programe-de-3eme - Chapitre 1: Utilisation des métaux dans la vie quotidienne

I Les métaux les plus utilisés

Il existe une soixantaine de matériaux appartenant à la famille des métaux: chrome, titane, vanadium, le zirconium etc.
Parmi ces métaux certains ne sont utilisés qu'exceptionnellement et d'autre presque jamais.
En tout on compte seulement six métaux utilisés de manière très fréquente:
- Le fer de symbole atomique Fe

- Le cuivre de symbole atomique Cu

- Le zinc de symbole atomique Zn

- L'aluminium de symbole atomique Al

- L'or de symbole atomique Au

- L'argent de symbole atomique Ag

II Distinguer les métaux courants

1) Distinguer les métaux grâce à leur couleur

La majorité des métaux ont une couleur grise avec des nuances qui sont difficiles à distinguer.
Il existe cependant deux métaux qui possèdent une couleur caractéristique qui permet de les identifier:
- L'or de couleur jaune
- Le cuivre de couleur rouge-orangée.

2) Comportement d'un métal en présence d'un aimant

Si l'on présente un aimant à proximité de plusieurs métaux seul le fer sera attiré.
Un test magnétique permet donc de repérer le fer parmi d'autres métaux.

Remarques:
- C'est à l'aide d'aimants que l'on sépare le fer des autres matériaux sur les chaines de trie des centres de recyclage.
- Un aimant peut aussi attirer un alliage contenant du fer comme l'acier ou la fonte.

3) La densité des métaux

La densité d'un solide ou d'un liquide est une grandeur que l'on peut calculer grâce à la relation suivante: d = m
V
où:
- d est la densité (grandeur sans unité)
- m est la masse du corps exprimée en kilogramme
- V est le volume du corps exprimé en décimètre cube (dm³)
Cette grandeur est caractéristique de chaque métal et permet donc de le distinguer des autres.
Exemple: La densité d'un objet en aluminium pur est de 2,7 quelque soit la taille et la forme de cet objet. Si le calcule de la densité pour un métal inconnu conduit à un résultat de 2,7 alors on peut en déduire que métal est de l'aluminium.

Densité des métaux courants:
Aluminium d= 2,7
zinc d= 7,1
fer d= 7,3
Cuivre d= 8,9
Argent d= 10,5
Or d= 19,2

III La corrosion des métaux

1) Qu'est ce que la corrosion ?

Par définition la corrosion d'un matériau correspond à sa dégradation.
Elle peut avoir des causes mécaniques comme des frottements ou des causes chimiques.
A l'air libre les métaux sont en présence de dioxygène, d'eau, de dioxyde de carbone et de gazpolluants qui peuvent provoquer une transformation chimique dont le métal est l'un des réactifs. Ce dernier est alors consommé tandis que se forment le ou les produits.

2) La corrosion de l'or

L'or est un des rares métaux à ne subir aucune corrosion. Il est insensible aux attaques de l'air et de ses constituants et conserve ainsi son éclat et sa couleur malgré une exposition prolongée à l'air libre.
On dit que l'or est inaltérable et c'est ce qui en fit certainement, avec sa couleur, un métal précieux.

3) La corrosion du cuivre

Le cuivre se corrode au contact de l'air: il se couvre d'une couche verdâtre appelée vert-de-gris.
Cette couche est imperméable et isole le cuivre de l'air et des réactifs responsables de sa corrosion.
La corrosion du cuivre s'arrête donc dés l'apparition du vert-de-gris.
La corrosion du cuivre reste donc superficielle, elle modifie seulement sont n'aspect extérieur.
Exemple: La statue de la liberté doit sa couleur verdâtre au vert-de-gris qui s'est formé sur le cuivre dont elle est constituée.

4) La corrosion du fer

Le fer réagit avec le dioxygène et l'eau pour former de la rouille rougeâtre qui constitue une couche poreuse. Cette dernière laisse passer l'eau et l'air qui peuvent continuer à réagir avec le fer tant que celui-ci n'a pas été transformé complètement en rouille.
Un objet en fer se corrode donc en profondeur et peut même disparaître complètement.
Le fer doit donc être protégé d'une couche de peinture ou de vernis qui l'isole de l'eau et de l'airafin d'empêcher la transformation chimique qui le transforme en rouille.

5) La corrosion de l'argent

L'argent s'oxyde au contact du dioxygène de l'air: il noircit en se recouvrant d'une couche d'oxyde d'argent. Cette couche imperméable empêche la corrosion de se poursuivre.

6) La corrosion de l'aluminium et du zinc

La corrosion du zinc et de l'aluminium est du même type que celle du cuivre et de l'argent: elle n'attaque que la surface du métal sur lequel se forme une couche d'oxyde (oxyde de zinc ou oxyde d'aluminium).
Cependant les couches qui se forment dans les deux cas sont de couleur grisâtre. Il est donc difficile de les distinguer du métal qu'elles recouvrent et de se rendre compte de leur présence. Elles rendent simplement le métal un peu plus terne.