◈ Que signifie mélange hétérogène et quelles sont les techniques utilisées pour séparer ses différents constituants ?
◉ Qu'est-ce qu'un mélange hétérogène ?
◉ Techniques de séparation des constituants d'un mélange hétérogène :
◈ Quand et comment utilise-t-on le dégrillage ?
◉ Qu'est-ce-que le dégrillage ?
◉ Quand fait-on appel au dégrillage ?
◈ Quand et comment utilise-t-on la décantation ?
◉ Qu'est-ce-que la décantation ?
◉ Mode opératoire de la décantation d'un mélange liquide-solide.
◉ Mode opératoire de la décantation d'un mélange hétérogène de deux liquides non miscibles.
◈ Quand et comment utilise-t-on la centrifugation ?
◉ Qu'est-ce-que la centrifugation ?
◉ Quand utilise-t-on la centrifugation ?
◈ Quand et comment utilise-t-on la filtration ?
◉ Qu'est-ce-que la filtration ?
◉ Quand fait-on appel à la filtration ?

◈ Que signifie mélange hétérogène et quelles sont les techniques utilisées pour séparer ses différents constituants ?

◉ Qu'est-ce qu'un mélange hétérogène ?

Un mélange hétérogène est la réunion d'au moins deux substances. Dans un mélange hétérogène, l'oeil nu distingue au moins deux phases, c'est à dire, au moins deux éléments de ce mélange hétérogène restent visibles à l'oeil nu même après agitation. Les constituants d'un mélange hétérogène peuvent être des corps solides, des corps liquides ou les deux à la fois.
Chaque corps entrant dans la constitution d'un mélange hétérogène garde ses propriétés physico-chimiques, c'est à dire, il n'y a pas de réactions chimiques entre les différentes substances constituant le mélange hétérogène.

Dans la nature, tous les corps sont mélangés les uns aux autres. Pour séparer les différents éléments visibles à l'oeil nu constituant un mélange hétérogène, on fait appel à différentes techniques selon la nature et les dimensions des corps mélangés. Nous allons voir dans ce qui suit des techniques de séparation des constituants visibles à l'oeil nu d'un mélange hétérogène...

◉ Techniques de séparation des constituants d'un mélange hétérogène :

La séparation des différents constituants d'un mélange hétérogène est relativement moins difficile que la séparation des constituants d'un mélange homogène.
Pour séparer les différentes phases visibles constituant un mélange hétérogène, il existe des techniques qui varient selon la nature des éléments composant le mélange hétérogène. Parmi ces techniques, on trouve : le dégrillage, la décantation, la filtration, la centrifugation. Alors pour séparer les constituants d'un mélange hétérogène, quand et comment utilise-t-on les techniques suivantes : le dégrillage, la décantation, la filtration et la centrifugation ?

◈ Quand et comment utilise-t-on le dégrillage ?

◉ Qu'est-ce-que le dégrillage ?

Le dégrillage est une technique qui consiste à séparer les gros éléments solides de l'ensemble du mélange hétérogène. Le dégrillage se réalise en faisant passer le mélange hétérogène à travers des grilles plus ou moins larges.

◉ Quand fait-on appel au dégrillage ?

On fait appel au dégrillage lorsque l'on a des mélanges hétérogènes contenant de gros éléments solides. Le dégrillage est la première étape utilisée dans les centrales d'épuration et de traitement des eaux. Il sert à éliminer les déchets de grandes dimensions en les retenant par des grilles.

◈ Quand et comment utilise-t-on la décantation ?

◉ Qu'est-ce-que la décantation ?

La décantation est l'action de laisser reposer un mélange hétérogène comprenant au moins un liquide. La décantation se base sur la différence des densités des substances constituant le mélange hétérogène. Les substances les plus lourdes se déposent au fond du récipient. La décantation est utilisée dans le cas des mélanges hétérogènes comprenant un liquide et des substances solides. Le liquide doit être moins dense que la substance solide. La décantation est utilisé aussi dans le cas des mélanges hétérogènes formés de liquides non miscibles. Nous allons voir dans ce qui suit deux cas de décantation : décantation d'un mélange hétérogène liquide-solide et décantation d'un mélange hétérogène liquide-liquide. 

◉ Mode opératoire de la décantation d'un mélange liquide-solide :

Le matériel utilisé pour réaliser la décantation d'un mélange hétérogène 
liquide-solide est constitué seulement de deux récipients, on peut utiliser deux béchers. Le mélange utilisé est de l'eau boueuse qui est un mélange hétérogène constitué d'eau et de terre. Le mode opératoire  dans ce cas de la décantation liquide-solide consiste seulement à mettre ce mélange hétérogène dans un récipient et le laisser se reposer pendant quelques minutes.
Au début de l'expérience, les particules solides sont en suspension dans l'eau. Après le repos du mélange hétérogène, les particules solides lourdes se déposent au fond du récipient. L'eau est encore trouble à cause de la présence de quelques particules qui sont moins denses et qui restent encore en suspension dans le liquide.
Maintenant et après le dépôt des particules solides au fond du récipient, on procède à la séparation en versant le liquide délicatement dans un autre récipient et en laissant les particules solides dans le récipient initial.
La décantation liquide-solide ne purifie pas complètement l'eau. Elle sert seulement à séparer les particules solides denses de l'ensemble du mélange.

◉ Mode opératoire de la décantation d'un mélange hétérogène de deux liquides non miscibles :

Le matériel utilisé pour réaliser la décantation d'un mélange hétérogène liquide-liquide formé de deux liquides non miscibles est constitué d'une ampoule à décanter et des béchers. Le mélange utilisé est un mélange hétérogène d'eau et d'huile. L'eau et l'huile sont deux liquides non miscibles et l'eau est plus dense que l'huile.
La séparation des constituants de ce mélange hétérogène des deux liquides non miscibles par décantation se base sur la différence de densités des deux liquides.
Versons le mélange hétérogène formé des deux liquides non miscibles dans l'ampoule à décanter. Après un certain temps, l'huile qui est moins dense va surnager sur l'eau qui est plus dense que l'huile. On a donc formation de deux phases dans l'ampoule à décanter, une phase située en bas, elle est formée par l'eau qui est plus dense et une phase située en haut, elle est formée par l'huile qui est moins dense.
Pour séparer les deux liquides non miscibles de ce mélange, il suffit d'ouvrir le robinet de l'ampoule à décanter pour laisser passer l'eau qui se trouve en bas, cette eau sera collectée dans un bécher. Quand la surface de séparation des deux liquides arrive au niveau du robinet, on le ferme puis on change le bécher et on ouvre le robinet une deuxième fois pour collecter l'huile qui est moins dense et formant la phase située en haut.   

◈ Quand et comment utilise-t-on la centrifugation ?

◉ Qu'est-ce-que la centrifugation ?

La centrifugation est une technique qui sert à séparer les constituants d'un mélange hétérogène en fonction de la différence de leurs densités. La centrifugation consiste à soumettre les constituants de ce mélange à une force centrifuge créée par un appareil spécial appelé la centrifugeuse. Un mélange à séparer par centrifugation peut être un mélange constitué de particules solides en suspension dans un liquide, un mélange formé de deux phases liquides ou un mélange constitué de deux phases liquides et une phase solide en suspension.

◉ Quand utilise-t-on la centrifugation ?

La séparation des constituants d'un mélange hétérogène par décantation, sous l'action de la gravité, est efficace seulement dans le cas  d'une grande différence de densité entre les différents composés du mélange. Si les particules solides présentes dans un mélange sont très fines, elles nécessitent pour se déposer au fond du récipient sous l'action de leur poids seulement, une longue durée. Dans ce cas, on fait appel à la centrifugation.
Le principe de la centrifugation consiste à soumettre les différents constituants du mélange à une force centrifuge à l'aide d'une centrifugeuse. La force centrifuge créée par la centrifugeuse est plus forte que l'action exercée par la gravité.
Pour réaliser la centrifugation d'un mélange hétérogène, on le met dans des récipients qui seront placés ensuite dans la centrifugeuse pour les mettre en rotation rapide autour d'un axe fixe. La force centrifuge augmente avec la vitesse de rotation. Elle entraîne le corps le plus dense rapidement vers le fond du récipient provoquant ainsi sa sédimentation et sa séparation du surnageant. La centrifugation et la décantation permettent d'obtenir les mêmes résultats mais la centrifugation est beaucoup plus rapide que la décantation, surtout dans le cas des fines particules qui restent longtemps en suspension dans un liquide et qui nécessitent une longue durée pour se déposer. 

◈ Quand et comment utilise-t-on la filtration ?

◉ Qu'est-ce-que la filtration ?

La filtration est une action qui consiste à faire passer un liquide à travers un filtre qui retient les particules solides. La filtration est utilisée pour séparer des particules solides très fines que l'on ne peut pas les séparer d'un liquide par décantation.

◉ Quand fait-on appel à la filtration ?

