Corps purs et mélanges

Exercice n°9 P 27 : Corps pur ou mélanges ?

1a.La mayonnaise est un mélange (jaune d'oeuf, huile, moutarde, sel, poivre).

1b.Le sel est un corps pur, constitué uniquement de chlorure de sodium.

1c.Le vinaigre blanc est un mélange constitué d'eau, d'acide éthanoïque.

1d.Un cocktail est un mélange constitué de plusieurs ingrédients aux choix du mixologue et du consommateur.

1e.Un lingot d'or est un corps pur constitué uniquement d'atomes d'or.

1e.L'air qui nous entoure est un mélange de diazote (78%), de dioxygène (21%) et d'autres gaz (1%).

2.

Corps purs :Un fil de cuivre, du dioxygène ($O_2$).

Mélanges :Un soda, le bronze (alliage de cuivre et d'étain).

Exercice n°10 P 27 : Mélange homogène ou hétérogène ?

1A.La peinture est un mélange homogène.

1B.Le lait est un mélange homogène.

1C.Un mélange d'huile et de vinaigre est un mélange hétérogène.

1D.Le contenu d'un tube à essai après l'identification des ions cuivre est un mélange hétérogène.

2.

Mélange homogène : L'eau de mer, l'ai qui nous entoure.

Mélange hétérogène : Un soda, de la boue.

Exercice n°13 P 27 : Composition du sel marin.

Composition massique en chlorure de sodium ($NaCl$) : $\dfrac{77}{100} \times 100 = 77 \ \%$

Composition massique en chlorure de magnésium ($MgCl_2$) : $\dfrac{10}{100} \times 100 = 10 \ \%$

Composition massique en sulfate de magnésium ($MgSO_4$) : $\dfrac{77}{100} \times 100 = 77 \ \%$

Exercice n°14 P 27 : Des bijoux en or ?

1a.Ce n'est pas un corps pur, il ne contient que 75% d'or.

1b.La masse d'or présente est : $\dfrac{75}{100} \times 2,35 = 1,76 \ g$.

2.Pour que le bijou soit en or 18 carats, la proportion massique en or doit être de 75%

La masse totale du bijou est : $m_{totale} \ = \ 12,6 \ + \ 4,2 \ = \ 16,8 \ g$

Ici, la proportion en or est : $\dfrac{m_{or}}{m_{totale}} \ = \ \dfrac{12,6}{16,8} \ \times 100 \ = \ 75 \ \%$

Il s'agit bien d'un collier en or 18 carats.

Exercice n°15 P 27 : De l'air !

1.Composition de l'air : 78 % de diazote ($N_2$), 21% de dioxygène ($O_2$), et 1% d'autres gaz.

2.

Volume de diazote : $\dfrac{78}{100} \times 150 = 112,5 \ m^{ \ 3}$

Volume de dioxygène : $\dfrac{21}{100} \times 150 = 31,5 \ m^{ \ 3}$

Exercice n°17 P 28 : Température de changement d'état.

1.

La température de fusion de l'eau sous pression atmosphérique est de 0°C.

La température débullition de l'eau sous pression atmosphérique est de 100°C.

2a.Pour solidifier de l'éthanol à pression athmosphérique, il faut abaisser la température à -114°C.

2b.Le sel devient liquide à 1140°C.

3.Sous pression atmosphérique, le butane est à l'état liquide entre -138°C et -1°C. Pour se trouver à l'état liquide à une température supérieure à -1°C, sa pression doit être supérieure à la pression atmosphérique.

Exercice n°19 P 28 : Identification d'un métal.

1a.La masse de l'échantillon est : $m \ = \ 54,0 \ g$ (la balance a été tarée).

1b.Son volume est : de l'échantillon est : $V \ = \ 60 \ - \ 40 \ = \ 20 \ mL$ (la balance a été tarée).

2.

