Physique-chimie · 5e
Séparer les constituants d'un mélange : exercices de 5e
Publié le 10 novembre 2026 · Mis à jour le 10 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Un mélange associe plusieurs substances qui gardent chacune leurs propriétés ; on peut les séparer par un procédé physique.6
- Hétérogène : on voit au moins deux constituants à l'œil nu. Homogène : on n'en distingue aucun.6
- Décantation et filtration traitent les solides ; l'évaporation récupère un solide dissous ; la distillation sépare certains constituants d'un mélange homogène.5
- La chromatographie sépare les colorants d'un mélange.5
- Pour choisir une technique : observer le mélange, repérer ce qu'on veut récupérer, puis ordonner les étapes.
Comment utiliser ces exercices
Ces exercices te font manipuler le vocabulaire et les techniques de séparation vus en 5e. Au cycle 4, on part de ce que l'on voit pour aller vers les premiers modèles de la matière, et on apprend à employer le vocabulaire scientifique juste.1 Les exercices vont du plus facile (niveau 1) au plus réfléchi (niveau 3). Cherche toujours sur une feuille avant d'ouvrir les indices, puis compare avec la correction étape par étape.
Les exercices
Exercice 1 Homogène ou hétérogène ?
Classe chaque mélange comme homogène ou hétérogène, en justifiant avec ce que tu observes à l'œil nu :
a) eau et sable ;
b) eau et sucre entièrement dissous ;
c) eau et huile après repos ;
d) eau et gravillons ;
e) sirop de menthe bien mélangé à de l'eau.
Indice 1
Pose-toi la question : peut-on distinguer au moins deux constituants sans instrument ?
Indice 2
Un solide entièrement dissous ne se voit plus.
Voir la correction pas à pas
Rappel du critère : un mélange est hétérogène si l'on distingue au moins deux constituants à l'œil nu, homogène sinon.6
a) On voit le sable au fond : hétérogène.
b) Le sucre dissous n'est plus visible : homogène.
c) L'huile forme une couche séparée de l'eau : hétérogène.
d) Les gravillons sont bien visibles dans l'eau : hétérogène.
e) Le sirop dilué forme un liquide d'aspect uniforme : homogène.
Le critère est toujours visuel : on regarde si l'on peut distinguer plusieurs constituants à l'œil nu.
Exercice 2 Associer technique et situation
Associe chaque situation à la technique la plus adaptée parmi : décantation, filtration, évaporation, distillation, chromatographie.
- Récupérer le sel d'une eau salée.
- Séparer les colorants contenus dans l'encre d'un feutre.
- Retirer des grains de sable en suspension dans l'eau en faisant passer le mélange à travers du papier.
- Laisser un mélange d'eau et de terre reposer pour que les particules les plus denses se déposent.
- Obtenir de l'eau presque pure à partir d'une eau contenant des substances dissoutes.
Indice 1
Relis les cinq techniques de la méthode : chacune correspond à un type de constituant.
Indice 2
Une seule technique convient pour des colorants.
Voir la correction pas à pas
- Le sel est un solide dissous dans le solvant : évaporation.5
- Il s'agit d'un mélange de colorants : chromatographie.5
- Du sable est un solide dans un mélange hétérogène : filtration.5
- Les particules les plus denses se déposent : décantation.5
- L'eau distillée est une eau presque chimiquement pure, obtenue par distillation.5
Chaque technique répond à un cas précis : solide visible, solide dissous, liquides à séparer ou colorants.
Exercice 3 Le bon mot pour le bon liquide
Complète avec filtrat, distillat ou décantation.
a) Le liquide qui sort du filtre est le ______.
b) Le liquide recueilli à la fin d'une distillation est le ______.
c) Laisser les particules les plus denses tomber au fond s'appelle la ______.
Indice 1
Le suffixe du mot rappelle la technique : filtr-, distill-.
Voir la correction pas à pas
a) Le liquide obtenu par filtration s'appelle le filtrat.5
b) Le liquide obtenu par distillation s'appelle le distillat.5
c) Séparer les constituants solides les plus denses en les laissant se déposer est la décantation.5
Le nom du liquide récupéré dérive du nom de la technique employée.
Exercice 4 Eau, sable et sel
Lina possède un mélange d'eau, de sable et de sel dissous. Elle veut récupérer séparément le sable et le sel.
- Ce mélange est-il homogène ou hétérogène ? Justifie.
- Propose les étapes à suivre, dans l'ordre, en nommant la technique de chaque étape.
- Pourquoi ne peut-elle pas commencer par l'évaporation ?
Indice 1
Que voit-on dans le mélange de départ ?
Indice 2
Le sable est un solide non dissous, le sel est dissous.
Voir la correction pas à pas
Le sable se voit à l'œil nu : le mélange est hétérogène.6
Étape 1 : filtrer. Le sable reste sur le papier filtre ; le filtrat est une eau salée limpide.5
Étape 2 : évaporer le filtrat. L'eau s'évapore et le sel reste dans le récipient.5
Si Lina évaporait d'abord, le sable et le sel resteraient mélangés dans le récipient : on n'aurait rien séparé.
Le raisonnement général : on retire d'abord les constituants solides visibles, puis on traite le liquide qui contient des solides dissous.
Quand plusieurs techniques sont nécessaires, on commence par celle qui traite les constituants visibles, puis on traite le liquide obtenu.
Exercice 5 Bilan de masse après évaporation
On fait évaporer entièrement 200 g d'eau salée. Il reste dans le récipient 14 g de sel.
Quelle masse d'eau s'est évaporée ? On suppose que rien d'autre n'a été perdu.