Après la décantation d'un mélange hétérogène liquide-solide, on obtient un liquide qui est trouble. Ce liquide contient encore des particules solides en suspension. Ces particules ne se déposent pas au fond du récipient car elles ont une très faible densité.
Pour séparer ces très fines particules du liquide obtenu par décantation, on fait appel à la filtration. Le liquide obtenu après décantation est passé à travers un filtre. Les particules solides retenues par le papier filtre sont appelées résidus et le liquide passé à travers le filtre est appelé filtrat. Le filtrat obtenu après filtration est un liquide limpide qui peut être encore un mélange homogène.
Conclusion :
Un mélange hétérogène est formé d'au moins deux substances qui sont visibles à l'oeil nu. Pour séparer les différents constituants visibles d'un mélange hétérogène, on fait appel à quelques techniques qui varient selon les dimensions et la nature des différents composés du mélange hétérogène.
Les techniques utilisées pour séparer les constituants d'un mélange hétérogène sont : le dégrillage, la décantation, la centrifugation et la filtration.
◆ Le dégrillage consiste à séparer les gros éléments solides de l'ensemble du mélange hétérogène en faisant passer le mélange à travers des grilles plus ou moins larges. 
◆ La décantation se base sur la différence de densités des différents éléments constituant le mélange. La décantation consiste à laisser reposer le mélange hétérogène comprenant au moins un liquide pour avoir une sédimentation des éléments les plus denses et réaliser ensuite leur séparation.
◆ La centrifugation se base aussi sur la différence de densités des éléments constituant le mélange hétérogène. La centrifugation consiste à soumettre les constituants de ce mélange à une force centrifuge créée par un appareil spécial appelé centrifugeuse pour accélérer leur sédimentation et leur séparation par la suite.
◆ La filtration consiste à faire passer le mélange à travers un filtre qui retient les fines particules solides que l'on ne peut pas les séparer par décantation.
La décantation, la centrifugation et la filtration permettent de séparer un liquide limpide des autres constituants du mélange hétérogène. Le liquide limpide obtenu peut être encore un mélange homogène.

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◈ Que signifie le terme matière ?
◈ Quels sont les différents états de la matière existant dans la nature ?
◈ Quels sont les différents changements d'états physiques de la matière ?
◈ Quels sont les changements d'états physiques qui se réalisent sous l'effet d'un apport d'énergie ou chauffage ?
◉ Que signifie la fusion ?
◉ Que signifie la vaporisation ?
◉ Que signifie la sublimation?
◈ Quels sont les changements d'états physiques qui se réalisent sous l'effet d'un enlèvement d'énergie ou refroidissement ? 
◉ Que signifie la liquéfaction ?
◉ Que signifie la solidification ?
◉ Que signifie la condensation ?

◈ Que signifie le terme matière ?

on définit la matière comme étant tout ce qui est pesant, c'est-à-dire, tout ce qui possède une masse. La matière est aussi l'ensemble de tous les corps qui nous entourent quelque soit leur nature, naturels ou synthétiques. La matière est composée de molécules qui sont à leur tour formées d'atomes. Ces atomes sont eux-mêmes constitués de particules plus petites qui sont les électrons, les protons et les neutrons.

◈ Quels sont les différents états de la matière existant dans la nature ?

Dans la nature, les corps constituant la matière existent sous forme de trois états : l'état solide, l'état liquide et l'état gazeux. Par exemple : un morceau de sel gemme est un corps solide, l'eau est un liquide, l'air est un mélange de gaz, etc. L'état d'un corps est variable selon les conditions dans lesquelles il se trouve.
Dans la nature, on assiste à plusieurs changements d'états de la matière. Prenons comme exemple le cycle d'eau : Dans les régions à climat tempéré ou chaud, l'eau existe à l'état liquide dans les mers, les océans, les fleuves, etc. Dans les régions extrêmement froides, l'eau existe à l'état solide sous forme de neige ou de glace. Sous l'effet de la chaleur venant des rayons solaires, et l'agitation de l'air, cette eau se fond ou s'évapore et se transforme en vapeur qui se présente à l'état gazeux. Sous l'effet de la diminution de la température, La vapeur d'eau se condense et forme des nuages, qui à leur tour donnent les pluies qui sont de l'eau à l'état liquide ou la neige qui est de l'eau à l'état solide.
Selon les conditions de température et de pression, la matière prend différents états; état solide, état liquide ou état gazeux.
Les états des différents corps existant dans la nature peuvent passer d'un état à l'autre comme nous l'avons vu.
Dans le paragraphe suivant, nous allons voir les différents changements d'états physiques de la matière...

◈ Quels sont les différents changements d'états physiques de la matière ?

