Mélange de solides et mélange solide-liquide : comment séparer les constituants ?

Sommaire

Introduction
1 . Séparer des solides : le tamisage
2 . Séparer un solide et un liquide : décantation et filtration
Conclusion

Introduction :

Autour de nous et dans la vie quotidienne, on peut remarquer de nombreuses matières qui sont mélangées : du sable avec des cailloux, de la terre et de l’eau, ou encore du café moulu et de l’eau…
Mais alors comment séparer correctement les constituants de ces mélanges particuliers ? Pour cela, nous allons voir que l’on utilise du matériel adapté et des méthodes bien précises.

Séparer des solides : le tamisage

Quand des solides sont formés de grains de tailles différentes, on peut les séparer à l’aide de tamis.

Voici deux sortes de tamis qui peuvent être utilisés :

Pour séparer les éléments qui constituent un mélange de solides, on peut utiliser un tamis

Il existe des tamis avec des maillages de différentes dimensions (mailles grandes ou petites).

Les mailles d’un tamis sont des ouvertures : lorsque l’on verse un mélange de solides en grains sur sa surface, les grains plus petits que les mailles passent à travers, tandis que les grains plus gros sont retenus.

Exemple

Méthodologie de la filtration avec l’exemple d’un mélange de gros cailloux, gravier et sable fin

On prend 2 tamis avec un maillage différent : un tamis classique à mailles larges et une passoire tamis à mailles serrées par exemple.
On commence par passer le mélange à travers le tamis aux mailles les plus larges : il retient les cailloux.

Lorsque l’on passe un mélange de gros cailloux, gravier et sable fin à travers un tamis à mailles un peu larges, il retient les cailloux plus gros

On a donc séparé les cailloux d’un côté, et le gravier et le sable de l’autre.
On verse ce qui est passé à travers le premier tamis dans le tamis aux mailles plus petites : il retient le gravier, tandis que le sable, formé de grains très fins, traverse ce deuxième tamis.

Lorsque l’on passe un mélange de gravier et sable fin à travers un tamis à mailles plus petites, il retient le gravier

On a donc séparé le gravier d’un côté, et le sable de l’autre.

L’ensemble des éléments solides de ce mélange ont ainsi été séparés selon leur taille :

Le tamisage permet de séparer par taille les éléments d’un mélange de solide

Séparer un solide et un liquide : décantation et filtration

Lorsqu’un solide ne se dissout pas dans un liquide, on distingue toujours les constituants du mélange : le mélange est dit « hétérogène ». Dans ce cas, on peut alors séparer ses constituants.
Pour cela, on peut utiliser la décantation ou la filtration.

La décantation

La décantation consiste à laisser reposer le mélange.
Les particules solides les plus lourdes tombent peu à peu au fond du récipient et forment un dépôt. Le liquide au-dessus devient plus clair.

Exemple

Méthodologie de la décantation avec l’exemple d’un mélange de terre et d’eau

On commence par mélanger de la terre avec de l’eau dans un grand verre doseur en verre transparent.
On laisse ensuite reposer le mélange d’eau et de terre, sans le secouer.
Quand la terre s’est bien déposée au fond du verre doseur, on verse le liquide très doucement dans un autre récipient de manière à ne récupérer que l’eau.

La décantation consiste à laisser l’élément solide se déposer au fond du récipient contenant le mélange liquide-solide

Astuce

Il est aussi possible d’utiliser un système de syphon avec un petit tuyau ou une paille pour transvaser l’eau dans un autre récipient sans avoir à verser.

Attention

Bien que paraissant plus claire, il ne faut pas boire l’eau claire qui a été récupérée par décantation, car elle n’est pas « propre » : elle peut contenir des bactéries, des parasites, etc.

La filtration

La filtration consiste à faire passer un mélange à travers un objet appelé filtre.
Le filtre est poreux, c’est-à-dire que ses mailles très serrées et très fines laissent passer le liquide, mais retiennent les particules solides.

Le solide retenu sur le filtre s’appelle le résidu.
Le liquide recueilli sous le filtre s’appelle le filtrat.

Quel filtre peut-on utiliser ?
On peut tester différents matériaux : filtre à café, tissu fin ou papier absorbant. Un bon filtre doit laisser passer le liquide tout en retenant le solide.

Exemple

Méthodologie de la filtration avec l’exemple d’un mélange de terre et d’eau

On prépare un récipient et on installer au-dessus un entonnoir avec un papier filtre à l’intérieur.
Dans un grand verre doseur en verre transparent, on mélange bien un peu de terre avec de l’eau.
On ne laisse pas reposer le mélange : on le verser immédiatement, mais doucement, dans le système formé par l’entonnoir et le papier filtre.
Le papier filtre retient le résidu (la terre), tandis que le filtrat (l’eau passée à travers le filtre) est récupéré dans le deuxième récipient.