Indice 1
Ce qui part est la différence entre la masse de départ et ce qui reste.
Indice 2
Pense à écrire l'unité.
Voir la correction pas à pas
Au départ, la solution contient de l'eau et du sel : masse totale 200 g.
À la fin, il ne reste que le sel : 14 g.
La masse d'eau évaporée est la différence : .
Réponse : 186 g d'eau sont passés à l'état gazeux.
Comme rien n'est perdu, la masse de départ est égale à la masse de sel plus celle de l'eau évaporée.
Exercice 6 Que retient le filtre ?
On verse dans un entonnoir muni d'un filtre un mélange de 250 mL d'eau et de sable. On recueille 240 mL de filtrat.
Quel volume d'eau est resté dans le sable et le papier filtre ? Le filtrat est-il un corps pur ?
Indice 1
Compare le volume d'eau versé et le volume recueilli.
Indice 2
Le filtrat peut contenir autre chose que de l'eau : que laisse passer un filtre ?
Voir la correction pas à pas
Le filtrat est le liquide qui a traversé le filtre.5
Le volume resté dans le sable humide et le papier est la différence : .
Il reste donc 10 mL d'eau dans le filtre et le sable.
Le filtrat n'est pas forcément un corps pur : un solide dissous passerait le filtre avec l'eau. Un corps pur ne comporte qu'une seule substance.6
La filtration retient les solides, mais pas ce qui est dissous : le filtrat reste un mélange tant qu'il contient autre chose que de l'eau.
Exercice 7 Eau salée : évaporer ou distiller ?
Théo dispose d'eau salée. Il veut obtenir (a) du sel, puis dans un autre essai (b) de l'eau presque pure.
- Quelle technique choisit-il pour chaque objectif ?
- Dans l'essai (a), que devient l'eau ? Dans l'essai (b), où se retrouve-t-elle ?
- Comment s'appelle le liquide obtenu en (b) ?
Indice 1
Dans un cas on s'intéresse au solide dissous, dans l'autre au liquide.
Indice 2
Pense à ce que l'on recueille à la fin de chaque technique.
Voir la correction pas à pas
(a) Pour récupérer un solide dissous dans un solvant, on utilise l'évaporation ; le sel reste dans le récipient.5
(b) Pour obtenir de l'eau presque pure, on utilise la distillation, qui sépare certains constituants d'un mélange homogène.5
En (a), l'eau passe à l'état gazeux et part dans l'air : on ne la récupère pas.
En (b), la vapeur d'eau est recueillie : elle se retrouve dans le liquide obtenu à la fin.
Le liquide obtenu par distillation est le distillat ; ici c'est de l'eau distillée, presque chimiquement pure.5
Évaporation et distillation partent du même mélange, mais ne servent pas au même but : récupérer le solide, ou récupérer le liquide.
Exercice 8 Un protocole complet
Un flacon contient un mélange d'eau, d'huile, de sable fin et de sel dissous. Écris un protocole qui permet de récupérer l'huile, le sable, le sel et l'eau.
- Écris les étapes dans l'ordre, avec la technique employée.
- Pour chaque étape, indique ce qu'on obtient.
- À quel moment le mélange devient-il homogène ?
Indice 1
Commence par ce qui se voit : que distingue-t-on dans le flacon ?
Indice 2
L'huile et l'eau forment deux couches : comment les séparer ?
Voir la correction pas à pas
Le mélange est hétérogène : on voit l'huile, le sable et l'eau.6
Étape 1 : laisser reposer le flacon. L'huile, moins dense que l'eau, forme une couche au-dessus ; le sable, plus dense, se dépose au fond : c'est la décantation.5
Étape 2 : récupérer l'huile en la séparant de la couche d'eau avec précaution.
Étape 3 : filtrer l'eau restante pour retenir le sable. On obtient le sable sur le filtre et une eau salée comme filtrat.5
Le filtrat est un mélange homogène : on ne voit plus de constituants séparés.6
Étape 4 : distiller le filtrat. L'eau, recueillie après être passée à l'état gazeux puis redevenue liquide, forme le distillat ; le sel reste dans le ballon lorsque toute l'eau en est partie.5
Ce protocole enchaîne trois techniques dans un ordre logique : on traite d'abord les constituants visibles, puis le mélange homogène restant.
Les questions qu'on se pose
Comment savoir quelle technique de séparation choisir ?
Regarde d'abord si le mélange est hétérogène (on distingue plusieurs constituants à l'œil nu) ou homogène.6 Pour un solide visible, pense à la décantation ou à la filtration ; pour un solide dissous, à l'évaporation ; pour un liquide à récupérer dans un mélange homogène, à la distillation.5 Pour des colorants, la chromatographie convient.5
Pourquoi la filtration ne sépare-t-elle pas le sel de l'eau ?
Sources
Programme visé : Programmes d'enseignement du cycle 4 — Physique-Chimie · Bulletin Officiel du Ministère de l'Éducation Nationale
- Programmes d'enseignement du cycle 4 — Physique-Chimie, Bulletin Officiel du Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 10 novembre 2026.
- Démarche d'investigation — Physique-chimie — Cycles 3-4 (Juin 2024), Éduscol. Consulté le 10 novembre 2026.
- Progression pédagogique — Cycle 4 — Physique-chimie, Éduscol. Consulté le 10 novembre 2026.
- Document ressource — Organisation et transformations de la matière, Éduscol. Consulté le 10 novembre 2026.
- Activités sur les mélanges et la séparation des constituants — Académie de Lyon, Académie de Lyon. Consulté le 10 novembre 2026.
- Mélange, Wikipédia. Consulté le 10 novembre 2026.
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