La matière subit différents changements d'états physiques qui se font de deux manières différentes. La première manière concerne des changements d'états physiques qui se font sous l'effet d'un apport d'énergie, c'est-à-dire, ces changements ont lieu en faisant appel au chauffage, ils ont besoin de la chaleur pour qu'ils se réalisent. La deuxième manière concerne des changements d'états physiques qui se font sous l'effet d'un enlèvement d'énergie, c'est-à-dire, ces changements ont lieu lorsqu'il y a refroidissement de la matière, ils faut qu'ils perdent la chaleur pour qu'ils se réalisent. Donc, quels sont les changements d'états physiques qui se réalisent avec un apport d'énergie ou chauffage ? Et quels sont les changements d'états physiques qui se réalisent avec enlèvement d'énergie ou refroidissement ?

◈ Quels sont les changements d'états physiques qui se réalisent sous l'éffet d'un apport d'énérgie ou chauffage ?

Les changements d'états physiques qui ont besoin d'un apport d'énergie pour qu'ils aient lieu sont : la fusion, la vaporisation et la sublimation. Nous allons donc voir en détail ces changements d'états physiques. Alors, que signifie la fusion ? que signifie la vaporisation ?  et que signifie la sublimation ?

◉ Que signifie la fusion ?

La fusion est un phénomène de changement d'état physique de la matière. C'est le passage d'un corps de son état solide à son état liquide. La fusion se fait par apport d'énergie, c'est-à-dire, en chauffant le corps que l'on veut changer son état de l'état solide à l'état liquide. La fusion est donc un phénomène endothermique, elle se fait par absorption de l'énergie thermique.
La température de fusion appelé aussi point de fusion désigne la température à laquelle un corps pur se transforme de l'état solide à l'état liquide à pression atmosphérique.
Le point de fusion est caractéristique d'un corps pur et considéré comme critère de pureté de ce corps.
La fusion d'un corps pur se fait à température constante tandis que la fusion d'un corps non pure se fait à température croissante au fur et à mesure de sa fusion.
La fusion de l'eau pure (eau distillée) se fait à température constante de 0°C. Le point de fusion de l'eau pure est égal à 0°C.
Le phénomène inverse de la fusion est appelé la solidification. La solidification est un changement d'état physique qui fait passer un corps de l'état liquide à l'état solide.

◉ Que signifie la vaporisation ?

La vaporisation est un phénomène de changement d'état physique de la matière. C'est le passage d'un corps de son état liquide à son état gazeux. La vaporisation se fait par apport d'énergie au corps qui la subit, c'est un phénomène endothermique qui se réalise en absorbant de l'énergie thermique par le corps qui passe de l'état liquide à l'état gazeux.
La vaporisation s'appelle évaporation si le passage de l'état liquide à l'état gazeux se fait à la température ordinaire. L'évaporation est un phénomène lent qui se fait seulement à la surface du liquide.
La vaporisation s'appelle ébullition si le passage de l'état liquide à l'état gazeux se réalise en faisant bouillir le liquide. L'ébullition est un phénomène rapide et la vapeur se forme à l'intérieur du liquide.
Le point d'ébullition est la température à laquelle un corps pur liquide se transforme de l'état liquide à l'état gazeux à pression atmosphérique.
La température d'ébullition ou point d'ébullition chez un corps pur reste constante pendant toute la durée d'ébullition. C'est un critère de pureté de ce corps. 
L'ébullition d'un corps pur se fait à température constante tandis que l'ébullition d'un corps non pure se fait à température croissante au fur et à mesure de son ébullition.
Le phénomène inverse de la vaporisation est appelé la liquéfaction. La liquéfaction est un changement d'état qui fait passer un corps de l'état gazeux à l'état liquide.

◉ Que signifie la sublimation ?

En physique-chimie, on définit la sublimation comme étant un phénomène de changement d'état physique de la matière. La sublimation consiste à faire passer un corps de l'état solide à l'état gazeux directement sans passer par l'état liquide. C'est un phénomène assez rare.   
La sublimation se réalise par apport d'énergie au corps qui la subit, c'est un phénomène endothermique qui se réalise en absorbant de la chaleur par le corps qui va se sublimer.
Exemples de quelques cas de sublimation :
✤ La naphtaline, boules blanches que l'on place dans les armoires pour protéger le linge contre les mites, se sublime. Elle passe directement de l'état solide à l'état gazeux sans laisser aucune trace sauf son odeur forte signe de son volatilité.
✤ En hiver, la neige dans un atmosphère sèche se sublime. Elle s'évapore en passant directement de l'état solide (neige) à l'état gazeux (vapeur d'eau) sans laisser des flaques d'eau.   
Le phénomène inverse de la sublimation est appelé la condensation. La condensation est le passage d'un corps de l'état gazeux à un état plus dense où les molécules sont beaucoup plus rapprochées, c'est à dire l'état liquide ou l'état solide.

