Un mélange est un échantillon de matière contenant au moins deux espèces chimiques différentes (à la différence d'un corps pur, qui n'en contient qu'une). On distingue deux types de mélanges selon leur aspect macroscopique :
- Mélange homogène : on ne distingue, à l'œil nu (éventuellement à l'aide d'un instrument optique simple), qu'une seule phase — les constituants sont répartis de façon uniforme à l'échelle macroscopique (ex. : eau + sirop, eau salée, air).
- Mélange hétérogène : on distingue au moins deux phases, c'est-à-dire deux milieux aux propriétés physiques différentes séparés par une interface (ex. : eau + huile, eau + sable en suspension).
Pour un couple de deux liquides, on parle de miscibilité pour qualifier leur aptitude à former un mélange homogène une fois mélangés puis laissés au repos :
- Les liquides sont miscibles s'ils forment, au repos, un mélange homogène à une seule phase (ex. : eau et éthanol).
- Les liquides sont non miscibles s'ils forment un mélange hétérogène à deux phases liquides distinctes (ex. : eau et huile, eau et cyclohexane).
Miscibilité ≠ solubilité : le terme miscibilité est réservé à un couple de deux liquides. Pour un couple solide/liquide, on parle de solubilité \(s\), la masse maximale de soluté que l'on peut dissoudre dans une unité de volume ou de masse de solvant, exprimée en \(\mathrm{g\cdot L^{-1}}\).
Pièges usuels : ne pas confondre mélange homogène et corps pur — une eau salée ou une eau minérale, visuellement uniformes, sont des mélanges homogènes (plusieurs espèces dissoutes) et non des corps purs. Ne pas confondre non plus miscible (couple liquide/liquide) et soluble (espèce dissoute dans un solvant), deux termes parfois employés l'un pour l'autre à tort.
Pour la CPGE : la miscibilité peut être partielle — deux liquides totalement miscibles à haute température peuvent démixer (former deux phases) en dessous d'une température critique de miscibilité. C'est le point de départ des diagrammes binaires liquide-liquide, développés dans la leçon correspondante.