Séparer les constituants d'un mélange

Choisir une technique de séparation adaptée.

Chimie 6ème Chapitre 5 / 7 ⏱ 5 h

Ce que tu sauras faire à la fin

Choisir la technique de séparation adaptée
Réaliser une filtration
Décrire les étapes du traitement de l'eau

Verse un peu de thé attaya dans un verre : les feuilles de menthe restent au fond de la théière, et seul le liquide coule dans ton verre. Sans le savoir, tu viens d’assister à une séparation ! Autour de toi, l’eau d’une rivière après la pluie est trouble, le jus de bissap contient de la pulpe, l’eau de mer est salée : ce sont tous des mélanges. Dans ce chapitre, tu vas apprendre les techniques que les scientifiques — et aussi les gens du village ou de la ville — utilisent chaque jour pour séparer les constituants d’un mélange : les récupérer un par un, propres et bien séparés.

Tu connais déjà la différence entre un mélange homogène (on ne voit qu’une seule partie, comme l’eau sucrée) et un mélange hétérogène (on voit plusieurs parties, comme l’eau boueuse). Cette différence va être ta meilleure alliée : elle te dira quelle technique choisir. Un mélange hétérogène se sépare par décantation, filtration ou tamisage. Un mélange homogène, lui, résiste à ces techniques : il faut alors évaporer ou distiller.

Ces techniques ne sont pas seulement utiles en classe : elles sauvent des vies. C’est grâce à elles qu’une famille de Ndjamena ou de Bamako peut rendre plus sûre l’eau trouble d’un puits, et qu’une usine à Dakar ou à Abidjan fabrique, chaque jour, l’eau claire qui coule de ton robinet. À la fin de ce chapitre, tu sauras choisir la bonne technique face à n’importe quel mélange, et tu comprendras tout le chemin parcouru par l’eau, de la source jusqu’au robinet.

1Décantation

1.1 Qu’est-ce que la décantation ?

Définition

La décantation consiste à laisser reposer un mélange hétérogène, sans le toucher, pour que ses constituants se séparent tout seuls sous l’effet de la pesanteur. Le constituant le plus dense (le plus « lourd » pour un même volume) descend vers le fond ; le moins dense reste au-dessus.

Prends un verre d’eau et ajoute une cuillère de sable : le sable tombe rapidement au fond. Si tu laisses reposer de l’eau boueuse, prélevée dans une rivière après une averse, pendant quelques heures, tu observes deux couches bien nettes : la terre et le sable au fond, une eau plus claire au-dessus. C’est exactement ce que font, depuis toujours, les familles qui stockent l’eau d’une rivière dans une grande jarre avant de l’utiliser.

Exemple — la décantation au quotidien

Une vinaigrette faite d’huile et de vinaigre se sépare en deux couches si on la laisse reposer : l’huile, moins dense, flotte au-dessus du vinaigre. C’est aussi une décantation, mais entre deux liquides qui ne se mélangent pas entre eux : on dit qu’ils sont non miscibles.

Attention

La décantation ne fonctionne que pour un mélange hétérogène (avec plusieurs parties visibles) ou pour deux liquides non miscibles. Un solide dissous, comme le sel ou le sucre dans l’eau, ne décante jamais : il est mélangé de façon homogène, à une échelle invisible, et rien ne le fait retomber au fond.

1.2 L’ampoule à décanter

Méthode — séparer deux liquides non miscibles

Pour séparer proprement deux liquides non miscibles (par exemple l’huile et l’eau), on utilise une ampoule à décanter : un récipient en forme de poire, muni d’un robinet en bas. On verse le mélange, on laisse reposer, puis on ouvre doucement le robinet pour laisser sortir le liquide le plus dense, sans laisser passer l’autre.

Figure 1 — L’ampoule à décanter : le mélange, laissé au repos, se sépare en deux couches selon la densité ; on ouvre ensuite le robinet pour recueillir séparément chaque liquide.

Cette technique est utilisée par exemple pour séparer l’huile de l’eau après un nettoyage, ou dans de nombreuses expériences de laboratoire.

