Les métaux : Action de l'air et combustion - 3e
Classe:
Troisième
Situation – problème :
Dans la fourrière municipale d'une ville, des élèves en excursion découvrent un amas hétéroclite de métaux à la merci des intempéries de la région.
Ils remarquent avec admiration et curiosité la différence de comportement des différents métaux identifiés face à l'air humide qui semble hostile à leur présence.
Dresser la liste des métaux et des corps métalliques que l'on peut trouver dans la fabrication d'une voiture.
Indiquer, pour chacun des métaux identifiés, comment s'est manifestée l'hostilité de cet air ?
I. Les métaux
I.1 Propriétes caractéristiques
Le métal se distingue d'un non métal par :
➭ Son éclat métallique : poli, il prend un aspect brillant.
➭ Sa plasticité : il est déformable et façonnable sans rupture.
➭ Sa conductibilité électrique : il conduit le courant électrique.
➭ Sa conductibilité thermique : il conduit la chaleur.
I.2 Corps métalliques : les alliages
Dans la vie quotidienne, on utilise rarement les métaux à l'état pur.
La plupart des objets que l'on dit métallique sont des alliages.
Un alliage résulte du mélange de plusieurs corps dont un au moins est un métal.
Les alliages améliorent les propriétés physiques et mécaniques des métaux purs principalement des métaux usuels dont l'aluminium,le cuivre, le fer, le plomb et le zinc.
N.B.
Le choix des métaux pour des usages pratiques est souvent guidé par :
➭ leurs propriétés physiques : plasticité, conductibilités thermique et électrique, fusion, densité...
➭ leurs propriétés mécaniques : dureté, tenacité, malléabilité, ductilité...
I.3 Tableau comparatif de quelques propriétés
$$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|} \hline\text{Métaux}&\text{Aspect}&\text{Symbole}&\text{Densité/eau}&\text{Température}&\text{Temérature}&\text{Conductibilité}&\text{Conductibilité}\\ & \text{ou}&\text{masse}& & \text{de fusion}& \text{d'ébulution}&\text{électrique}&\text{thermique}\\ & \text{couleurs}&\text{atomique}& & & & & \\ \hline\text{Fer}&\text{Gris}&Fe\;56\;g/mol&7.8&1530^{\circ}C&3230^{\circ}C&4&4\\ \hline\text{Zinc}&\text{Blanchâtre}&Zn\;65.3\;g/mol&7.1&420^{\circ}C&920^{\circ}C&3&3\\ \hline\text{Aluminium}&\text{Blanc}&Al\;27\;g/mol&2.7&660^{\circ}C&1800^{\circ}C&2&2\\ \hline\text{Cuivre}&\text{Rouge}&Cu\;63.5\;g/mol&8.9&1083^{\circ}C&2200^{\circ}C&1&1\\ \hline\text{Plomb}&\text{blanchâtre}&Pb\;207\;g/mol&11.3&327^{\circ}C&1700^{\circ}C&5&5\\ \hline \end{array}$$
II. Les métaux dans l'air libre
Abandonnés à l'air libre, les métaux se corrodent : ils perdent leur éclat métallique alors couvert.
On appelle corrosion, l'altération d'un métal sous l'action de certaines substances (air humide, eau de mer, solution acide ou basique...)
N.B.
Dans l’air, les facteurs de corrosion sont le dioxygène $O_2$, la vapeur d'eau $H_2O$, le dioxyde de carbone $CO_2.$
II.1 Oxydation à froid.
II.1.1 du fer
A l'air libre, le fer se recouvre d'une couche poreuse (perméable) de couleur brune appelée rouille.
Celle-ci est le résultat de l'action :
➭ du dioxygène : le dioxygène de l'air attaque le fer à froid et produit de l'oxyde ferrique
$$Fe \qquad +\qquad O2\qquad \longrightarrow\qquad Fe_2O_3$$
➭ de la vapeur d'eau : la vapeur d'eau de l'air humidifie l'oxyde ferrique formé.
Le mélange oxyde ferrique $Fe_2O_3$ et eau $H_2O$ est l'oxyde ferrique hydraté ($Fe_2O_3$ ; $H_2O$) appelé rouille.
Remarque :
La rouille étant poreuse, l'action se poursuit en profondeur. Pour empêcher cette action le fer doit être protégé en le recouvrant de peinture, de graisse, d'huile, d'autres métaux (fer galvanisé, fer blanc...).
