Qu’est-ce qu’une courbe de pureté ?
Une courbe de pureté est un graphique qui montre comment la température évolue quand tu chauffes un solide de façon régulière. L’axe horizontal indique le temps, et l’axe vertical la température. La forme de la courbe pendant la fusion indique si la substance est un corps pur ou un mélange.
En chimie, un corps pur est une substance formée d’un seul élément ou d’un seul composé. Le « pur jus d’orange » du magasin n’est pas pur au sens chimique, car il contient de nombreuses substances.
| Propriété | Corps pur | Mélange |
|---|---|---|
| Courbe pendant la fusion | Palier plat | Pente |
| Température de fusion | Une valeur précise | Large intervalle |
| Exemples dans le simulateur | Naphtalène 80 °C, acide stéarique 69 °C, cuivre pur 1085 °C | Cire de bougie 45–62 °C, alliage de bronze 890–1020 °C |
Pourquoi la courbe forme-t-elle un palier ?
Dans un solide, les particules sont rangées de façon ordonnée et vibrent sur place. Quand tu apportes de la chaleur, les vibrations deviennent plus fortes et la température monte. Quand la substance atteint sa température de fusion, toute la chaleur apportée sert à détruire la structure cristalline. La température ne monte donc plus tant que toute la substance n’a pas fondu, et la courbe forme un palier.
Dans un mélange, les particules d’une autre substance perturbent l’ordre du cristal. Différentes parties fondent à différentes températures, et la température continue de monter lentement sans s’arrêter. Une impureté abaisse la température à laquelle la fusion commence : le cuivre pur fond à 1085 °C, alors que le bronze, un alliage de cuivre, commence à fondre à 890 °C dans le simulateur. Le sel répandu sur les routes en hiver repose sur le même principe : le sel abaisse la température de fusion de la glace sous 0 °C.
Trace des courbes de fusion dans l’application Nalukh chem
Chauffe huit substances et compare deux courbes côte à côte. Ce simulateur est inclus dans l’accès complet. Le téléchargement est gratuit, et 2 chapitres et 5 simulateurs sont accessibles sans compte.
Comment utiliser le simulateur ?
- Choisis une substance dans la liste de gauche. Les sections CORPS PUR et MÉLANGE contiennent quatre substances chacune. Chaque ligne indique la température ou l’intervalle de fusion.
- Appuie sur le bouton Chauffage. La courbe se trace de gauche à droite en 4 secondes environ.
- Dans la barre du haut, lis l’état de la substance (SOLIDE, EN FUSION, LIQUIDE), regarde le mouvement des particules et lis la température.
- À la fin du chauffage, la température ou l’intervalle de fusion et la forme de la courbe s’écrivent sur le graphique. Une explication apparaît en bas.
- Appuie sur le bouton Comparer pour tracer les courbes de deux substances sur un même graphique. Tu peux comparer uniquement les substances de même échelle : eau pure, eau salée et glace sucrée ; naphtalène, acide stéarique et cire de bougie ; cuivre pur et alliage de bronze. Si tu appuies sur une substance d’un autre groupe, sa partenaire est sélectionnée automatiquement.
- Appuie sur le bouton Réchauffer pour recommencer. Le bouton à flèche circulaire à côté efface le graphique.
Exercices à essayer dans le simulateur
- Utilise le bouton Comparer pour comparer l’eau pure et l’eau salée. Réponse : La courbe de l’eau pure forme un palier à 0 °C. La courbe de l’eau salée commence sous 0 °C, à −6 °C, et monte en pente.
- Trouve lequel fond à la température la plus haute : l’acide stéarique ou la cire de bougie. Réponse : L’acide stéarique fond à 69 °C, et la cire de bougie finit de fondre à 62 °C.
- Compare le cuivre pur et l’alliage de bronze, et calcule combien de degrés plus tôt le bronze commence à fondre. Réponse : 1085 − 890 = 195 °C.
- Lis sur l’axe du temps combien de minutes dure le palier du cuivre pur. Réponse : de 3 minutes à 6.4 minutes, soit environ 3.4 minutes.
Comment teste-t-on la pureté au laboratoire ?
Au laboratoire, on mesure la température de fusion d’une substance et on la compare à la valeur d’un ouvrage de référence. Un corps pur fond dans un intervalle étroit qui correspond à la valeur de référence. Un échantillon impur commence à fondre sous la valeur de référence et fond sur un large intervalle.
Les courbes des vraies expériences ne sont pas aussi régulières que celles du simulateur. L’acide stéarique du laboratoire de l’école n’est en général pas tout à fait pur, donc son palier peut être légèrement incliné.