Chimie & Co — L’or et la calebasse

Bien avant les ampoules à décanter des laboratoires, les orpailleurs d’Afrique de l’Ouest pratiquaient déjà la décantation ! Dans les régions aurifères du Bambouk et du Bouré (actuels Mali, Sénégal et Guinée), berceaux de la richesse du puissant empire du Mali au XIVe siècle — celui du légendaire Mansa Moussa —, les chercheurs d’or lavaient le sable des rivières dans une calebasse remplie d’eau. En faisant tourner doucement l’eau, ils laissaient les paillettes d’or, beaucoup plus denses que le sable, se déposer au fond, pendant que le sable, plus léger, était entraîné hors de la calebasse. Cette technique, appelée orpaillage, est encore pratiquée aujourd’hui dans plusieurs pays d’Afrique de l’Ouest.

2Filtration

2.1 Le montage de filtration

Définition

La filtration consiste à faire passer un mélange hétérogène à travers un filtre (papier filtre, tissu fin…) percé de très petits trous. Le liquide traverse le filtre : c’est le filtrat. Le solide retenu à la surface du filtre s’appelle le résidu.

Méthode — réaliser une filtration

1. Plier le papier filtre en quatre, puis l’ouvrir en cône, et le placer dans un entonnoir.
2. L’humidifier avec un peu d’eau pour qu’il colle bien aux parois de l’entonnoir.
3. Verser le mélange doucement, le long d’une baguette en verre, pour ne pas percer le filtre.
4. Recueillir le filtrat dans un bécher placé sous l’entonnoir.

Figure 2 — Montage de filtration : le mélange traverse le papier filtre ; le filtrat (liquide) passe, le résidu (solide) reste sur le filtre.

Exemple — filtrer le café

Un filtre à café retient le marc de café (résidu, solide) et laisse passer le café liquide (filtrat). C’est la même technique qu’au laboratoire !

Attention

Le filtrat n’est pas forcément pur ! Un solide dissous (comme du sel) est trop petit, à l’échelle invisible, pour être arrêté par le filtre : il passe avec le liquide et reste dans le filtrat. La filtration retire seulement ce qui est solide et non dissous.

Chimie & Co — La manche d’Hippocrate

Il y a environ 2 400 ans, le médecin grec Hippocrate conseillait déjà de filtrer l’eau avant de la boire, à l’aide d’un sac de tissu en forme de manche, surnommé depuis la « manche d’Hippocrate ». Il avait observé, sans connaître les microbes, que l’eau filtrée rendait moins souvent malade. Aujourd’hui, on comprend pourquoi : la filtration retire les impuretés visibles — mais attention, cela ne suffit pas toujours à retirer les microbes, invisibles à l’œil nu.

2.2 Le tamisage : trier par la taille des grains

Définition

Le tamisage sépare un mélange de solides secs grâce à un tamis, une sorte de grille percée de petits trous réguliers. Les grains plus petits que les trous passent à travers ; les grains plus gros restent dans le tamis.

Figure 3 — Le tamisage : les gros grains restent sur le tamis, les petits grains passent à travers et sont recueillis en dessous.

Exemple — au marché

Avant de vendre du mil, du riz ou de la farine, les marchandes tamisent souvent la récolte pour retirer les petits cailloux et les débris, sans utiliser une seule goutte d’eau : c’est un tri « à sec ».

2.3 Le tri magnétique : trier grâce à un aimant

Définition

Le tri magnétique sépare, dans un mélange de solides, ceux qui sont attirés par un aimant (le fer, l’acier) de ceux qui ne le sont pas (le sable, le plastique, le bois…).

Exemple — recycler les boîtes de conserve

Dans un centre de tri des déchets, un immense électroaimant suspendu au-dessus d’un tapis roulant attire et soulève les boîtes de conserve en acier, sans toucher aux emballages en carton ou en plastique. On sépare ainsi le métal du reste des déchets, en un instant et sans eau.

Tu connais maintenant trois façons de trier des solides ou de séparer un solide d’un liquide : la décantation, la filtration, le tamisage et le tri magnétique. Mais que faire quand le solide est dissous, invisible dans le liquide, comme le sel dans l’eau de mer ? C’est ce que tu vas découvrir dans la section suivante.

3Évaporation

3.1 Récupérer un solide dissous

Définition

L’évaporation consiste à chauffer doucement un mélange homogène (une solution) pour transformer le liquide en vapeur, qui s’échappe dans l’air. Le solide dissous, lui, ne s’évapore pas : il reste au fond du récipient, sous forme de cristaux.

Méthode — récupérer un solide dissous

On verse la solution dans un récipient large et peu profond, appelé cristallisoir, pour augmenter la surface d’évaporation. On chauffe doucement, sans faire bouillir violemment, pour éviter les projections. On arrête de chauffer dès que tout le liquide a disparu : il ne reste que les cristaux du solide dissous.