☝️ Remarque : Selon le filtre utilisé, il est possible que l’eau ne soit pas très claire mais un peu trouble.

La filtration consiste à utiliser un filtre pour retenir l’élément solide d’un mélange liquide-solide

Conclusion :

Pour séparer les constituants d’un mélange de solides, on peut utiliser le tamisage pour trier les solides selon la taille de leurs grains.
Pour séparer les constituants d’un mélange solide-liquide, il existe plusieurs possibilités : la décantation consiste à laisser le solide se déposer au fond d’un récipient, tandis que la filtration permet de retenir le solide dans un filtre.

Sommaire

Introduction
1 . Séparer des solides : le tamisage
2 . Séparer un solide et un liquide : décantation et filtration
Conclusion

Introduction :

Séparer des solides : le tamisage

Quand des solides sont formés de grains de tailles différentes, on peut les séparer à l’aide de tamis.

Voici deux sortes de tamis qui peuvent être utilisés :

Pour séparer les éléments qui constituent un mélange de solides, on peut utiliser un tamis

Il existe des tamis avec des maillages de différentes dimensions (mailles grandes ou petites).

Les mailles d’un tamis sont des ouvertures : lorsque l’on verse un mélange de solides en grains sur sa surface, les grains plus petits que les mailles passent à travers, tandis que les grains plus gros sont retenus.

Exemple

Méthodologie de la filtration avec l’exemple d’un mélange de gros cailloux, gravier et sable fin

On prend 2 tamis avec un maillage différent : un tamis classique à mailles larges et une passoire tamis à mailles serrées par exemple.
On commence par passer le mélange à travers le tamis aux mailles les plus larges : il retient les cailloux.

Lorsque l’on passe un mélange de gros cailloux, gravier et sable fin à travers un tamis à mailles un peu larges, il retient les cailloux plus gros

On a donc séparé les cailloux d’un côté, et le gravier et le sable de l’autre.
On verse ce qui est passé à travers le premier tamis dans le tamis aux mailles plus petites : il retient le gravier, tandis que le sable, formé de grains très fins, traverse ce deuxième tamis.

Lorsque l’on passe un mélange de gravier et sable fin à travers un tamis à mailles plus petites, il retient le gravier

On a donc séparé le gravier d’un côté, et le sable de l’autre.

L’ensemble des éléments solides de ce mélange ont ainsi été séparés selon leur taille :

Le tamisage permet de séparer par taille les éléments d’un mélange de solide

Séparer un solide et un liquide : décantation et filtration

La décantation

Exemple

Méthodologie de la décantation avec l’exemple d’un mélange de terre et d’eau

On commence par mélanger de la terre avec de l’eau dans un grand verre doseur en verre transparent.
On laisse ensuite reposer le mélange d’eau et de terre, sans le secouer.
Quand la terre s’est bien déposée au fond du verre doseur, on verse le liquide très doucement dans un autre récipient de manière à ne récupérer que l’eau.

La décantation consiste à laisser l’élément solide se déposer au fond du récipient contenant le mélange liquide-solide

Astuce

Il est aussi possible d’utiliser un système de syphon avec un petit tuyau ou une paille pour transvaser l’eau dans un autre récipient sans avoir à verser.

Attention

La filtration

Le solide retenu sur le filtre s’appelle le résidu.
Le liquide recueilli sous le filtre s’appelle le filtrat.

Quel filtre peut-on utiliser ?
On peut tester différents matériaux : filtre à café, tissu fin ou papier absorbant. Un bon filtre doit laisser passer le liquide tout en retenant le solide.

Exemple

Méthodologie de la filtration avec l’exemple d’un mélange de terre et d’eau

On prépare un récipient et on installer au-dessus un entonnoir avec un papier filtre à l’intérieur.
Dans un grand verre doseur en verre transparent, on mélange bien un peu de terre avec de l’eau.
On ne laisse pas reposer le mélange : on le verser immédiatement, mais doucement, dans le système formé par l’entonnoir et le papier filtre.
Le papier filtre retient le résidu (la terre), tandis que le filtrat (l’eau passée à travers le filtre) est récupéré dans le deuxième récipient.

☝️ Remarque : Selon le filtre utilisé, il est possible que l’eau ne soit pas très claire mais un peu trouble.

La filtration consiste à utiliser un filtre pour retenir l’élément solide d’un mélange liquide-solide

Conclusion :

Pour séparer les constituants d’un mélange de solides, on peut utiliser le tamisage pour trier les solides selon la taille de leurs grains.
Pour séparer les constituants d’un mélange solide-liquide, il existe plusieurs possibilités : la décantation consiste à laisser le solide se déposer au fond d’un récipient, tandis que la filtration permet de retenir le solide dans un filtre.