Les propriétés des substances

Toutes les substances possèdent des propriétés qui permettent de les reconnaître, de les comparer et de prévoir leur comportement. Une propriété est une caractéristique propre à une substance. Certaines peuvent être observées directement, tandis que d'autres doivent être mesurées ou mises en évidence par une expérience.

Les propriétés des substances se répartissent en deux grandes catégories : les propriétés physiques et les propriétés chimiques.

Les propriétés physiques

Une propriété physique décrit la matière telle qu'elle est.

• L'état physique : solide, liquide ou gaz.
• La couleur, l'aspect, la transparence et l'odeur.
• La masse volumique, qui relie la masse au volume.
• La température de fusion, à laquelle un solide devient liquide.
• La température d'ébullition, à laquelle un liquide devient gaz.
• La solubilité, qui indique si une substance peut se dissoudre dans un liquide.
• La conductivité thermique, qui mesure la capacité à transmettre la chaleur.
• La conductivité électrique, qui indique si une substance laisse passer le courant électrique.
• La dureté, qui traduit la résistance aux rayures ou à l'usure.
• Le magnétisme, présent chez certaines substances comme le fer.

Les propriétés chimiques

Une propriété chimique décrit la manière dont une substance peut se transformer lorsqu'elle réagit avec une autre substance. Après une réaction chimique, de nouvelles substances apparaissent.

• L'inflammabilité : capacité à brûler.
• L'oxydation : réaction avec le dioxygène, comme la formation de la rouille.
• La réactivité avec l'eau, les acides ou d'autres substances.
• L'acidité ou la basicité, caractérisée par le pH.
• La stabilité chimique, qui indique si une substance se décompose facilement ou reste stable au cours du temps.

Lorsque l'on observe une matière, son apparence ne permet pas toujours de savoir de quoi elle est composée. Une eau limpide peut contenir uniquement des molécules d'eau, mais elle peut aussi contenir des sels minéraux dissous. Un métal peut être constitué d'un seul élément ou être un alliage de plusieurs éléments.

Pour décrire la composition de la matière, les chimistes distinguent les corps purs et les mélanges.

Les corps purs

Un corps pur est une matière constituée d'une seule espèce chimique. Il peut être formé d'un seul élément chimique, comme le cuivre ou le dioxygène, ou d'un composé chimique, comme l'eau pure constituée de molécules H₂O.

Un corps pur possède des propriétés caractéristiques qui permettent de l'identifier. Par exemple, l'eau pure bout à 100 °C à pression atmosphérique normale et la glace d'eau fond à 0 °C. Ces valeurs ne dépendent pas de la quantité d'eau étudiée.

Les mélanges

Un mélange contient plusieurs espèces chimiques différentes. Chaque constituant conserve ses propres propriétés, même si l'ensemble forme une seule matière en apparence.

L'air est un mélange de plusieurs gaz, principalement du diazote et du dioxygène. L'eau de mer contient de l'eau et de nombreux sels minéraux dissous. Le granite contient plusieurs minéraux visibles, comme le quartz, le feldspath et le mica.

Les mélanges peuvent être séparés grâce aux propriétés différentes de leurs constituants. La filtration permet par exemple de séparer un solide insoluble d'un liquide, la décantation utilise les différences de densité, et la distillation exploite les différences de température d'ébullition.