Figure 4 — Évaporation d’une eau salée : l’eau chauffée se transforme en vapeur et quitte le cristallisoir ; le sel dissous ne s’évapore pas et reste au fond, sous forme de cristaux.

Exemple — le sel des marais salants

Aux marais salants proches de Kaolack, au Sénégal, l’eau salée est répartie dans de grands bassins peu profonds. Le soleil et le vent font évaporer l’eau, jour après jour, et laissent derrière eux d’immenses tapis de cristaux de sel, récoltés à la pelle.

Attention

Avec l’évaporation, on récupère le solide, mais on perd le liquide : l’eau part dans l’air sous forme de vapeur et n’est pas récupérée. Pour garder à la fois le solide et le liquide, il faut une autre technique : la distillation (section suivante).

3.2 Une chaîne complète : le cas de l’eau boueuse et salée

Certains mélanges sont plus compliqués : hétérogènes et homogènes à la fois. Imagine de l’eau puisée dans un puits, trouble de sable et salée. Aucune technique seule ne suffit : il faut les enchaîner, dans le bon ordre.

Figure 5 — Chaîne de séparation d’une eau boueuse et salée : décantation, puis filtration, puis évaporation, chacune retirant un constituant différent.

Exemple — analyser l’eau d’un puits

1. On laisse d’abord décanter : le sable, plus dense, tombe au fond. 2. On filtre ce qui reste en surface : les fines particules de boue encore en suspension sont retenues par le filtre ; le filtrat obtenu est une eau claire, mais toujours salée. 3. On fait évaporer ce filtrat : l’eau part en vapeur, le sel dissous reste au fond sous forme de cristaux.

Retiens l’ordre logique : on retire d’abord ce qui est visible et lourd (décantation), puis ce qui est visible et fin (filtration), et enfin ce qui est invisible et dissous (évaporation).

4Distillation (approche)

Définition

La distillation sépare, elle aussi, un liquide d’un solide dissous — mais contrairement à l’évaporation, elle permet de récupérer le liquide. On chauffe la solution : le liquide se transforme en vapeur, puis cette vapeur est refroidie dans un tube, ce qui la fait redevenir liquide. Ce liquide recueilli s’appelle le distillat.

Le sel, lui, ne s’évapore pas : il reste dans le récipient de chauffe, le ballon. Le distillat obtenu est donc une eau quasi pure, débarrassée du sel.

Figure 6 — Montage de distillation simple : la vapeur d’eau monte, traverse le réfrigérant refroidi par une circulation d’eau, se condense, et le distillat (eau quasi pure) est recueilli ; le sel reste dans le ballon.

Exemple — de l’eau de mer à l’eau douce

Sur un bateau ou dans une région désertique, on peut distiller de l’eau de mer pour obtenir de l’eau douce, buvable. C’est aussi le principe des usines de dessalement installées le long de certaines côtes, qui transforment l’eau de mer en eau utilisable par toute une ville.

	Évaporation	Distillation
On récupère	le solide seulement	le solide et le liquide
Le liquide	part dans l’air (perdu)	refroidi puis recueilli (distillat)
Exemple	sel de mer	eau de mer → eau douce

Chimie & Co — L’alambic, une invention millénaire

Le mot français « alambic », qui désigne l’appareil de distillation, vient de l’arabe al-inbīq, lui-même emprunté au grec ancien. Vers le VIIIe siècle, le savant Jabir ibn Hayyan, qui travaillait notamment à Bagdad, perfectionna cet appareil pour distiller toutes sortes de substances. Cette invention, transmise plus tard à l’Europe, est toujours utilisée aujourd’hui — y compris, en version simplifiée, dans les usines de dessalement de l’eau de mer.

5Traitement de l’eau : de la source au robinet

5.1 Au village : du puits ou de la rivière à la maison

Tu sais maintenant tout ce qu’il faut pour comprendre comment une famille, au village, rend l’eau d’un puits ou d’une rivière plus sûre à boire : elle utilise, dans l’ordre, les techniques de ce chapitre.

Méthode — rendre une eau de puits plus sûre à boire

1. Décanter l’eau plusieurs heures dans une jarre, pour que le sable et la terre tombent au fond. 2. Filtrer à travers un tissu propre pour retenir les particules restantes. 3. Faire bouillir l’eau quelques minutes, ou y ajouter un produit désinfectant (comme des pastilles de chlore), pour éliminer les microbes invisibles.

