Sciences
Quelle est la différence entre un élément, un composé et un mélange ?
Réponse rapide
Un élément n'a qu'une sorte d'atome. Un composé réunit plusieurs éléments liés chimiquement dans une proportion fixe, comme H₂O. Un mélange associe des substances sans les lier : on peut les séparer.
En une phrase
Un élément n'est fait que d'une seule sorte d'atome, un composé réunit plusieurs éléments liés chimiquement, et un mélange contient plusieurs substances réunies mais pas liées.
Explication
Tout ce qui t'entoure est fait d'atomes. On connaît 118 sortes d'atomes, et chaque sorte correspond à un élément chimique, rangé dans le tableau périodique. L'or, l'oxygène, le carbone et le fer sont des éléments. Une substance faite d'un seul élément s'appelle un corps pur simple : aucune réaction chimique ne peut la décomposer en quelque chose de plus simple.
loupe
tasse
caillou
Certains corps purs simples existent sous forme d'atomes isolés (l'hélium, le fer). D'autres forment de petits groupes d'atomes identiques : le dioxygène que tu respires, O₂, ce sont deux atomes d'oxygène liés. C'est toujours un corps pur simple, puisqu'il n'y a qu'une sorte d'atome.
Un composé (ou corps pur composé) se forme quand des atomes d'éléments différents se lient au cours d'une réaction chimique. L'eau, H₂O, a toujours deux atomes d'hydrogène liés à un atome d'oxygène. Tout composé a trois caractéristiques :
- une proportion fixe d'éléments, donnée par sa formule (H₂O, CO₂, NaCl) ;
- des propriétés nouvelles, différentes de celles de ses éléments. Le sodium est un métal mou qui réagit violemment avec l'eau, le chlore est un gaz verdâtre toxique, et pourtant ensemble ils donnent le chlorure de sodium : le sel de table ;
- on ne peut le décomposer en ses éléments que par une autre réaction chimique, pas par filtration ni avec un aimant.
Un mélange contient plusieurs substances réunies mais pas liées chimiquement. Le sable dans l'eau, l'air, l'eau de mer et un bol de céréales sont des mélanges. Dans un mélange :
- les proportions peuvent varier (un peu ou beaucoup de sucre dans le thé) ;
- chaque constituant garde ses propriétés (l'eau de mer reste salée) ;
- on peut séparer les constituants par des méthodes physiques : filtration, évaporation, distillation, aimantation, chromatographie. Voir séparer un mélange.
Il existe deux sortes de mélanges. Un mélange homogène paraît identique partout, comme l'eau salée ou l'air : c'est le cas des solutions. Un mélange hétérogène a des constituants qu'on distingue à l'œil nu, comme le sable dans l'eau ou le granite et ses grains colorés.
Les corps purs simples et les corps purs composés sont tous des corps purs : toutes leurs particules sont identiques. En chimie, « pur » ne veut pas dire la même chose que dans la publicité : un « pur jus d'orange » est un mélange d'eau, de sucres et de bien d'autres substances.
On représente souvent la différence avec des modèles moléculaires ou des schémas de particules. Un corps pur simple : une seule sorte de boule (seule ou par paires identiques). Un composé : des groupes identiques formés de boules différentes collées entre elles. Un mélange : plusieurs sortes de particules qui ne sont pas liées entre elles.
Exemples
| Substance | Type | Pourquoi |
|---|---|---|
| Or (Au) | élément (corps pur simple) | uniquement des atomes d'or |
| Dioxygène (O₂) | élément (corps pur simple) | paires d'atomes d'oxygène, une seule sorte d'atome |
| Eau (H₂O) | composé | hydrogène et oxygène liés, 2 : 1 |
| Dioxyde de carbone (CO₂) | composé | carbone et oxygène liés, 1 : 2 |
| Sel de table (NaCl) | composé | sodium et chlore liés, 1 : 1 |
| Air | mélange homogène | surtout diazote et dioxygène, non liés |
| Eau salée | mélange homogène | sel dissous dans l'eau |
| Sable et limaille de fer | mélange hétérogène | un aimant retire le fer |
| Laiton | mélange (alliage) | cuivre et zinc fondus ensemble |
À la maison : le cuivre des fils électriques et le papier aluminium sont des éléments ; l'eau, le sel, le sucre et le bicarbonate de soude sont des composés ; le lait, le thé, l'air, la vinaigrette et le béton sont des mélanges. Dans ton corps : l'oxygène, le carbone, l'hydrogène et l'azote sont les principaux éléments, l'eau est le composé le plus abondant et le sang est un mélange.
