque la filtration n'est pas possible car les particules sont trop petites et pénètrent dans le milieu poreux ainsi que dans le solvant ou la phase de dispersion.

Exemples de mélanges

-Amalgames (solution solide)

-Ciment (mélange solide homogène)

-Dentifrice (colloïde mais homogène à l'œil nu)

-Boissons gazeuses (solutions)

- Sable (mélange hétérogène)

-Céréales au lait (mélange hétérogène)

- Riz chicha aux pépites de chocolat (mélange hétérogène avec pépites en suspension)

-Sang (colloïde mais homogène à l'œil nu)

-Gélatine (colloïde solide-liquide)

-Plastiques (solution solide)

-Bières (solutions)

-Orine (solution)

-Air (solution gazeuse)

-Poussière dans l'air (suspension)

-Lait (colloïde et émulsion)

-Verre coloré (solution solide)

-Mud (suspension)

-Chalque dans l'eau (suspension)

-Café noir (solution)

-Os (mélange hétérogène)

-Peintures (colloïdes ou suspensions selon le type)

-Nuages ​​et brouillard (colloïdes gazeux homogènes à l'œil nu)

-Pickles et salade césar (smorgasbord)

-Granite (mélange hétérogène)

-Tizanas (mélange hétérogène)

-Vinaigre (mélange ou solution homogène)

-Essence (mélange homogène)

-Citier pétrolier lourd (suspension)

-Pluie acide (solution)

-Aceros (solution solide)

-Chocolat au lait (mélange homogène)

-Nutella (mélange homogène bien qu'il soit sûrement colloïdal)

-Boîte de chocolats (sac mixte)

-Caramel fondu (mélange homogène)

-Encre (colloïde mais homogène en vue)

-Déodorants en barres (mélange homogène)

-Détergents en poudre (mélange hétérogène)

Références

1. Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
2. Nissa Garcia. (2019). Qu'est-ce qu'une solution en science? - Définition et exemples. Étude. Récupéré de: study.com
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