Attention

Une eau claire n’est pas forcément une eau saine ! La décantation et la filtration retirent le sable et la boue, mais ne tuent pas les microbes, invisibles à l’œil nu. Pour une eau vraiment sûre à boire, il faut aussi la faire bouillir ou la désinfecter.

Exemple — désinfecter l’eau à la maison

Dans plusieurs pays du Sahel, des flacons de désinfectant pour l’eau, comme le Sur’Eau, sont distribués aux familles : quelques gouttes suffisent pour rendre une grande jarre d’eau plus sûre à boire, après décantation et filtration.

5.2 En ville : l’usine de traitement de l’eau

Définition

Dans une ville, l’eau du robinet provient d’une usine de traitement de l’eau, qui enchaîne plusieurs étapes que tu connais déjà, à très grande échelle, avant d’envoyer l’eau vers les maisons.

Figure 7 — Le traitement de l’eau en ville enchaîne, à grande échelle, les techniques du chapitre : captage, décantation, filtration, désinfection, puis stockage dans un château d’eau avant distribution.

Exemple — l’eau de Dakar

Une grande partie de l’eau potable de Dakar, au Sénégal, provient du lac de Guiers, à plus de 200 km au nord de la ville. Après captage, l’eau est traitée (décantation, filtration, désinfection) puis acheminée par de longues canalisations jusqu’aux châteaux d’eau de la capitale, avant de couler enfin au robinet.

De la calebasse de l’orpailleur à l’usine moderne, le principe reste le même : observer le mélange, identifier ce qu’il contient, et choisir — ou enchaîner — la ou les bonnes techniques. C’est exactement ce que tu vas maintenant mettre en pratique dans les exercices.

Fiche mémo

Décantation : laisser reposer un mélange hétérogène ; le constituant le plus dense descend au fond.
Ampoule à décanter : sépare deux liquides non miscibles grâce à un robinet.
Filtration : le mélange traverse un filtre ; filtrat = liquide qui passe, résidu = solide qui reste.
Tamisage : trie des solides secs selon la taille des grains, à l’aide d’un tamis.
Tri magnétique : sépare, grâce à un aimant, ce qui est attiré (le fer) de ce qui ne l’est pas.
Évaporation : on chauffe une solution ; le liquide part en vapeur, le solide dissous reste en cristaux.
Distillation : comme l’évaporation, mais la vapeur est refroidie et recueillie : on garde le distillat (liquide).
Un solide dissous ne décante pas et ne se filtre pas : seules l’évaporation ou la distillation le séparent du liquide.
Chaîne pour un mélange complexe (eau boueuse et salée) : décanter → filtrer → évaporer.
Eau claire ≠ eau saine : il faut aussi faire bouillir ou désinfecter l’eau avant de la boire.
Traitement de l’eau en ville : captage → décantation → filtration → désinfection → château d’eau → robinet.

6Exercices corrigés

Niveau 1 — Application directe

Associe chaque mélange à la technique la plus adaptée pour le séparer : décantation, ampoule à décanter, tamisage, tri magnétique ou évaporation. a) eau + sable — b) eau salée — c) eau + huile — d) riz + petits cailloux — e) limaille de fer + sable.

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a) eau + sable → décantation (le sable, plus dense, tombe au fond). b) eau salée → évaporation (le sel est dissous, invisible). c) eau + huile → ampoule à décanter (deux liquides non miscibles). d) riz + petits cailloux → tamisage (solides secs de tailles différentes). e) limaille de fer + sable → tri magnétique (le fer est attiré par un aimant, pas le sable).

Vrai ou faux ? Justifie chaque réponse. 1. La décantation permet de séparer le sel de l’eau. 2. Le filtrat est toujours parfaitement pur. 3. Le tamisage utilise de l’eau. 4. Dans une ampoule à décanter, on récupère d’abord le liquide le plus dense. 5. La distillation permet de récupérer à la fois le solide et le liquide.

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1. Faux. Le sel est dissous dans l’eau : il ne décante pas, car le mélange est homogène.

2. Faux. Un solide dissous (comme le sel) traverse le filtre en même temps que le liquide.

3. Faux. Le tamisage sépare des solides secs, sans aucun liquide.

4. Vrai. Le liquide le plus dense se trouve en bas ; c’est lui qui sort en premier quand on ouvre le robinet.

5. Vrai. La vapeur est refroidie et recueillie (distillat = liquide) ; le solide dissous reste dans le ballon.

Complète avec les mots : décanter, filtrat, résidu, tamis, cristaux. a) On laisse … un mélange hétérogène. b) Le liquide qui traverse le papier filtre s’appelle le … . c) Le solide retenu sur le filtre s’appelle le … . d) Pour trier des grains selon leur taille, on utilise un … . e) Après évaporation, le solide dissous forme des … .

