La chimie à l’école — Années 1 à 12 · Grades 1–12
2Mélanger et dissoudre
Un morceau de sucre tombe dans une tasse de thé chaud. Une cuillère tourne, le morceau s’effrite, et au bout d’un moment il n’y a plus rien à voir : le thé a exactement le même aspect qu’avant. Pourtant, il a maintenant un goût sucré. Le sucre n’est pas parti — il se cache dans le thé. Ce chapitre parle de ce qui se passe quand on met des choses ensemble, et des choses qui semblent alors disparaître.
2.1 Mettre des choses ensemble
Définition 2.1 (Mélanger)
On mélange des choses quand on les met ensemble, souvent en les remuant. Ce que l’on obtient est un mélange de ces choses.
Exemple 2.2 (Un bol de muesli)
On verse dans un même bol des flocons d’avoine, des raisins secs, des noix et des graines : c’est un mélange. En regardant de près, on voit encore chaque ingrédient, et on peut le reprendre avec les doigts — un raisin reste un raisin, une noix reste une noix.
Exemple 2.3 (Du sirop dans l’eau)
On peut aussi mélanger deux liquides. Du sirop rouge versé dans un verre d’eau descend en volutes colorées ; après un coup de cuillère, tout le verre est rose de façon égale. À l’œil, on ne peut plus distinguer le sirop de l’eau.
Remarque 2.4 (Mélanger ne détruit rien)
Quand on mélange des choses, rien ne se perd et rien de nouveau n’est fabriqué. Les flocons, les raisins et les noix sont toujours dans le bol. Un chapitre suivant montre comment séparer à nouveau un mélange.
2.2 Ce qui se dissout
Définition 2.5 (Dissoudre, solution)
Un solide se dissout dans l’eau quand, mis dans l’eau et remué, il disparaît à la vue et laisse le liquide limpide, c’est-à-dire transparent. Le sucre et le sel se dissolvent dans l’eau. Le liquide limpide obtenu s’appelle une solution : l’eau sucrée est une solution de sucre, l’eau salée une solution de sel.
Exemple 2.6 (Un morceau de sucre dans un verre d’eau)
On pose un morceau de sucre au fond d’un verre d’eau immobile. Ses coins s’arrondissent, il rapetisse, et des traînées ondulées montent de lui à travers l’eau. Si l’on remue, il a disparu en moins d’une minute. Si l’on ne remue pas, il disparaît quand même, mais beaucoup plus lentement.
Remarque 2.7 (Limpide ne veut pas dire incolore)
Le thé est brun et l’eau au sirop est rose, mais on voit à travers les deux : ils sont limpides. Une solution peut avoir une couleur. Ce qu’une solution n’a jamais, ce sont des morceaux qui flottent dedans ou une couche au fond.
Méthode 2.8 (Est-ce que ça se dissout ?)
Pour savoir si un solide se dissout dans l’eau :
- mets un peu du solide dans un verre d’eau ;
- remue, puis attends quelques minutes ;
regarde à travers le verre :
- limpide, et rien au fond : le solide s’est dissous ;
- trouble, ou une couche au fond : le solide ne s’est pas dissous.
2.3 Ce qui ne se dissout pas
Proposition 2.9 (Le sable et la craie ne se dissolvent pas)
Beaucoup de solides ne se dissolvent pas dans l’eau : le sable, la craie, la terre, les cailloux, la farine. Remués dans l’eau, ils la rendent trouble ; laissés au repos, ils descendent et se déposent au fond, et l’eau au-dessus redevient plus claire. On a beau remuer longtemps, ils ne disparaissent jamais.
Exemple 2.10 (Un bocal d’eau boueuse)
De la terre du jardin secouée dans un bocal d’eau la rend brune et trouble. Au bout d’une heure, la terre et les petits cailloux forment une couche sombre au fond, quelques feuilles mortes flottent en surface, et l’eau entre les deux n’est plus que légèrement trouble. La terre ne s’est pas dissoute.
2.4 Ce qui est dissous est toujours là
Proposition 2.11 (Un solide dissous est toujours dans l’eau)
Quand un solide se dissout, il ne disparaît pas : il est réparti dans toute l’eau, en morceaux bien trop petits pour être vus. Deux indices montrent qu’il est toujours là :
- le thé sucré a un goût sucré, et l’eau de mer un goût salé ;
- quand l’eau s’évapore jusqu’à sécher, le solide reste.
Remarque 2.12 (On ne goûte rien au laboratoire)
On sait que le thé est sucré parce que le thé est un aliment. Au laboratoire, personne ne goûte jamais rien, pas même un liquide qui ressemble à de l’eau : le second indice, laisser l’eau sécher, est celui qu’utilisent les chimistes.
