Nous avons mis en évidence l'existence de deux familles de substances:

1. a) les substances hydrophiles (“qui aiment l'eau”).
   

b) les substances hydrophobes (“qui n'aiment pas l'eau”) ou lipophiles ("qui aiment l'huile").

Lorsque deux substances liquides ne se mélangent pas, l'une (la moins dense, la plus ”légère”) flotte sur l'autre. C'est ainsi que nous pouvons expliquer l'existence des marées noires et des “yeux du bouillon”.

On peut classer les substances de la plus hydrophobe à la plus hydrophile:

huile  -  benzine  -  sirop  - vinaigre  - eau

On peut classer les substances de la moins dense  à la plus dense:

benzine  - huile  -  eau et vinaigre  -  sirop

1.

2.

3.

4.

5.

Les substances de la famille A se mélangent bien entre elles.

Les substances de la famille B aussi.

Un mélange réalisé à partir de deux substances appartenant aux deux familles A et B  est impossible: les liquides ne sont pas miscibles.

Lorsque deux liquides non miscibles sont en présence, ils forment deux couches.

On remarque que les liquides de la famille B “nagent” au-dessus de ceux de la famille A. On se rappelle que lors d'une marée noire,le pétrole surnage à la surface de la mer. De même que des taches d'huile surnagent à la surface d'un bouillon (les “yeux du bouillon)

On peut diviser les substances étudiées en deux familles:

A.  Les substances hydrophiles : eau, vinaigre, sirop

B.  Les substances hydrophobes : huile, benzine

1.

2.

3.

Nous mélangeons les substances deux par deux dans les éprouvettes. Nous versons les liquides avec de grandes précautions afin qu'ils forment, si possible, deux couches (deux phases). Noter toutes les possibilités.

Classer les substances en deux catégories (hydrophiles et hydrophobes) selon qu'elles se mélangent ou non à l'eau.

Classer les liquides étudiés selon leur densité en comparant tous les mélanges réalisés.

Sirop de grenadine ( s )

Vinaigre ( v )

Huile de tournesol ( h )

Benzine ( b )

Eau du robinet ( e )

10 éprouvettes

Tester la miscibilité, c'est-à-dire la capacité à se mélanger de deux substances connues. Nous accorderons une attention particulière aux mélanges contenant de l'eau vu l'importance de cette substance dans tous les phénomènes vitaux.

Classer les substances en deux catégories:

1.

2.

Lorsque nous mettons deux liquides (a et b) dans le même récipient, il peut se passer deux choses:

Les deux liquides se mélangent: on dit qu'ils sont miscibles. Ils forment donc un mélange homogène dans lequel on ne parvient pas à distinguer les deux constituants du mélange.

Les deux liquides ne se mélangent pas: on dit qu'ils sont non miscibles. Ils forment donc un mélange hétérogène dans lequel on voit les deux constituants du mélange séparés en 2 couches: on parle de deux phases.

Dans un mélange hétérogène, le liquide le moins dense ("le plus léger") flotte: il forme la phase supérieure.

Décantation du sirop de grenadine et de l’huile de tournesol

Séparation

(ouverture du robinet)

10.

Lorsqu’on secoue un mélange d’eau et d’huile, on force les 2 liquides à se mélanger: on parle d’homogénéisation. Le résultat est un liquide blanc opaque comme du lait. En regardant une goutte de lait au microscope on remarque d’ailleurs des globules de lipides (huiles) dispersées dans la phase aqueuse. Leur diamètre varie entre 3 et 5 micromètres (µm) ou millièmes de millimètre.

Le lait de vache comme le lait humain contient environ 35 grammes de lipides par litre. D’autres mammifères ont un lait plus gras (le lait des phoques en contient jusqu’à 50 g/l) (1). Lorsque le lait tranche, les gouttelettes de lipides se coagulent: c’est comme ça qu’on produit du fromage.

Goutte de lait vue au microscope, 600x

Goutte de lait vue au microscope, 1000x

L'ordre dans lequel on a versé les substances a peu d'importance: en effet l'huile flotte toujours sur le sirop, qu'on l'ait mise avant ou après.

Dans la famille A, on remarque que l'eau se mélange mieux avec le vinaigre qu'avec le sirop

Dans certains mélanges hétérogènes comme le mélange huile sirop, on voit apparaître 3 couches. Le sirop étant le plus dense, il se trouve au fond de l'éprouvette, recouvert d'une couche d'huile. Une autre couche de sirop semble surmonter le tout malgré sa forte densité. Il s'agit d'une illusion d'optique. En effet l'huile mouille le verre, c'est-à-dire qu'elle remonte sur les parois de l'éprouvette et forme un ménisque. Cette surface bombée et oblique renvoie, telle un périscope, les rayons lumineux en provenance de la couche colorée du sirop. Notre oeil voit donc le reflet du sirop sur le ménisque du liquide supérieur.

6.

7.

8.

Gouttes d’huile à la surface du bouillon (les “yeux”).

On peut séparer un mélange hétérogène formé de 2 liquides au moyen d’une ampoule à décanter. On laisse reposer le mélange jusqu’à l’obtention de 2 phases (2 couches) bien séparées. Ensuite on ouvre le robinet et on recueille séparément les 2 liquides.

9.

Buts de l'expérience

Matériel

Introduction

Méthode

Résultats

Remarques

Conclusions

1.

2.

3.

4.

Les substances hydrophiles ("qui aiment l'eau") forment des mélanges homogènes avec l'eau.

Les substances hydrophobes ("qui n'aiment pas l'eau") forment des mélanges hétérogènes avec l'eau.

Classer les liquides étudiés selon leur densité: par exemple dans l'ordre croissant de leur densité allant du moins dense au plus dense (du plus "léger" au plus "lourd").

3.

a )

b )

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Suite du cours: hydrophile ou hydrophobe?