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a) décanter — b) filtrat — c) résidu — d) tamis — e) cristaux.

On filtre $2\ \text{L}$ d’eau boueuse et on récupère $1{,}85\ \text{L}$ de filtrat clair. Quel volume de liquide est resté piégé avec le résidu, en mL ?

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Volume piégé $= 2\ \text{L} - 1{,}85\ \text{L}$
$=$ $0{,}15\ \text{L}$
$=$ $150\ \text{mL}$ $1\ \text{L} = 1\,000\ \text{mL}$

Il reste environ 150 mL de liquide piégé avec le résidu.

Nomme, du haut vers le bas, les quatre éléments principaux d’un montage de filtration, et donne le rôle de chacun.

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1. Le bécher du mélange, versé doucement le long d’une baguette de verre. 2. L’entonnoir, qui soutient le papier filtre. 3. Le papier filtre, qui retient le résidu (solide) et laisse passer le filtrat (liquide). 4. Le bécher de recueil, placé en dessous, qui recueille le filtrat.

Niveau 2 — Approfondissement

Un élève a un mélange d’eau, d’huile et de sable dans un même bécher. Propose, dans l’ordre, les techniques à utiliser pour tout séparer, et justifie ton choix à l’aide des densités.

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Le sable est le plus dense, l’eau vient ensuite, et l’huile est la moins dense : ces trois constituants ne se mélangent pas entre eux.

1. On laisse le mélange décanter : trois couches se forment, du plus dense au moins dense — le sable au fond, l’eau au milieu, l’huile au-dessus.

2. On verse le tout dans une ampoule à décanter et on ouvre le robinet : l’eau (qui contient le sable) sort en premier, en la faisant passer à travers un filtre pour retenir le sable.

3. Il reste alors l’huile seule dans l’ampoule.

L’eau de mer contient environ $35\ \text{g}$ de sel dissous par litre. Quelle masse de sel peut-on espérer récupérer par évaporation de $4\ \text{L}$ d’eau de mer ?

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masse de sel $= 35\ \text{g/L} \times 4\ \text{L}$
$=$ $140\ \text{g}$

On peut espérer récupérer environ 140 g de sel.

Un mélange contient $300\ \text{g}$ de mil et $45\ \text{g}$ de cailloux. Après tamisage, on récupère $42\ \text{g}$ de cailloux dans le tamis (le reste s’est un peu abîmé et mélangé au mil). Quel pourcentage des cailloux a bien été retrouvé dans le tamis ?

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pourcentage $= \dfrac{42}{45} \times 100$
$=$ $93{,}3\,\%$ arrondi au dixième

Environ 93,3 % des cailloux ont été retrouvés dans le tamis.

Un camarade confond évaporation et distillation. Explique-lui la différence, en une ou deux phrases, avec un exemple pour chaque technique.

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Dans les deux cas, on chauffe un liquide pour le transformer en vapeur. Mais avec l’évaporation, la vapeur part dans l’air et on ne récupère que le solide dissous : par exemple, on récupère le sel de l’eau de mer, mais on perd l’eau. Avec la distillation, la vapeur est refroidie dans un tube, redevient liquide, et on la récupère : par exemple, on récupère de l’eau douce à partir d’eau de mer.

Niveau 3 — Défi

Un bidon contient un mélange complexe : de la limaille de fer, du sable fin, quelques gros cailloux, et de l’eau salée.

Liste tous les constituants du mélange et précise s’il est, dans son ensemble, homogène ou hétérogène.
Propose, dans l’ordre, une chaîne complète de techniques pour tout séparer, en justifiant chaque étape.

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1. Constituants : limaille de fer (solide, magnétique), sable fin (solide, non magnétique), gros cailloux (solide, gros grains), eau (liquide), sel (dissous dans l’eau). Le mélange est hétérogène dans son ensemble : on distingue plusieurs parties à l’œil nu.

