Comment allez-vous justifier que l’air est un mélange et non un composé ?

L’air : un mélange, et non un composé – Démonstration par la séparation et les propriétés

La question de la nature de l’air, mélange ou composé, peut sembler triviale. Cependant, une compréhension approfondie nécessite d’aller au-delà de la simple affirmation qu’il s’agit d’un mélange. Cet article vise à démontrer de manière claire et concise pourquoi l’air est catégorisé comme un mélange, et non comme un composé chimique.

Contrairement à un composé chimique, dont les constituants sont liés par des liaisons chimiques fortes et présentent une composition fixe et définie, l’air est un assemblage de plusieurs gaz, principalement le diazote (N₂) et le dioxygène (O₂), mais aussi d’argon (Ar), de dioxyde de carbone (CO₂), de vapeur d’eau (H₂O) et d’autres gaz en quantités infimes. Cette composition n’est pas fixe; elle varie légèrement en fonction de l’altitude, de la localisation géographique et des conditions météorologiques. Par exemple, la concentration en vapeur d’eau est nettement plus élevée près des océans et dans les régions humides qu’en altitude ou dans les déserts.

La preuve la plus probante de la nature mélangée de l’air réside dans la possibilité de le séparer en ses différents constituants par des méthodes physiques, sans rompre de liaisons chimiques. La distillation fractionnée est l’exemple le plus pertinent. Cette technique exploite les différences de points d’ébullition des gaz qui composent l’air. En refroidissant l’air à des températures extrêmement basses et en le chauffant progressivement, on peut séparer les différents gaz les uns après les autres, récupérant ainsi de l’azote liquide, de l’oxygène liquide et d’autres gaz liquéfiés. L’absence de réaction chimique durant ce processus souligne le caractère physique de la séparation, incompatible avec la décomposition d’un composé.

De plus, les propriétés de l’air résultent de la somme des propriétés de ses composants. L’air n’a pas de propriétés uniques et intrinsèques qui ne puissent être expliquées par les propriétés de ses constituants. Par exemple, la densité de l’air est la moyenne pondérée des densités de ses composants, et sa capacité à soutenir la combustion est directement liée à la présence d’oxygène. Si l’air était un composé, il aurait des propriétés distinctes et imprévisibles par rapport à ses éléments constitutifs.

En résumé, la variabilité de sa composition, la possibilité de sa séparation par des méthodes physiques telles que la distillation fractionnée et le fait que ses propriétés sont la simple somme des propriétés de ses constituants démontrent de manière irréfutable que l’air est un mélange et non un composé chimique. Cette distinction est fondamentale en chimie et permet de comprendre le comportement et les interactions de l’air dans différents contextes, de la respiration à la combustion en passant par la météorologie.