Solubilité et miscibilité : exercices corrigés de 5e

Trois élèves mélangent chacun deux liquides dans un verre transparent, puis agitent et laissent reposer.

• Mélange 1 : après agitation, on voit un seul liquide, uniforme, sans aucune séparation.
• Mélange 2 : après repos, on voit deux couches superposées, avec une limite nette entre elles.
• Mélange 3 : après agitation et repos, on voit un seul liquide uniforme, mais coloré.

1. Pour chaque mélange, indique s'il est homogène ou hétérogène.
2. Pour chaque mélange, indique si les deux liquides sont miscibles ou non miscibles.
3. Explique en une phrase pourquoi le mélange 3 n'est pas un contre-exemple, malgré sa couleur.

Jade veut savoir si le liquide X est miscible avec l'eau. Elle dispose d'un verre transparent, d'eau et du liquide X. Voici ses gestes, donnés dans le désordre :

• (a) Elle conclut sur la miscibilité.
• (b) Elle verse le liquide X dans le verre, sur l'eau.
• (c) Elle verse de l'eau dans le verre.
• (d) Elle observe le contenu du verre, sans l'agiter.
• (e) Elle agite doucement et observe de nouveau.

1. Remets ces gestes dans le bon ordre.
2. Quelle observation lui permettrait de conclure que X est miscible avec l'eau ?
3. Quelle observation lui permettrait de conclure qu'il ne l'est pas ?

Dans un bécher, Malo place 100 mL d'eau. Il ajoute un solide fictif S par petites portions, en agitant. Il constate qu'il peut dissoudre au maximum 36 g de S : au-delà, des grains restent au fond.

Dans cet exercice, on exprime la solubilité en grammes de soluté par litre d'eau (g/L).

1. Convertis le volume d'eau en litres.
2. Calcule la solubilité de S dans l'eau.
3. Pourquoi cette valeur est-elle obtenue par l'expérience ?

La solubilité d'un solide fictif T dans l'eau vaut 200 g/L. Inès verse 150 mL d'eau dans un bécher, puis introduit 45 g de T et agite longtemps.

1. Calcule la masse maximale de T qui peut se dissoudre dans 150 mL d'eau.
2. La solution obtenue est-elle saturée ? Justifie.
3. Calcule la masse de T qui reste non dissoute au fond du bécher.
4. Le mélange final est-il homogène ou hétérogène ?

Léo verse dans une éprouvette 250 mL d'un liquide A, puis 250 mL d'un liquide B. Il observe deux couches nettes : les deux liquides ne se mélangent pas. On donne les masses volumiques : liquide A, $\rho_A = 0{,}90\ g/mL$ ; liquide B, $\rho_B = 1{,}00\ g/mL$. On rappelle la relation $m = \rho \times V$ ².

1. Les liquides A et B sont-ils miscibles ? Justifie.
2. Calcule la masse de 250 mL de liquide A.
3. Calcule la masse de 250 mL de liquide B.
4. Sachant que, à volume égal, le liquide le plus lourd se place en dessous, indique lequel des deux forme la couche du haut.

On dispose de deux solides fictifs : A, de solubilité 360 g/L dans l'eau, et B, de solubilité 90 g/L dans l'eau. Dans deux béchers identiques, on met 250 mL d'eau, puis 50 g de A dans le premier et 50 g de B dans le second. On agite longtemps.

1. Calcule la masse maximale de A, puis de B, qui peut se dissoudre dans 250 mL d'eau.
2. Pour chaque bécher, la solution est-elle saturée ? Le mélange est-il homogène ?
3. Calcule la masse de B qui reste non dissoute.
4. Un élève affirme : « A est plus soluble que B, donc A est plus miscible que B ». Corrige cette phrase.

Un gaz dissous dans l'eau est invisible. On cherche à comprendre la situation suivante : une eau gazeuse fictive contient du dioxyde de carbone dissous. Quand on ouvre la bouteille, des bulles apparaissent.

1. Dans cette situation, quel est le soluté ? Quel est le solvant ?
2. Pourquoi ne voit-on pas le gaz dans la bouteille fermée ?
3. La solubilité concerne-t-elle seulement les solides ? Cite un contexte d'étude où un gaz est dissous dans l'eau.
4. Le mélange eau-gaz dissous est-il homogène ou hétérogène ?