2. Ordre logique, du plus facile à isoler au plus difficile :

Figure 8 — Le tri magnétique : la limaille de fer est attirée par l’aimant et s’en sépare ; le sable et les cailloux, non magnétiques, restent dans le récipient.

a. Tri magnétique : l’aimant attire et retire la limaille de fer. b. Tamisage : les gros cailloux restent dans le tamis, le sable fin et l’eau salée passent. c. Décantation : le sable fin, plus dense, tombe au fond de l’eau salée. d. Filtration : retient le sable fin resté en suspension ; le filtrat est une eau claire et salée. e. Évaporation : l’eau part en vapeur, le sel dissous reste sous forme de cristaux.

On tamise $500\ \text{g}$ d’un mélange de riz et de cailloux : le tamis retient $60\ \text{g}$ de cailloux. On mélange ensuite le riz obtenu à de l’eau, on filtre, on sèche, puis on pèse un résidu de $8\ \text{g}$ de sable resté sur le filtre.

Quelle masse de riz pur reste-t-il, si l’on suppose que rien ne s’est perdu par ailleurs ?
Quel pourcentage de la masse initiale ce riz pur représente-t-il, arrondi à l’unité ?

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masse après tamisage $= 500\ \text{g} - 60\ \text{g} = 440\ \text{g}$ riz + sable fin mélangés
masse de riz pur $= 440\ \text{g} - 8\ \text{g}$ on retire le sable fin retenu par le filtre
$=$ $432\ \text{g}$

pourcentage $= \dfrac{432}{500} \times 100$
$=$ $86{,}4\,\%$
$\approx$ $86\,\%$ arrondi à l’unité

Le riz pur représente environ 86 % de la masse initiale du mélange.

Un camarade affirme : « L’eau que j’ai filtrée à travers un tissu est propre, je peux la boire sans risque. » A-t-il complètement raison ? Rédige une réponse argumentée d’au moins trois phrases.

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Il a en partie raison, mais pas complètement. La filtration à travers un tissu retire bien les grosses particules visibles, comme le sable ou la terre : l’eau paraît donc plus claire. Mais elle ne retire ni les solides dissous ni les microbes, beaucoup trop petits pour être arrêtés par le tissu. Une eau claire n’est donc pas forcément une eau saine : il faudrait en plus la faire bouillir ou la désinfecter avant de la boire sans risque.

Niveau 4 — Problèmes de vie courante

Au marché de Bamako. Une marchande tamise $5\ \text{kg}$ de riz mélangé à des cailloux. Le tamisage retient $400\ \text{g}$ de cailloux et débris. Elle vend ensuite le riz nettoyé à $500$ F CFA le kilogramme.

Calcule la masse de riz nettoyé obtenue, en kg.
Calcule la recette totale de la vente de ce riz.

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masse de riz nettoyé $= 5\,000\ \text{g} - 400\ \text{g}$
$=$ $4\,600\ \text{g} = 4{,}6\ \text{kg}$

recette $= 4{,}6\ \text{kg} \times 500\ \text{F CFA/kg}$
$=$ $2\,300$ F CFA

La marchande obtient 4,6 kg de riz nettoyé, vendu 2 300 F CFA.

Un puits à Ndjamena. Une famille rend l’eau trouble d’un puits plus sûre à boire en trois étapes. Il faut $0{,}5\ \text{kg}$ de bois pour faire bouillir $5\ \text{L}$ d’eau ; le bois coûte $150$ F CFA le kilogramme.

Cite les trois étapes, dans l’ordre.
Calcule le coût du bois nécessaire pour faire bouillir $20\ \text{L}$ d’eau, pour toute la famille sur une journée.

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1. Décantation (laisser reposer), puis filtration (à travers un tissu), puis ébullition (faire bouillir pour tuer les microbes).

masse de bois $= 0{,}5\ \text{kg} \times \dfrac{20\ \text{L}}{5\ \text{L}}$ proportionnalité au volume d’eau
$=$ $0{,}5 \times 4 = 2\ \text{kg}$
coût $= 2\ \text{kg} \times 150\ \text{F CFA/kg}$
$=$ $300$ F CFA

Le bois nécessaire coûte 300 F CFA pour la journée.

Une petite station à Abidjan. Une station de traitement traite $2\,000\ \text{L}$ d’eau par jour et utilise une pastille de chlore désinfectante pour chaque $100\ \text{L}$ traités. Chaque pastille coûte $25$ F CFA.

Calcule le nombre de pastilles utilisées par jour.
Calcule le coût du chlore pour une semaine (7 jours).

