Qu'est-ce qu'un mélange en science?

En chimie, un mélange se forme lorsque deux ou plusieurs substances sont combinées de sorte que chaque substance conserve sa propre identité chimique. Les liaisons chimiques entre les composants ne sont ni rompues ni formées. Notez que même si les propriétés chimiques des composants n'ont pas changé, un mélange peut présenter de nouvelles propriétés physiques, comme le point d'ébullition et le point de fusion. Par exemple, le mélange d'eau et d'alcool produit un mélange qui a un point d'ébullition plus élevé et un point de fusion plus bas que l'alcool (point d'ébullition inférieur et point d'ébullition plus élevé que l'eau).

Points clés à retenir: Mélanges

• Un mélange est défini comme le résultat de la combinaison de deux substances ou plus, de sorte que chacune conserve son identité chimique. En d'autres termes, aucune réaction chimique ne se produit entre les composants d'un mélange.
• Les exemples incluent des combinaisons de sel et de sable, de sucre et d'eau et de sang.
• Les mélanges sont classés en fonction de leur uniformité et de la taille des particules des composants les uns par rapport aux autres.
• Les mélanges homogènes ont une composition et une phase uniformes dans tout leur volume, tandis que les mélanges hétérogènes ne semblent pas uniformes et peuvent être constitués de phases différentes (par exemple, liquide et gaz).
• Des exemples de types de mélanges définis par la taille des particules comprennent les colloïdes, les solutions et les suspensions.

Exemples de mélanges

• La farine et le sucre peuvent être combinés pour former un mélange.
• Le sucre et l'eau forment un mélange.
• Les billes et le sel peuvent être combinés pour former un mélange.
• La fumée est un mélange de particules solides et de gaz.

Types de mélanges

Deux grandes catégories de mélanges sont les mélanges hétérogènes et homogènes. Les mélanges hétérogènes ne sont pas uniformes dans toute la composition (par exemple le gravier), tandis que les mélanges homogènes ont la même phase et la même composition, peu importe où vous les échantillonnez (par exemple, l'air). La distinction entre mélanges hétérogènes et homogènes est une question d'agrandissement ou d'échelle. Par exemple, même l'air peut sembler hétérogène si votre échantillon ne contient que quelques molécules, tandis qu'un sac de légumes mélangés peut sembler homogène si votre échantillon est un chargement complet de camions. Notez également que même si un échantillon est constitué d'un seul élément, il peut former un mélange hétérogène. Un exemple serait un mélange de mine de crayon et de diamants (tous deux en carbone). Un autre exemple pourrait être un mélange de poudre d'or et de pépites.

En plus d'être classés comme hétérogènes ou homogènes, les mélanges peuvent également être décrits en fonction de la granulométrie des composants:

Solution: Une solution chimique contient de très petites tailles de particules (moins de 1 nanomètre de diamètre). Une solution est physiquement stable et les composants ne peuvent pas être séparés par décantation ou centrifugation de l'échantillon. Les exemples de solutions comprennent l'air (gaz), l'oxygène dissous dans l'eau (liquide) et le mercure dans l'amalgame d'or (solide), l'opale (solide) et la gélatine (solide).

Colloïde: Une solution colloïdale semble homogène à l'œil nu, mais les particules sont visibles sous un grossissement au microscope. La taille des particules varie de 1 nanomètre à 1 micromètre. Comme les solutions, les colloïdes sont physiquement stables. Ils présentent l'effet Tyndall. Les composants colloïdes ne peuvent pas être séparés par décantation, mais peuvent être isolés par centrifugation. Des exemples de colloïdes comprennent la laque pour les cheveux (gaz), la fumée (gaz), la crème fouettée (mousse liquide), le sang (liquide), 

Suspension: Les particules en suspension sont souvent suffisamment grosses pour que le mélange apparaisse hétérogène. Des agents stabilisants sont nécessaires pour empêcher les particules de se séparer. Comme les colloïdes, les suspensions présentent l'effet Tyndall. Les suspensions peuvent être séparées par décantation ou centrifugation. Des exemples de suspensions comprennent la poussière dans l'air (solide dans le gaz), la vinaigrette (liquide dans le liquide), la boue (solide dans le liquide), le sable (solides mélangés) et le granit (mélangé les solides).

Exemples qui ne sont pas des mélanges

Juste parce que vous mélangez deux produits chimiques ensemble, ne vous attendez pas à ce que vous obteniez toujours un mélange! Si une réaction chimique se produit, l'identité d'un réactif change. Ce n'est pas un mélange. La combinaison du vinaigre et du bicarbonate de soude entraîne une réaction pour produire du dioxyde de carbone et de l'eau. Donc, vous n'avez pas de mélange. La combinaison d'un acide et d'une base ne produit pas non plus de mélange.

Sources

• De Paula, Julio; Atkins, P. W. Chimie physique d'Atkins (7e éd.).
• Petrucci R. H., Harwood W. S., Herring F. G. (2002). Chimie générale, 8e éd.. New York: Prentice-Hall.
• Weast R. C., éd. (1990). CRC Handbook of chemistry and physics. Boca Raton: société d'édition de caoutchouc chimique.
• Whitten K.W., Gailey K. D. et Davis R. E. (1992). Chimie générale, 4e éd.. Philadelphie: Saunders College Publishing.