Mélanges et corps purs : cours de 6e

Autour de toi, tout ce qui occupe de la place et possède une masse est de la matière : l'eau du robinet, l'air d'une salle de classe, le métal d'une cuillère, le bois d'un bureau. Tu as déjà vu que la matière peut se présenter sous plusieurs états (solide, liquide, gaz) et qu'elle change d'état quand on la chauffe ou la refroidit.

Il reste une question : de quoi cette matière est-elle faite ? Une cuillère en métal, un verre d'eau sucrée et un morceau de granit ne sont pas « faits de la même façon ». Pour s'y retrouver, les scientifiques ont besoin d'un classement simple. Dans ce chapitre, tu apprends le premier d'entre eux : distinguer les mélanges et les corps purs.

Ce classement repose sur une seule idée : compter les constituants. Un constituant, c'est une sorte de matière que l'on peut nommer : l'eau, le sucre, le sel, le cuivre… Selon qu'il y en a un seul ou plusieurs dans l'objet étudié, on ne parle pas de la même chose.

Ce cours suit une progression simple. D'abord les deux définitions, ensuite la manière de reconnaître un mélange, puis les pièges du langage de tous les jours, et enfin une méthode pour classer n'importe quel échantillon.

Prends un verre d'eau dans lequel tu as dissous du sucre. Il contient de l'eau et du sucre : deux constituants, donc c'est un mélange. Prends maintenant un bol où tu as versé de l'huile sur de l'eau : deux constituants encore, donc encore un mélange, même si l'aspect n'a rien à voir avec le précédent.

L'expression « de natures très différentes » mérite qu'on s'y arrête. Dans un mélange, on peut trouver côte à côte un solide et un liquide (du sable dans l'eau), deux liquides (de l'eau et de l'huile), un gaz et un liquide (les bulles d'une boisson gazeuse) ou même plusieurs solides (des cailloux et du sable). Le point commun est toujours le même : on peut citer au moins deux constituants.

La définition est volontairement très courte. Dire qu'un échantillon est un corps pur, c'est dire qu'il n'y a rien d'autre dedans : une seule sorte de matière, du début à la fin.

Un fil de cuivre, vu de près, est fait de cuivre et seulement de cuivre. Si tu le coupes en deux, chaque morceau est toujours du cuivre. Il en va de même pour les autres exemples que l'on rencontre au collège : un morceau de fer, du sucre en poudre ou de l'eau distillée, quand on ne s'intéresse qu'à ce qu'ils contiennent.

Pour décider si un échantillon est un mélange, tu disposes de plusieurs indices. Aucun n'est parfait pris isolément, mais ensemble ils permettent presque toujours de conclure.

Premier indice : la composition connue. Si tu as toi-même préparé l'échantillon en ajoutant une chose à une autre, tu sais qu'il y en a au moins deux. Le chocolat chaud, par exemple, contient du lait et du cacao.

Deuxième indice : l'étiquette. Sur un emballage, la liste des ingrédients indique les constituants. Un produit qui énumère trois ou quatre ingrédients est un mélange. Un produit qui n'en cite qu'un seul s'en approche, mais attention : cela ne garantit pas que ce soit un corps pur au sens scientifique, car l'étiquette ne dit pas tout.

Troisième indice : l'aspect. Des grains de couleurs différentes, un dépôt au fond du verre, deux liquides superposés, des bulles : autant de signes qu'il y a plusieurs constituants.

Quatrième indice : une propriété qui varie. Le goût, par exemple. Une eau qui devient sucrée après ajout d'une substance prouve que quelque chose d'autre s'y trouve.

Dans la vie de tous les jours, on lit sur les emballages « jus de fruits pur », « huile pure », « eau pure de source ». Dans ces expressions, « pur » veut dire en général « sans produit ajouté » ou « de bonne qualité ». C'est un argument commercial ou un conseil de goût.

En sciences, le sens est beaucoup plus strict : un corps pur n'a qu'un seul constituant. ¹ Un jus de fruits « pur » contient de l'eau, des sucres, des acides, des arômes, des vitamines : il y en a donc plusieurs. C'est un mélange, même s'il n'a pas été additionné de sucre ou de colorant.

Savoir si l'on a affaire à un corps pur ou à un mélange sert à beaucoup de choses. En cuisine, on sait qu'un sirop contient plusieurs ingrédients et que son goût dépend des proportions. En bricolage, on choisit un métal selon ce qu'il contient. En santé et en environnement, on cherche à connaître les constituants d'une eau ou d'un air pour juger de sa qualité.

Cette distinction ouvre aussi la suite de ton année. Quand tu étudieras la masse et le volume, tu verras qu'on les mesure sur des échantillons dont il faut savoir de quoi ils sont faits. Quand tu étudieras l'énergie, tu rencontreras des matières comme les combustibles, qui sont très souvent des mélanges. Savoir poser la bonne question — « combien de constituants ? » — te sera utile partout.