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nombre de pastilles $= \dfrac{2\,000\ \text{L}}{100\ \text{L}}$
$=$ $20$ pastilles par jour

coût par jour $= 20 \times 25\ \text{F CFA} = 500\ \text{F CFA}$
coût par semaine $= 500\ \text{F CFA} \times 7$
$=$ $3\,500$ F CFA

Le chlore coûte 3 500 F CFA pour une semaine.

Le sel d’Abéché. Un artisan récupère du sel par évaporation de l’eau d’un puits salé. Chaque jour, il évapore $40\ \text{L}$ d’eau contenant $30\ \text{g}$ de sel dissous par litre, puis vend le sel récolté à $600$ F CFA le kilogramme. Lors de la récolte, il perd $10\,\%$ du sel, resté collé au récipient.

Calcule la masse de sel théoriquement contenue dans l’eau évaporée, en kg.
Calcule la masse de sel réellement récoltée, puis la recette journalière si tout ce sel est vendu.

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masse théorique $= 30\ \text{g/L} \times 40\ \text{L}$
$=$ $1\,200\ \text{g} = 1{,}2\ \text{kg}$

masse perdue $= 1{,}2\ \text{kg} \times 10\,\% = 0{,}12\ \text{kg}$
masse récoltée $= 1{,}2\ \text{kg} - 0{,}12\ \text{kg} = 1{,}08\ \text{kg}$
recette $= 1{,}08\ \text{kg} \times 600\ \text{F CFA/kg}$
$=$ $648$ F CFA

L’artisan récolte 1,08 kg de sel, pour une recette d’environ 648 F CFA par jour.

📝 QCM de fin de leçon — 20 questions

Coche une réponse par question, puis clique sur « Vérifier mes réponses » : tu obtiens ta note sur 20 avec la correction détaillée de chaque question.

Qu'est-ce que la décantation ?

laisser reposer un mélange, sans le toucher, pour que ses parties se séparent chauffer un mélange jusqu'à ébullition faire passer un mélange à travers un filtre attirer un solide avec un aimant

Explication : La décantation consiste à laisser reposer un mélange hétérogène : le constituant le plus dense descend au fond, le moins dense reste au-dessus.

À quoi sert une ampoule à décanter ?

à filtrer un solide dissous à séparer deux liquides non miscibles, comme l'eau et l'huile à tamiser des grains secs à chauffer un liquide

Explication : L'ampoule à décanter, munie d'un robinet, permet de séparer deux liquides non miscibles : on laisse reposer, puis on ouvre le robinet pour laisser sortir le liquide le plus dense.

Pendant une filtration, comment s'appelle le liquide qui traverse le papier filtre ?

le résidu le distillat le filtrat le cristal

Explication : Le liquide qui traverse le filtre s'appelle le filtrat. Le solide qui reste sur le filtre s'appelle le résidu.

Le filtrat obtenu après filtration est-il toujours un corps pur ?

oui, toujours, car le filtre arrête tout oui, s'il est transparent non, car le filtre laisse toujours passer le sable non, car un solide dissous traverse le filtre avec le liquide

Explication : Le filtrat n'est pas forcément pur : un solide dissous (comme le sel) est invisible et traverse le filtre en même temps que le liquide.

Le tamisage permet de séparer :

des solides secs, selon la taille de leurs grains un solide dissous d'un liquide deux liquides non miscibles le fer d'un mélange, grâce à un aimant

Explication : Le tamisage trie des solides secs à l'aide d'un tamis : les petits grains passent à travers, les gros grains restent dessus.

Dans un centre de tri, un aimant permet de récupérer les boîtes de conserve en acier. Quelle technique utilise-t-on ?

la filtration le tri magnétique la décantation l'évaporation

Explication : Le tri magnétique sépare les solides attirés par un aimant, comme le fer, des solides qui ne le sont pas, comme le plastique.

Le sel bien dissous dans l'eau peut-il être séparé par décantation ou par filtration ?

oui, par décantation seulement oui, par filtration seulement non, ni l'une ni l'autre : il faut le faire évaporer oui, avec un aimant

Explication : Un solide dissous, comme le sel, ne décante jamais et n'est pas retenu par un filtre : seule l'évaporation (ou la distillation) sépare l'eau du sel dissous.

Pendant l'évaporation d'une eau salée, que se passe-t-il ?

le sel s'évapore, l'eau reste l'eau et le sel s'évaporent ensemble rien ne change l'eau se transforme en vapeur, le sel reste au fond en cristaux

Explication : Pendant l'évaporation, le liquide (l'eau) se transforme en vapeur et s'échappe dans l'air. Le solide dissous ne s'évapore pas : il reste sous forme de cristaux.

