Des métaux au quotidien

Des métaux au quotidien

Cette fiche de révision a été conçue par notre professeur qui souhaite épauler aussi les candidats libres dans leur préparation du Brevet et de l'épreuve de physique-chimie. Voici donc le premier chapitre consacré aux métaux au quotidien.

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Quiz de Spé - Physique :

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Le contenu du document

Parmi les différents matériaux utilisés pour fabriquer les objets de la vie quotidienne, se distinguent les métaux.
Les métaux sont des corps purs simples formés d'un seul type d'atomes. Dans des conditions de température et de pression normales, ils se présentent toujours sous forme solide, à l'exception du mercure qui est le seul à exister à l'état liquide. Ces métaux possèdent des propriétés physiques et chimiques communes qui seront exposées dans ce chapitre.

I - Propriétés des métaux

1 - Propriétés physiques

Tous les métaux :
  • Possèdent une haute conductibilité (ou conductivité) électrique : ils laissent les charges électriques se déplacer librement, permettant le passage du courant électrique. Ce sont aussi de bons conducteurs thermiques car ils permettent de transférer aisément la chaleur.
  • Présentent une bonne résistance aux chocs et ne cassent pas. Ils se déforment uniquement sans jamais se rompre. Cette propriété s'appelle la ductilité. Lorsqu'un métal est ductile, il est aussi malléable : il se façonne, s'aplatit ou s'étend facilement.
  • Sont très résistants à la chaleur : à titre d'exemple, le fer fond à la très haute température de .
  • Réfléchissent la lumière lorsqu'ils sont à l'état pur. Cette propriété s'appelle l'éclat métallique.
Sont imperméables à l'eau.

2 - