Séparer les mélanges en CM2 : tamisage, décantation et filtration

Observer avant de séparer

Un mélange est constitué de plusieurs substances réunies dans un même récipient. Par exemple, du sable et des graviers forment un mélange de solides. De l'eau boueuse contient de l'eau et de très petits morceaux de terre. Une vinaigrette contient de l'huile et du vinaigre. Les substances présentes dans un mélange s'appellent les constituants. Pour choisir une technique de séparation, commence par regarder attentivement le mélange. Demande-toi si les constituants sont solides, liquides ou les deux. Observe aussi leur taille, leur poids apparent et leur comportement dans le liquide. Certains solides restent visibles et tombent au fond. D'autres sont très fins et restent longtemps dans l'eau. Certains liquides, comme l'huile et l'eau, forment des couches distinctes. Nova te conseille de ne pas choisir une technique au hasard : la bonne méthode dépend toujours de ce que tu observes.

Deux sortes de mélanges à reconnaître

Le tamisage : trier des solides selon leur taille

Le tamisage permet de séparer des solides dont les grains n'ont pas la même taille. Un tamis est une grille percée de trous. Les petits morceaux passent à travers les trous : ils forment ce qui passe dans le tamis. Les gros morceaux restent au-dessus : ils sont retenus par le tamis. Pour séparer du sable et des graviers, verse doucement le mélange dans un tamis placé au-dessus d'un récipient. Secoue légèrement le tamis. Le sable passe dans le récipient car ses grains sont plus petits que les trous. Les graviers restent dans le tamis car ils sont plus gros que les trous. Le choix du tamis est essentiel : ses trous doivent être assez grands pour laisser passer le constituant que tu veux récupérer, mais assez petits pour retenir l'autre. Si tous les grains ont presque la même taille, le tamisage ne permettra pas de les séparer correctement. Cette technique convient à un mélange de solides secs ou peu humides. Des grains mouillés peuvent s'agglutiner, c'est-à-dire se coller entre eux, et ne plus passer correctement dans les trous.

Réalise un tamisage avec méthode

• Place un récipient propre sous le tamis pour récupérer les petits grains.
• Verse une petite quantité de mélange dans le tamis afin d'éviter les débordements.
• Secoue doucement le tamis au-dessus du récipient, sans le retourner.
• Observe ce qui est retenu dans le tamis et ce qui a traversé les trous.
• Range les deux constituants dans des récipients séparés et étiquette-les si besoin.

La décantation : laisser le temps agir

La décantation consiste à laisser un mélange au repos pour que ses constituants se séparent naturellement. Elle peut être utilisée dans deux situations. Première situation : un solide insoluble est mélangé à un liquide. Un solide insoluble ne se dissout pas dans le liquide. Si tu mélanges de la terre avec de l'eau, les plus gros grains de terre finissent souvent par tomber au fond du récipient. Ils forment un dépôt. L'eau située au-dessus devient plus claire. Tu peux alors verser très doucement cette eau dans un autre récipient, sans entraîner le dépôt. Deuxième situation : deux liquides ne se mélangent pas. Ils sont alors non miscibles. L'huile et l'eau sont non miscibles : après un temps de repos, l'huile forme une couche au-dessus de l'eau. La couche qui se trouve au-dessus dépend de la masse d'un même volume de chaque liquide. Dans le cas de l'huile et de l'eau, l'huile reste au-dessus. Ne retiens pas que tout liquide flotte toujours : il faut observer le mélange concerné.

Décanter ne veut pas dire filtrer

La filtration : retenir les particules solides

La filtration sépare un solide insoluble d'un liquide grâce à un filtre. Le filtre possède de très petits passages. Le liquide traverse le filtre et est récupéré dans un récipient : c'est le filtrat. Les particules solides restent sur le filtre : c'est le résidu. Pour filtrer de l'eau boueuse, installe un entonnoir au-dessus d'un récipient. Place un papier filtre dans l'entonnoir. Humidifie légèrement le papier filtre avec de l'eau pour qu'il adhère aux parois de l'entonnoir. Verse le mélange lentement, de préférence le long d'une baguette ou contre la paroi de l'entonnoir. L'eau passe à travers le papier et tombe dans le récipient. La terre reste sur le papier filtre. N'oublie pas qu'une eau filtrée n'est pas automatiquement potable : la filtration enlève des particules solides visibles ou très fines, mais elle ne garantit pas que l'eau peut être bue.

Choisis la technique adaptée

Faire un choix raisonné

Pour choisir, suis une démarche simple. D'abord, identifie les constituants : y a-t-il seulement des solides, un solide et un liquide, ou deux liquides ? Ensuite, observe si les morceaux sont gros ou très fins. Si ce sont deux solides de tailles différentes, pense au tamisage. Si un solide repose au fond après une attente, commence par une décantation. Si le liquide contient encore des particules solides, utilise ensuite une filtration. Une même expérience peut donc demander plusieurs étapes. Par exemple, pour traiter de l'eau contenant des cailloux, du sable et de la terre, commence par un tamisage pour retirer les cailloux. Laisse ensuite le mélange reposer afin qu'une partie de la terre se dépose. Verse doucement l'eau plus claire, puis filtre-la pour retenir les dernières particules. Chaque technique a un rôle précis. Le tamis ne remplace pas le filtre, car les trous d'un tamis sont bien plus grands que ceux d'un papier filtre.

Adopte les bons gestes de sécurité

• Lis la consigne et prépare ton matériel avant de commencer.
• Porte une blouse ou protège tes vêtements si l'activité le demande.
• Manipule les récipients en verre avec deux mains et pose-les loin du bord de la table.
• Verse lentement pour éviter les éclaboussures et les pertes de liquide.
• Ne goûte jamais un mélange, même si certains de ses constituants te semblent connus.
• Lave-toi les mains après l'expérience et nettoie la table avec l'autorisation de l'adulte.

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