Avec l'évaporation, récupère-t-on l'eau qui s'est transformée en vapeur ?

non, l'eau part dans l'air, elle est perdue oui, elle est recueillie dans un tube oui, elle reste dans le récipient avec le sel non, car elle est filtrée

Explication : Avec l'évaporation, on récupère seulement le solide. L'eau évaporée s'échappe dans l'air et n'est pas récupérée.

Contrairement à l'évaporation, la distillation permet de :

récupérer uniquement le solide récupérer à la fois le solide et le liquide trier des solides secs attirer le fer avec un aimant

Explication : Dans une distillation, la vapeur du liquide est refroidie dans un tube et redevient liquide : on récupère donc aussi le liquide, en plus du solide resté dans le ballon.

Le liquide recueilli à la sortie d'une distillation s'appelle :

le filtrat le résidu le distillat le soluté

Explication : Le liquide obtenu après condensation de la vapeur, à la sortie du montage de distillation, s'appelle le distillat.

Pour transformer de l'eau de mer en eau douce buvable, quelle technique utilise-t-on ?

le tamisage le tri magnétique la simple décantation la distillation

Explication : La distillation permet de récupérer le liquide (l'eau) débarrassé du sel dissous : c'est le principe des usines de dessalement de l'eau de mer.

Pour séparer complètement une eau boueuse et salée, dans quel ordre agit-on ?

décantation, puis filtration, puis évaporation évaporation, puis décantation, puis filtration filtration, puis évaporation, puis décantation évaporation seule suffit

Explication : On retire d'abord ce qui est visible et lourd (décantation), puis ce qui est visible et fin (filtration), et enfin ce qui est dissous et invisible (évaporation).

Une eau parfaitement claire, après décantation et filtration, est-elle forcément saine à boire ?

oui, une eau claire est toujours saine non, elle peut encore contenir des microbes invisibles oui, car ces deux techniques tuent les microbes non, car ces deux techniques ajoutent des microbes

Explication : La décantation et la filtration retirent le sable et la boue, mais ne tuent pas les microbes, invisibles à l'œil nu. Il faut aussi faire bouillir l'eau ou la désinfecter.

Dans une usine de traitement de l'eau en ville, quelle étape vient juste après la décantation ?

le captage le château d'eau la filtration l'évaporation

Explication : Dans une usine de traitement, l'ordre est : captage, décantation, filtration, désinfection, puis stockage dans le château d'eau avant distribution au robinet.

Un mélange d'eau et de sable : quelle est la première technique à utiliser pour les séparer ?

l'évaporation la distillation le tri magnétique la décantation, puis éventuellement la filtration

Explication : Le sable, plus dense, tombe au fond par décantation. On peut ensuite filtrer pour retirer les grains fins restés en suspension.

Une marchande veut retirer les petits cailloux de son riz sec, sans utiliser d'eau. Quelle technique choisit-elle ?

le tamisage l'évaporation l'ampoule à décanter la filtration

Explication : Le tamisage sépare des solides secs selon la taille des grains, sans utiliser une seule goutte d'eau : c'est parfait pour trier du riz et des cailloux.

On veut séparer de l'huile et de l'eau, deux liquides non miscibles. Quelle technique choisit-on ?

le tamisage l'ampoule à décanter le tri magnétique l'évaporation

Explication : L'huile et l'eau ne se mélangent pas : on les sépare avec une ampoule à décanter, en ouvrant le robinet pour laisser sortir le liquide le plus dense (l'eau) en premier.

Un mélange contient de la limaille de fer et du sable. Quelle technique sépare le fer du sable ?

la filtration l'ampoule à décanter le tri magnétique le tamisage

Explication : Le fer est attiré par un aimant, contrairement au sable : le tri magnétique sépare donc facilement les deux.

Aux marais salants, le soleil et le vent font disparaître l'eau salée des bassins peu profonds et laissent des cristaux blancs. Quelle technique naturelle est utilisée ici ?

la filtration le tri magnétique le tamisage l'évaporation

Explication : Le soleil et le vent font évaporer l'eau des bassins peu profonds ; le sel dissous ne s'évapore pas et forme des cristaux : c'est une évaporation naturelle.

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En bref

Classe : Classe de Sixième
Matière : Chimie
Durée estimée : 5 h
6 parties · 3 objectifs
Supports inclus : fiche, exercices corrigés, QCM

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