Températures de changement d'état et critères de pureté de Seconde

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Espèce pure : T_fus et T_éb fixes et caractéristiques ; mélange : fusion sur une plage plus basse • Banc Kofler étalonné avec une référence pour mesurer T_fus d'un solide • CCM : R_f = d_tached_front, sans unité, entre 0 et 1 • Même éluant et même R_f : même espèce ; une seule tache pour une espèce pure

Le cours

Identifier une espèce et contrôler sa pureté Une espèce chimique pure change d'état à température fixe et caractéristique (sous pression donnée) : la température de fusion T_fus (solide → liquide) et la température d'ébullition T_éb (liquide → gaz) servent donc à l'identifier par comparaison avec des tables. Exemples : eau (T_fus = 0\ ^C, T_éb = 100\ ^C), éthanol (T_éb = 78\ ^C), acide benzoïque (T_fus = 122\ ^C). Pour un solide, on utilise le banc Kofler : une plaque métallique chauffée dont la température varie régulièrement d'une extrémité à l'autre. On l'étalonne avec une espèce de référence, puis on dépose quelques cristaux et on repère la limite entre solide et liquide. Un mélange fond en général sur une plage de températures, plus basse que la T_fus de l'espèce pure. La chromatographie sur couche mince (CCM) sépare les espèces d'un mélange : un éluant monte par capillarité sur une plaque et entraîne plus ou moins loin chaque espèce déposée. On caractérise une tache par son rapport frontal : R_f = d_tached_front avec les distances mesurées depuis la ligne de dépôt ; R_f est sans unité et compris entre 0 et 1. Deux taches de même R_f avec le même éluant correspondent à la même espèce. Une espèce pure donne une seule tache. Astuce et méthode clé Sur une CCM, dépose toujours ton produit à côté de l'espèce de référence pure : deux taches à la même hauteur se comparent d'un coup d'œil, sans mesurer chaque R_f. Piège classique à éviter Un produit impur ne fond pas à température fixe : s'il fond entre 112 et 118\ ^C alors que l'acide benzoïque pur fond à 122\ ^C, il ne faut pas conclure « environ 120\ ^C, donc pur ».

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