◈ Quels sont les changements d'états physiques qui se réalisent sous l'effet d'un enlèvement d'énérgie ou refroidissement ? 

Les changements d'états physiques qui ont besoin d'un enlèvement d'énergie pour qu'ils aient lieu sont : la liquéfaction, la solidification et la condensation. Que signifie donc la liquéfaction ? Que signifie la solidification ? Et que signifie la condensation ?

◉ Que signifie la liquéfaction ?

En physique-chimie, la liquéfaction est un phénomène de changement d'état physique de la matière. La liquéfaction consiste à faire passer un corps de l'état gazeux à l'état liquide. La liquéfaction est un phénomène exothermique, elle se réalise par enlèvement d'énergie du corps qui la subit. La liquéfaction de quelques gaz se produit soit par compression, soit par refroidissement.
Exemples de quelques gaz liquéfiés obtenus par refroidissemnt jusqu'à atteindre leur température de condensation :
✤ L'oxygène passe de l'état gazeux à l'état liquide à une température de -182,96°C.
✤ L'hydrogène passe de l'état gazeux à l'état liquide à une température de -252,76°C.
✤ L'hélium passe de l'état gazeux à l'état liquide à une température de -268,93°C.
✤ L'azote passe de l'état gazeux à l'état liquide à une température de -195,79°C.
Le phénomène inverse de la liquéfaction est appelé la vaporisation. La vaporisation est le passage d'un corps de l'état liquide à l'état gazeux.

◉ Que signifie la solidification ?

La solidification est un phénomène de changement d'état physique de la matière. C'est le passage d'un corps de son état liquide à son état solide.
La solidification se fait par enlèvement d'énergie du corps qui la subit, c'est un phénomène exothermique qui se réalise par enlèvement d'énergie du corps qui la subit.
La température de solidification appelée aussi point de solidification désigne la température à laquelle un corps pur se transforme de l'état liquide à l'état solide à pression atmosphérique.
Le point de solidification est une caractéristique d'un corps pur et considéré comme critère de pureté de ce corps.
La solidification d'un corps pur se fait à température constante tandis que la solidification d'un corps non pure se fait à température décroissante au fur et à mesure de sa solidification.
La solidification de l'eau pure (eau distillée) se fait à température constante de 0°C. Le point de solidification de l'eau pure est égal à 0°C.
Le phénomène inverse de la solidification est appelé la fusion. La fusion est le passage d'un corps de l'état solide à l'état liquide.

◉ Que signifie la condensation ?

La condensation est un phénomène de changement d'état physique de la matière. C'est le passage d'un corps de l'état gazeux à un état plus dense où les molécules sont beaucoup plus rapprochés, c'est-à-dire, l'état liquide ou l'état solide.
On distingue deux types de condensation, la condensation liquide et la condensation solide.
On parle de condensation liquide lorsqu'on a passage d'un corps de l'état gazeux à l'état liquide. La condensation liquide signifie aussi la liquéfaction.
On parle de condensation solide lorsqu'on a passage d'un corps de l'état gazeux à l'état solide. La condensation solide est appelé aussi Cristallisation.
La condensation est un phénomène exothermique qui se réalise par enlèvement d'énergie du corps qui la subit.
Le phénomène inverse de la condensation liquide ou liquéfaction est appelé la vaporisation. La vaporisation est un phénomène de changement d'état physique de la matière qui consiste à faire passer un corps de l'état liquide à l'état gazeux.
Le phénomène inverse de la condensation solide ou cristallisation est appelé la sublimation. La sublimation est un phénomène de changement d'état physique de la matière qui consiste à faire passer un corps de l'état solide à l'état gazeux directement sans passer par l'état liquide. 
Conclusion :
La matière est tout ce qui est pesant. Dans la nature, la matière existe sous forme de trois états : l'état solide, l'état liquide et l'état gazeux.
Selon les conditions de température et de pression, une substance peut passer d'un état à un autre en gardant ses propriétés physico-chimiques.
Les changements d'état de la matière se font de deux façons, soit par apport d'énergie soit par enlèvement d'énergie.
Les changements d'états physiques de la matière qui se réalisent par apport d'énergie sont : la fusion, la vaporisation et la sublimation.
Les changements d'états physiques de la matière qui se réalisent par enlèvement d'énergie sont : la solidification, la liquéfaction et la condensation.

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