II.1.2 de l'aluminium
L'aluminium, dans l'air libre, se recouvre d'une couche superficielle, imperméable et protectrice qui ternit son éclat métallique
Cette couche appelée alumine $Al_2O_3$ est le produit de la réaction entre l'aluminium et le dioxygène.
$$Al \qquad +\qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad Al_2O_3$$
N.B.
L'alumine dont la température de fusion est $2000^{\circ}C$ est plus réfractaire et moins fusible que l'aluminium ; il empêche l'écoulement de l'aluminium fondu liquide à $660^{\circ}C.$
Faisons brûler un fil d'aluminium dans une flamme :
A l'air libre, Le zinc, le cuivre et le plomb se recouvrent d'une couche imperméable qui protège chacun de ces métaux.
Cette couche est appelée hydrocarbonate du métal.
Ainsi on a :
➭ sur le zinc, l'hydrocarbonate de zinc $(ZnCO_{3}\ ;\ H_{2}O)$
➭ sur le cuivre, l'hydrocarbonate de cuivre $(CuCO_{3}\ ;\ H_{2}O)$
➭ sur le plomb, l'hydrocarbonate de plomb $(PbCO_{3}\ ;\ H_{2}O).$
III. Action du dioxygène à chaud sur les métaux usuels
III.1 sur le fer
Brûlons un fil de fer ou saupoudrons une flamme de fer.
On observe un jaillissement d'étincelles qui sont des grains d'oxyde magnétique incandescents.
Le fer réagit à chaud avec le dioxygène $O_2$ pour donner de l'oxyde magnétique $Fe_3O_4.$
$$Fe \qquad\ + \qquad\ O_2 \qquad \longrightarrow \qquad Fe_3O_4$$
Remarque :
La plupart des minerais de fer sont sous forme d'oxyde magnétique.
III.2 sur le zinc
La fumée blanche qui se dégage est constituée d'oxyde de zinc $ZnO $ qui est le produit de la réaction entre le zinc et le dioxygène.
$$Zn \qquad+\qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad ZnO$$
Remarque :
L'oxyde de zinc entre dans la fabrication de certains médicaments et de certaines peintures.
III.3 sur l'aluminium
Le jaillissement d'étincelles que l'on observe en projetant de la poudre d'aluminium dans une flamme est constitué de grains d'alumine incandescents.
Cet alumine est le produit de la réaction entre le dioxygène et l'aluminium.
$$Al \qquad + \qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad Al_2O_3$$
III.4 sur le cuivre
On observe :
sur la partie très chaude de la lame, on voit apparaître un oxyde noir dit oxyde cuivrique $CuO$
$$Cu \qquad+\qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad CuO$$
Sur la partie adjacente, moins chaude, apparaît un oxyde rouge appelé oxyde cuivreux $Cu_2O.$
$$Cu \qquad + \qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad Cu2O$$
A chaud, la réaction entre le cuivre et le dioxygène, donne deux oxydes suivant la température :
L'oxyde cuivrique noir $CuO$ et l'oxyde cuivreux rouge $Cu_2O.$
Source:
irempt.ucad.sn
Commentaires
Demba ba (non vérifié)
mar, 03/05/2019 - 16:26
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Demande:je veux le telechargé
Demba ba (non vérifié)
mar, 03/05/2019 - 16:26
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Demande:je veux le telechargé
Abdoulaye diallo (non vérifié)
mer, 06/05/2019 - 03:25
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Reussir
Awa seck (non vérifié)
jeu, 04/30/2020 - 17:05
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Bfem
Faye Souleymane (non vérifié)
jeu, 03/05/2020 - 09:12
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Appréciations
nawel gaye (non vérifié)
ven, 03/27/2020 - 13:41
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élèves
Anonyme (non vérifié)
ven, 03/27/2020 - 13:54
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cliquer à la fin du cours sur
Nar (non vérifié)
ven, 05/21/2021 - 00:18
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Chimie
Balla (non vérifié)
lun, 11/14/2022 - 19:40
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Appréciations
agou obou ruth aaron (non vérifié)
mer, 06/28/2023 - 23:21
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avoir le befm car mes parents ont beaucoup faire pour moi
Ly (non vérifié)
ven, 07/07/2023 - 23:41
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Important
Ly (non vérifié)
ven, 07/07/2023 - 23:41
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Important
www.association... (non vérifié)
mar, 01/30/2024 - 18:01
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