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Les mélanges solides

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Objectifs

Décrire les états de la matière à l’échelle macroscopique.
Connaitre quelques propriétés de la matière solide.
Comprendre que réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de matière.

Points clés

Quand on mélange deux éléments solides entre eux, on obtient une solution solide.
Nous utilisons de nombreux objets dans notre vie quotidienne qui sont le résultat d’un mélange de solides.
Les alliages métalliques sont notamment utilisés car ils possèdent des propriétés leur permettant d’être très résistants ou plus faciles à travailler que des métaux purs.

1. Qu'est-ce qu'un mélange solide ?

La matière qui nous entoure résulte souvent d’un mélange de différents constituants.

Il est possible de mélanger :

des éléments solides avec des éléments liquides ;

Exemple : eau + sel = eau de mer.

des éléments liquides entre eux ;

Exemple : eau + sirop.

mais aussi des éléments solides entre eux.

Si les constituants sont parfaitement mélangés, on appelle ces mélanges des solutions ou aussi des mélanges homogènes.

Quand deux solides se mélangent pour former un nouveau matériau, ils forment alors un mélange homogène qu’on appelle également une solution solide. C’est le cas notamment des alliages métalliques.

Exemple : l’acier est un mélange de fer et de carbone.

2. Propriétés des mélanges solides

On appelle métal pur un métal que l’on trouve dans la nature, soit sous la forme de métal (comme l’or qui peut se trouver sous forme de pépite), soit sous la forme de minerai (mélangé à de la roche).


Pépite d'or	Minerai de fer

Il existe de nombreux métaux purs : le fer, le cuivre, l’aluminium, le plomb, l’argent, l’or, le zinc, l’étain, le chrome, etc.

Toutefois, les métaux purs peuvent être mélangés entre eux ou avec d’autres matières pour obtenir de nouveaux métaux qu’on appelle des alliages. Les alliages ont souvent des propriétés plus intéressantes que les métaux purs : plus résistants, plus durs, plus faciles à fondre, plus résistant à la rouille, etc.

Exemples

L’acier est un alliage qui est utilisé très souvent car il est très solide. On l’utilise pour fabriquer des châssis de voitures, des rails de chemin de fer, des boites de conserve, des ponts métalliques ou encore des charpentes métalliques.
L’inox est un autre alliage appelé également « acier inoxydable » qui a la particularité de résister à la corrosion, c'est-à-dire qu’il ne rouille pas. C’est pourquoi on l’utilise pour fabriquer des ustensiles et du mobilier de cuisine.
La fonte est très solide et diffuse très bien la chaleur, c’est pourquoi on l’utilise souvent pour fabriquer des ustensiles de cuisine.
Le laiton est utilisé pour fabriquer des robinets ou des poignées de portes par exemple car il est très esthétique.
Le bronze, quant à lui, est un alliage très résistant à l’usure et il est utilisé dans la fabrication d’objets décoratifs et d’objets d’art, comme la célèbre sculpture « Le penseur » de Auguste Rodin.

Alliage

Composition

Utilisations

Acier

fer et carbone

Inox

fer, carbone, chrome

Fonte

fer et carbone (plus de carbone que dans l'acier)

Laiton

cuivre et zinc

Bronze

cuivre et étain

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