Corps purs et mélanges : identifier une espèce chimique

Corps pur ou mélange ?

Un corps pur est un échantillon de matière constitué d'une seule espèce chimique, par exemple de l'eau distillée ou du dioxygène pur.

Un mélange contient plusieurs espèces chimiques. Il est dit homogène lorsqu'on n'y distingue qu'une seule phase, comme l'eau salée, et hétérogène lorsqu'on y distingue plusieurs phases, comme l'eau et l'huile.

Identifier une espèce par une grandeur physique

Chaque espèce chimique possède des valeurs caractéristiques de masse volumique et de température de changement d'état, qui permettent de l'identifier par comparaison à des valeurs de référence.

Espèce	Masse volumique (g·mL^-1) à 20°C	Température d'ébullition (°C, pression atmosphérique normale)
Eau	1,00	100
Éthanol	0,79	78
Huile d'olive	0,91	300 (décomposition avant ébullition)

Si la masse volumique mesurée d'un échantillon liquide est proche de 0,79 g·mL^-1, on peut identifier l'échantillon comme de l'éthanol plutôt que de l'eau.

Identifier une espèce par un test chimique

Certains tests chimiques mettent en évidence la présence d'une espèce grâce à un changement visible et caractéristique.

Présence d'eau : le sulfate de cuivre anhydre, blanc, devient bleu au contact de l'eau.
Présence de dihydrogène : approché d'une flamme, le gaz produit une détonation caractéristique.
Présence de dioxygène : une bûchette incandescente se rallume au contact du gaz.
Présence de dioxyde de carbone : le gaz trouble l'eau de chaux, qui devient laiteuse.

Un mélange homogène peut tromper l'œil

Une solution limpide et incolore, comme de l'eau sucrée, ressemble à de l'eau pure à l'œil nu. Seule une mesure (masse volumique, température d'ébullition) ou un test chimique permet de révéler qu'il s'agit en réalité d'un mélange.

L'essentiel

Corps pur : une seule espèce chimique. Mélange : plusieurs espèces chimiques.
Mélange homogène : une seule phase visible. Mélange hétérogène : plusieurs phases visibles.
Une espèce chimique s'identifie par comparaison de sa masse volumique ou de sa température de changement d'état à des valeurs de référence.
Des tests chimiques caractéristiques permettent d'identifier l'eau, le dihydrogène, le dioxygène et le dioxyde de carbone.
Piège classique : un mélange homogène limpide peut être confondu avec un corps pur si on se fie uniquement à l'aspect visuel.

Composition massique d'un mélange et composition de l'air