Erreurs fréquentes
- « O₂ est un composé parce que ses atomes sont liés. » Un composé a besoin d'éléments différents. O₂, N₂ et H₂ sont des corps purs simples.
- « Un composé, c'est un mélange d'éléments. » Dans un composé, les éléments sont liés chimiquement et la substance a de nouvelles propriétés. L'eau ne se comporte ni comme l'hydrogène ni comme l'oxygène.
- « Un mélange, ça se voit toujours. » L'eau salée et l'air ressemblent à une seule substance, mais ce sont des mélanges. Demande-toi : peut-on les séparer sans réaction chimique ?
- « Les alliages sont des composés. » Le laiton et l'acier sont des mélanges de métaux (l'acier, c'est du fer avec un peu de carbone). Leurs proportions peuvent varier.
Étape par étape
Étape par étape
- Compte les sortes d'atomesSi chaque particule ne contient qu'une sorte d'atome, c'est un élément (corps pur simple).
- Cherche une formule fixeSi des éléments différents sont liés chimiquement dans une proportion fixe (H₂O, CO₂), c'est un composé.
- Regarde si les constituants sont séparésS'il y a plusieurs substances non liées et que les quantités peuvent changer, c'est un mélange.
- Teste une méthode physiqueSi on peut séparer par filtration, évaporation ou avec un aimant, c'est bien un mélange.
- Précise le type de mélangeIdentique partout : homogène. Constituants visibles : hétérogène.
Lire une formule : le petit chiffre après un symbole indique le nombre d'atomes de cet élément. Pas de chiffre veut dire un seul. Dans H₂SO₄, il y a 2 atomes d'hydrogène, 1 de soufre et 4 d'oxygène : 7 atomes de 3 éléments.
Exercices
Élément, composé ou mélange ?
Fais chaque exercice, puis vérifie ta réponse.
- L'hélium (He) est-il un élément, un composé ou un mélange ?
Voir la réponse
Uniquement des atomes d'hélium : élément - L'eau (H₂O) est-elle un élément, un composé ou un mélange ?
Voir la réponse
Hydrogène et oxygène liés chimiquement : composé - L'eau de mer est-elle un élément, un composé ou un mélange ?
Voir la réponse
Du sel et d'autres substances dissous dans l'eau, non liés : mélange (homogène) - Le diazote (N₂) est-il un élément ou un composé ?
Voir la réponse
Deux atomes, mais tous deux d'azote : élément - Le dioxyde de carbone (CO₂) est-il un élément, un composé ou un mélange ?
Voir la réponse
Carbone et oxygène liés : composé - Un granite aux grains roses, blancs et noirs est-il un mélange homogène ou hétérogène ?
Voir la réponse
On voit les différents constituants : mélange hétérogène - Combien d'éléments et d'atomes dans CaCO₃ (carbonate de calcium) ?
Voir la réponse
Ca 1, C 1, O 3 : 3 éléments, 5 atomes - Combien d'atomes dans une molécule de H₂SO₄ (acide sulfurique) ?
Voir la réponse
2 + 1 + 4 = 7 atomes - Combien d'atomes dans une molécule de glucose, C₆H₁₂O₆ ?
Voir la réponse
6 + 12 + 6 = 24 atomes de 3 éléments - Comment séparer de la limaille de fer mélangée à du sable ?
Voir la réponse
Le fer est attiré par un aimant, pas le sable : avec un aimant - On chauffe du fer et du soufre : ils rougeoient et donnent un solide noir que l'aimant n'attire pas. Qu'est-ce que c'est ?
