- Une substance pure en chimie désigne un élément ou un composé unique — son point de fusion et son point d’ébullition le confirment ; les formulations sont des mélanges volontaires.
- La chromatographie sépare par distribution entre les phases — les valeurs Rf identifient les taches.
- Tests gazeux (H₂, O₂, CO₂, Cl₂) et (chimie uniquement) tests ioniques — couleurs de flamme, précipités d'hydroxydes, carbonates, halogénures, sulfates — constituent la boîte à outils de l'analyste.
Analyse chimique
AQA · GCSE · Chemistry · Sujet 8
8.1
Analyse chimique : prouver la présence de substances
Vocabulaire
Entrainer
| English | Français |
|---|---|
| pure substance/pjʊə ˈsʌbstəns/ | Substance pure |
| formulation/ˌfɔːmjʊˈleɪʃn/ | formulation : formulation |
| chromatography/krəʊməˈtɒɡrəfi/ | chromatographie |
| stationary phase/ˈsteɪʃənəri feɪz/ | stationary phase : phase stationnaire |
| mobile phase/ˈməʊbaɪl feɪz/ | mobile phase : phase mobile |
| precipitate/prɪˈsɪpɪteɪt/ | précipité |
| flame test/fleɪm test/ | flame test : essai à la flamme |
| spectroscopy/spekˈtrɒskəpi/ | Spectroscopie |
8.1
Pureté, formulations et chromatographie (4.8.1)
Programme
Pureté, formulations et chromatographie (AQA 8462 énoncés 4.8.1.1-4.8.1.3).
- Distinguer les substances pures des mélanges à l'aide de données sur les points de fusion et d'ébullition.
- Identifier les formulations et expliquer leur objectif.
- Expliquer la chromatographie sur papier, calculer les valeurs Rf et interpréter les chromatogrammes.
Source : Programme Cambridge International
Substance pure — un seul élément ou composé, non mélangé à autre chose. Les substances pures fondent et bouillent à des températures spécifiques et nettes ; les mélanges fondent sur une plage — utiliser les données de point de fusion/ébullition pour les distinguer. (Dans le langage courant, « pur » signifie non dilué — lait pur — un sens différent.)
Formulations — mélanges conçus comme produits utiles, chaque composant en quantités soigneusement dosées pour un but : carburants, agents nettoyants, peintures, médicaments, alliages, engrais, aliments. Identifier l'un à partir d'informations données.
Chromatographie — une phase stationnaire (le papier) et une phase mobile (le solvant) ; la séparation dépend de la distribution de chaque substance entre les phases — celles plus liées à la phase stationnaire restent plus basses. Mesurer :
$$R_f = \\frac{\\text{distance moved by substance}}{\\text{distance moved by solvent}}$$
Différents composés ont des valeurs Rf différentes selon les solvants — les utiliser pour identifier ; un composé pur donne une seule tache dans tout solvant.
8.2
Identification des gaz courants (4.8.2)
Programme
Identification des gaz courants (énoncé AQA 8462 4.8.2).
- Décrire les tests et résultats positifs pour l'hydrogène, l'oxygène, le dioxyde de carbone et le chlore.
Source : Programme Cambridge International
| Gaz | Test | Résultat positif |
|---|---|---|
| hydrogène | allumette brûlante | craquement caractéristique |
| oxygène | allumette incandescente | rallume |
| dioxyde de carbone | faire passer dans l'eau de chaux | devient trouble/laitée |
| chlore | papier litmus humide | décoloré/blanchi |
8.3
Identification des ions — chimie uniquement (4.8.3)
Programme
Identification des ions, chimie uniquement (énoncé AQA 8462 4.8.3).
- Donner les couleurs de la flamme pour Li, Na, K, Ca et Cu, en notant le masquage dans les mélanges.
- Identifier les ions métalliques avec une solution d'hydroxyde de sodium, y compris le test à l'excès d'aluminium.
- Tester les carbonates, halogénures et sulfates avec des réactifs et les couleurs des précipités.
- (HT) Décrire la spectroscopie d'émission atomique et ses avantages.
Source : Programme Cambridge International
Tests de flamme (cations) : lithium — cramoisi ; sodium — jaune ; potassium — lilas ; calcium — orange-rouge ; cuivre — vert. Dans un mélange, certaines couleurs masquent d'autres.
Hydroxydes métalliques (solution d'hydroxyde de sodium) : Al³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ donnent des précipités blancs — mais seul Al(OH)₃ se dissout en excès de NaOH ; précipités Cu²⁺ bleu, Fe²⁺ vert, Fe³⁺ brun.
Carbonates : ajouter de l'acide dilué — effervescence ; le gaz rend l'eau de chaise trouble.
Halogénures : ajouter de l'acide nitrique dilué puis du nitrate d'argent — précipités AgCl blanc, AgBr crème, AgI jaune.
Sulfates : ajouter de l'acide chlorhydrique dilué puis du chlorure de baryum — précipité blanc de BaSO₄.
(HT) Spectroscopie d'émission de flamme : l'instrument trace le spectre d'émission linéaire ; les positions des raies identifient le métal, leur intensité sa concentration. Avantages sur les tests à la flamme : très sensible, fonctionne sur les mélanges, rapide.
8.3
Liste de contrôle avant de considérer ce sujet comme acquis
- Pur vs mélange par point de fusion ; nommez cinq formulations.
- Rf calculé à partir d'un chromatogramme ; pourquoi un composé pur donne une seule tache.
- Les quatre tests gazeux avec leurs résultats.
- (Chimie) couleurs de flamme ; couleurs des hydroxydes avec l'astuce de l'aluminium en excès ; réactifs des carbonates/halogénures/sulfates et couleurs des précipités ; (HT) avantages de la spectroscopie.