Exemple 2.13 (Le sel de la mer)
Sur certaines côtes ensoleillées, on fait entrer l’eau de mer dans de grands bassins peu profonds. Jour après jour, le soleil fait sécher l’eau. Ce qui reste au fond est du sel blanc, que l’on ramasse en tas : c’est le sel qui était dissous dans la mer. Le sel de la table vient souvent de ces bassins, qu’on appelle des marais salants.
Remarque 2.14 (Se dissoudre, ce n’est pas fondre)
On dit souvent que le sucre « fond » dans le thé. Ce n’est pas vrai : fondre, c’est ce que fait un glaçon au soleil, quand il devient liquide tout seul, sans avoir besoin d’eau. Le sucre dans le thé a besoin de l’eau, et le sucre est toujours dedans, réparti. Le mot juste est se dissout.
2.5 Exercices
Exercice 2.1 ★
Parmi ces solides, lesquels se dissolvent dans l’eau, et lesquels ne se dissolvent pas ? Le sucre, le sable, le sel, la craie, les cailloux.
Solution
Solution de Exercice 2.1.
Le sucre et le sel se dissolvent. Le sable, la craie et les cailloux ne se dissolvent pas.
Exercice 2.2 ★
Qu’est-ce qu’une solution ? Donne deux exemples tirés de ce chapitre.
Solution
Solution de Exercice 2.2.
Une solution est le liquide limpide obtenu quand un solide se dissout dans l’eau. Exemples : l’eau sucrée, l’eau salée (le thé sucré en est une aussi).
Exercice 2.3 ★
Un bol de muesli est-il un mélange ? Peux-tu encore voir chacune de ses parties ?
Solution
Solution de Exercice 2.3.
Oui : on a mis ensemble des flocons d’avoine, des raisins secs, des noix et des graines. On voit encore chaque partie et on peut la reprendre.
Exercice 2.4 ★
On remue une poudre blanche dans un verre d’eau. Au bout de quelques minutes, l’eau est trouble et une couche blanche s’est formée au fond. La poudre s’est-elle dissoute ? Explique avec la Méthode 2.8.
Solution
Solution de Exercice 2.4.
Non. Un solide dissous laisse l’eau limpide, sans rien au fond ; ici, l’eau est trouble et une couche s’est déposée.
Exercice 2.5 ★
Un verre d’eau au sirop est rose. Est-il limpide ? Est-il incolore ? Est-ce une solution ?
Exercice 2.6 ★
Après avoir remué, on ne voit plus de sucre dans une tasse de thé. Donne l’indice qui montre que le sucre est toujours là.
Solution
Solution de Exercice 2.6.
Le thé a un goût sucré : le sucre est toujours dedans, réparti dans l’eau en morceaux trop petits pour être vus.
Exercice 2.7 ★
Dans les marais salants, qu’est-ce que le soleil enlève, et qu’est-ce qui reste ?
Solution
Solution de Exercice 2.7.
Le soleil fait sécher l’eau ; le sel qui était dissous dans l’eau de mer reste.
Exercice 2.8 ★
Tom dit : « Le sucre a fondu dans mon thé. » Quel mot devrait-il employer à la place, et pourquoi ?
Solution
Solution de Exercice 2.8.
« Dissous. » Fondre, c’est ce que fait un glaçon tout seul, sans eau ; le sucre a besoin de l’eau, et il est toujours dans le thé.
Exercice 2.9 ★★
Regarde la figure des deux béchers. Sans lire les mots écrits dessous, comment peux-tu savoir quel bécher contient le sable ?
Solution
Solution de Exercice 2.9.
Le bécher qui contient le sable est trouble et a une couche au fond ; l’eau sucrée est limpide, sans rien au fond.
Exercice 2.10 ★★
Une goutte d’eau du robinet sèche sur une assiette noire et laisse un petit cercle blanc. Qu’est-ce que cela nous apprend sur l’eau du robinet ?
Solution
Solution de Exercice 2.10.
L’eau du robinet n’est pas seulement de l’eau : quelque chose y est dissous. Quand l’eau sèche, ce solide reste : c’est le cercle blanc.
Exercice 2.11 ★★
Au laboratoire, une professeure a deux verres d’un liquide limpide et incolore : l’un contient de l’eau pure, l’autre de l’eau salée. Personne n’a le droit d’y goûter. Comment peut-elle savoir lequel est lequel ?
Solution
Solution de Exercice 2.11.
Elle laisse sécher quelques gouttes de chacun dans une coupelle sombre et propre. L’eau pure ne laisse rien ; l’eau salée laisse du sel blanc.