Décrire la constitution et les états de la matière 2

Changements d'état des corps purs

Quand un corps pur (un échantillon de matière unique) change d'état, ce changement s'effectue :

• À température constante
• En conservant sa masse

Identification expérimentale des changements d'état

Expérimentalement, il est possible de tracer la courbe de la température d'un échantillon en fonction du temps pendant qu'il est réchauffé ou refroidi. Nous pouvons donc identifier le moment où il change d'état quand nous observons un palier de température au niveau de la courbe.

Visuellement, le changement d'état se situe au moment où nous observons que la matière se trouve dans les deux états simultanément.

Solidification de l'eau pure

Comparaison avec les mélanges

En comparaison, l'eau salée (qui n'est pas un corps pur mais un mélange eau-sel), ne présentera pas de palier, mais un changement de pente seulement.

Solidification de l'eau salée

L'effet de la température sur les particules de matière

La température agit sur les particules de matière en les rendant plus agitées.

Passage de l'état solide à l'état liquide

Lorsque la température augmente, les particules initialement bien ordonnées à l'état solide, s'agitent davantage et peuvent glisser les unes sur les autres : elles sont plus désordonnées et l'eau passe à l'état liquide.

Passage de l'état liquide à l'état gazeux

Si la température continue d'augmenter, les molécules d'eau continuent à s'agiter davantage jusqu'à ne plus avoir d'interaction avec leurs molécules voisines : elles deviennent libres et passent à l'état de gaz.

Conservation de la masse lors des changements d'état

Lors d'un changement d'état, le nombre de molécules ne change pas, donc la masse ne change pas non plus. Cependant, puisqu'elles ne sont plus agencées de la même façon, le volume est modifié.

Conditions nécessaires aux changements d'état

Il est également à noter que pour pouvoir changer d'état, il est nécessaire :

• D'apporter de l'énergie à la matière pour que son agitation augmente
• Ou de retirer de l'énergie à la matière pour que son agitation diminue

Corps purs et mélanges

Chimiquement, nous différencions un corps pur d'un mélange.

Corps pur

Un corps pur est composé d'une espèce chimique unique. Ses particules sont toutes de même nature et ont toutes les mêmes propriétés.

Mélange

Un mélange est constitué de plusieurs corps purs.

États physiques des constituants

Ses constituants peuvent être dans des états physiques identiques ou différents :

• Solide liquide : exemple du sel dans l'eau
• Liquide liquide : exemple de l'huile dans l'eau
• Liquide gaz : exemple du gaz carbonique dans du coca cola
• Solide gaz : exemple d'une fumée contenant des poussières

Types de mélanges

Le mélange peut être soit :

• Homogène : nous n'arrivons pas à distinguer les différents composants à l'œil nu (exemple de l'eau et de la grenadine)
• Hétérogène : nous arrivons à distinguer les différents composants à l'œil nu (exemple du sable et de l'eau)