Utiliser les mélanges : mélanger, séparer, choisir le bon matériau
Je sais dire si un mélange est homogène ou hétérogène, choisir un moyen simple (tri, tamis, filtre, évaporation) pour séparer ses éléments et expliquer pourquoi.
Ce que dit la fiche
Les points essentiels
- Un mélange est obtenu quand on met ensemble au moins deux matières différentes (sable et eau, farine et sucre, huile et eau).
- Dans un mélange hétérogène, on voit encore les différentes matières (sable dans l'eau, cailloux et terre, huile et eau).
- Dans un mélange homogène, on ne voit plus qu'une seule matière à l'œil nu (sucre dissous dans l'eau, sirop de menthe dilué), mais les deux matières sont toujours là.
- Quand le sucre ou le sel se dissout dans l'eau, il ne disparaît pas : l'eau sucrée ou salée a un goût, et le sucre ou le sel revient si on fait évaporer l'eau.
- On peut séparer certains mélanges avec des outils simples : le tri à la main pour de gros morceaux, le tamis pour des grains de tailles différentes, la filtration (filtre à café, papier filtre) pour retirer des grains non dissous de l'eau, la décantation pour laisser se déposer le sable, l'évaporation pour récupérer ce qui est dissous.
- Le bon moyen de séparation dépend des matières mélangées : le tamis ne sépare pas le sel dissous de l'eau, il faut alors faire évaporer l'eau.
- On choisit un matériau ou un mélange selon l'usage : par exemple le mortier (sable, ciment, eau) durcit et sert à construire, alors que le sable seul s'écoule.
- Un mélange peut changer l'état de la matière : eau et farine donnent une pâte, plus épaisse que l'eau, et l'on ne peut plus la verser comme un liquide.
Les mots à connaître
- Mélange
- Ensemble formé de plusieurs matières différentes mises ensemble, par exemple du sable et de l'eau.
- Mélange hétérogène
- Mélange dans lequel on distingue encore les différentes matières, comme l'huile qui flotte sur l'eau.
- Mélange homogène
- Mélange dans lequel on ne distingue plus les matières, comme l'eau salée bien mélangée.
- Dissoudre
- Quand une matière, comme le sucre, se mélange si bien à l'eau qu'on ne la voit plus, sans pour autant avoir disparu.
La méthode, étape par étape
- Observer le mélange : regarde, sans goûter, si tu vois encore plusieurs matières. Si oui, il est hétérogène ; sinon, il est probablement homogène.
- Nommer chaque matière du mélange et dire son état (solide, liquide) et ses propriétés utiles (grains gros ou fins, se dissout ou non).
- Choisir un moyen de séparation adapté : tri ou tamis pour des solides de tailles différentes, filtre pour un solide non dissous dans un liquide, évaporation pour un solide dissous.
- Vérifier le résultat : le liquide est-il clair, a-t-on récupéré la matière cherchée, et que reste-t-il dans le filtre ?
- Justifier avec une phrase : « J'ai utilisé ... parce que ... ».
Des exemples résolus
Léa verse du sable dans un verre d'eau et remue. Elle voit encore les grains qui retombent. Quel type de mélange a-t-elle obtenu ? Comment récupérer l'eau sans le sable ?
On voit encore deux matières, le sable et l'eau : c'est un mélange hétérogène. Le sable ne se dissout pas. On peut laisser reposer pour que le sable se dépose au fond (décantation) puis verser doucement l'eau, ou mieux utiliser un filtre à café : l'eau passe à travers le filtre et le sable reste dedans.
Tom dissout une cuillère de sel dans de l'eau : on ne voit plus le sel. Le sel a-t-il disparu ? Comment le prouver et le récupérer ?
Le mélange est homogène : on ne voit plus qu'un seul liquide. Mais le sel n'a pas disparu, il est dissous. Preuve : l'eau a un goût salé. Le filtre ne marche pas car le sel passe avec l'eau. Pour le récupérer, on verse l'eau salée dans une assiette et on la laisse s'évaporer au soleil ou au chaud : l'eau part dans l'air et le sel reste en cristaux dans l'assiette.
Les pièges à éviter
- Erreur : croire que le sucre ou le sel a disparu quand il est dissous. Rectification : il est toujours présent, invisible mais bien là. On le sent au goût et on le retrouve en faisant évaporer l'eau.
- Erreur : penser qu'un filtre sépare tous les mélanges. Rectification : le filtre retient seulement les grains trop gros pour passer, comme le sable. Le sel ou le sucre dissous traversent le filtre avec l'eau ; il faut alors faire évaporer l'eau.
Teste-toi
Un mélange de billes de verre et de sable fin est-il homogène ou hétérogène ? Quel outil simple permet de les séparer ?
Voir la réponse
Mélange hétérogène ; on utilise un tamis dont les trous laissent passer le sable fin mais retiennent les billes.
On voit encore les deux matières, donc le mélange est hétérogène. Les billes sont plus grosses que les grains de sable : un tamis les sépare sans eau ni chauffage.
Tu verses du sirop de grenadine dans de l'eau et tu mélanges bien. Quel type de mélange obtiens-tu ? Peux-tu séparer le sirop de l'eau avec un filtre à café ? Explique.
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C'est un mélange homogène ; non, le filtre à café ne sépare pas le sirop de l'eau.
On ne distingue plus le sirop de l'eau, donc le mélange est homogène. Le sirop est dissous : il passe à travers le filtre avec l'eau. Un filtre ne retient que des grains non dissous.
Comment récupérer le sucre d'une eau sucrée ? Écris les étapes de ta méthode.
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Verser l'eau sucrée dans une assiette, la laisser s'évaporer au chaud, puis récupérer le sucre resté dans l'assiette.
Le sucre dissous passe à travers un filtre, mais l'eau, elle, s'évapore et part dans l'air. Le sucre ne s'évapore pas : il reste dans l'assiette. Il faut du temps, de la chaleur et ne pas goûter à l'eau utilisée en expérience.
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