Cours de Physique et de Chimie

Caractéristiques physiques d’une espèce chimique : aspect, température de fusion, température d’ébullition, solubilité, densité, masse volumique.

lundi 29 juin 2015 par Corentin GARRAULT

 Vos papiers SVP !

Comment reconnaître une espèce chimique d’une autre alors que la taille des molécules qui la compose est quasiment toujours invisible à l’œil nu...
Eh bien, une espèce chimique peut être caractérisée par un ensemble de caractéristiques physiques (aspect, température de fusion, température d’ébullition, solubilité, densité, masse volumique...). L’ensemble de ces caractéristiques est unique pour chaque espèce chimique et permet donc son identification.

 Détaillons ces caractéristiques physiques

Masse volumique notée ρ

La masse volumique ρ d’une espèce chimique est le quotient de la masse m d’un échantillon de cette espèce par son volume V.
ρ = m / V
Remarque : attention aux unités ! (pour plus de détails voir cet article)

Densité

Quelques rappels sur les liquides :

  • Certains liquides, tels que l’eau et l’alcool par exemple, se mélangent : ils sont dits miscibles.
  • D’autres tels que l’eau et l’huile ne se mélangent pas et sont dits non miscibles.
  • Les liquides se positionnent l’un sur l’autre.
  • Le liquide le moins dense (de plus faible densité) surnage, il constitue la phase supérieure, l’autre, la phase inférieure. On peut les séparer à l’aide d’une ampoule à décanter

Pour un solide ou un liquide, la densité d d’une espèce chimique est le quotient de la masse volumique ρ de cette espèce par la masse volumique de l’eau ρeau.
d = ρ / ρeau
(N.B. : ρ et ρeau doivent être dans les mêmes unités)
Pas d’unité pour d ! (pour plus de détails voir cet article)

On peut déterminer la masse m d’une espèce chimique à partir de sa densité d grâce à la relation :
m = d x ρeau x V

Solubilité dans un solvant

La solubilité d’une espèce chimique dans un solvant est sa faculté à être dissoute, en plus ou moins grande quantité, par ce solvant. C’est-à-dire c’est la masse maximale de cette espèce que l’on peut dissoudre dans le solvant. On la note s et elle s’exprime en g/L ou g.L-1. Elle peut changer de façon importante avec la température.

Solubilité du diiode dans l’eau = 0,34 g/L
Solubilité du chlorure de sodium (sel) dans l’eau = 360 g/L

Température de fusion, température d’ébullition.

La température de fusion d’une espèce chimique, notée Θf, est la température à laquelle l’espèce passe de l’état solide à l’état liquide, sous une pression donnée.

La température d’ébullition d’une espèce chimique, notée Θeb, est la température à laquelle l’espèce passe de l’état liquide à l’état gazeux, sous une pression donnée.

Ex : pour l’acétone on a Θf = -95°C et Θeb= 56°C


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