Conversions :

$V \ = \ 20 \ mL \ = \ 20 \ cm^{ \ 3} \ = \ 20 \ \times \left ( {10^{ -2}} \right )^{ \ -3} \ = \ 20 \times 10^{ \ -6} \ m^{ \ 3}$

$m \ = \ 54,0 \ g \ = \ 54,0 \ \times 10^{ \ -3} \ kg$

Masse volumique : $\rho \ = \ \dfrac{m}{V} \ = \ \dfrac{m}{V} \ = \ \dfrac{54,0.10^{ \ -3}}{20.10^{ \ -6}} \ = \ 2700 \ kg.m^{ \ -3}$

En se reportant au tableau, il s'agit donc d'aluminium.

3.Le cuivre aurait pu être éliminé directement de part sa couleur (orangé).

Exercice n°28 P 31 : Fabriquer des glaçons.

1. A température ambiante, l'eau est à l'état liquide. Sous forme de glaçons, elle se trouve à l'état solide. Le changement d'état est la solidification.

2. Pour vérifier qu'on a bien de l'eau dans le bac, on peut réaliser un test au sulfate de cuivre anhydre, solide blanc qui bleuit au contact de l'eau.

3. Pour identifier l'eau, on vérifie que la température reste stable à 0°C tout au long du changement d'état solide à liquide (fusion).

Exercice n°38 P 33 : Composition d'une pièce de monnaie.

1. La pièce de monnaie est un mélange homogène (alliage).

2. Pour chaque composant, la masse du composant est : $m_{metal} \ = \ \dfrac{ \% metal}{100} \ \times m(pièce)$.

Masse de cuivre : $m_{cuivre} \ = \ \dfrac{ 89}{100} \ \times 5,74 \ = \ 5,11 \ g$

Masse d'aluminium : $m_{aluminium} \ = \ \dfrac{5}{100} \ \times 5,74 \ = \ 0,29 \ g$

Masse de zinc : $m_{zinc} \ = \ \dfrac{5}{100} \ \times 5,74 \ = \ 0,29 \ g$

Masse d'étain : $m_{etain} \ = \ \dfrac{1}{100} \ \times 5,74 \ = \ 0,06 \ g$

3a. La masse totale de la pièce est : $m_{totale} \ = \ 6,94 + 0,35 + 0,39 + 0,08 \ = \ 7,80 \ g$

Le pourcentage massique de chaque constituant est : $\% (metal) \ = \ \dfrac{m(metal)}{m_{totale}} \times 100 $

Pourcentage de cuivre : $\%{cuivre} \ = \ \dfrac{6,94}{7,80} \ \times 100 \ = \ 89 \% $

Pourcentage d'aluminium : $\%{aluminium} \ = \ \dfrac{0,39}{7,80} \ \times 100 \ = \ 5 \% $

Pourcentage de zinc : $\%{zinc} \ = \dfrac{0,39}{7,80} \ \times 100 \ = \ 5 \% $

Pourcentage d'étain : $\%{etain} \ = \dfrac{0,08}{7,80} \ \times 100 \ = \ 1 \% $

Les proportions en masse de chaque constituant est la même que pour la pièce de 20 centimes, il s'agit donc du même alliage.

Exercice n°44 P 35 : Huiles essentielles d'orange.

A la même hauteur, on retrouve le limonène, et le citral.

Pour chaque espèce, on calcule le rapport frontal $R_{composant}$ en mesurant les hauteurs $h_{composant}$ et la hauteur $H$, et on effectue le calcul : $R_{composant}=\dfrac{h_{composant}}{H}$

$R_{Ca}=\dfrac{h_{Ca}}{H}=\dfrac{1,2}{4}=0,3$

$R_{Ci}=\dfrac{h_{Ci}}{H}=\dfrac{1,7}{4}=0,4$

$R_{M}=\dfrac{h_{M}}{H}=\dfrac{2.3}{4}=0,6$

$R_{L}=\dfrac{h_{M}}{H}=\dfrac{3,8}{4}=0,9$

On retrouve les valeurs données dans le tableau.