Voir la réponse
Une nouvelle substance s'est formée : le composé sulfure de fer (FeS) - Un schéma montre des boules isolées de deux couleurs, sans liaison entre elles. Que représente-t-il ?
Voir la réponse
Deux éléments non liés : un mélange de deux corps purs simples - Le laiton (cuivre et zinc) est-il un composé ?
Voir la réponse
Non. Les proportions peuvent varier et les métaux ne sont pas liés chimiquement : c'est un mélange (alliage) - L'eau distillée est-elle un corps pur ?
Voir la réponse
Oui. Elle ne contient que des molécules H₂O : un corps pur composé - Pourquoi un « pur jus de pomme » n'est-il pas un corps pur pour un chimiste ?
Voir la réponse
Il contient de l'eau, des sucres, des acides et bien plus : c'est un mélange
Problèmes
Éléments, composés et mélanges dans la vie de tous les jours
Fais chaque exercice, puis vérifie ta réponse.
- Dans les marais salants de Guérande, l'eau de mer s'étale dans des bassins peu profonds au soleil. Quelle méthode sépare le sel, et que nous apprend-elle sur l'eau de mer ?
Voir la réponse
L'eau s'évapore et le sel reste : l'eau de mer est un mélange. - Tu renverses du sel dans un bac à sable. Comment récupérer le sel ?
Voir la réponse
Ajoute de l'eau pour dissoudre le sel, filtre pour retirer le sable, puis fais évaporer l'eau pour récupérer le sel. - Dans un centre de tri, un gros aimant retire les boîtes en acier parmi les emballages. Pourquoi les canettes en aluminium restent-elles ?
Voir la réponse
L'acier est surtout du fer, attiré par l'aimant ; l'aluminium ne l'est pas. - 56 g de fer réagissent entièrement avec 32 g de soufre. Quelle masse de sulfure de fer obtient-on ?
Voir la réponse
La masse se conserve lors d'une réaction : 56 + 32 = 88 g - Le bicarbonate et le vinaigre font des bulles quand on les mélange. Ces bulles sont du dioxyde de carbone. CO₂ est-il un élément ou un composé, et une nouvelle substance s'est-elle formée ?
Voir la réponse
CO₂ réunit carbone et oxygène liés : c'est un composé, et oui, c'est une nouvelle substance : il y a eu une réaction chimique. - Cite un élément, un composé et un mélange présents dans un smartphone.
Voir la réponse
Par exemple : le cuivre des circuits ou le silicium des puces (éléments), le dioxyde de silicium du verre (composé) et la coque en alliage d'aluminium (mélange).
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre un corps pur et un mélange ?
Un corps pur ne contient qu'une seule substance, toutes ses particules sont identiques. Un mélange contient plusieurs substances, en proportions variables, qu'on peut séparer par des méthodes physiques.
Quelle est la différence entre un corps pur simple et un corps pur composé ?
Un corps pur simple n'a qu'une sorte d'atome (O₂, Fe). Un corps pur composé réunit des atomes différents liés dans une proportion fixe (H₂O, CO₂).
Comment reconnaître un élément, un composé ou un mélange ?
Regarde la formule ou le schéma de particules. Une sorte d'atome : élément. Des atomes différents liés selon une formule fixe : composé. Des substances distinctes qu'une méthode physique peut séparer : mélange.
Quel est le lien entre éléments, composés et mélanges ?
Les éléments sont les briques de base. En réagissant, ils forment des composés. Éléments et composés peuvent ensuite être mélangés, sans se lier, pour former des mélanges.
Quels exemples trouve-t-on dans la vie quotidienne ?
Élément : le papier aluminium ou un fil de cuivre. Composé : l'eau, le sel de table, le sucre. Mélange : l'air, le lait, le thé, une salade, l'eau de mer.
Mini-quiz
Éléments, composés et mélanges
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Question 1 sur 5
Lequel est un composé ?
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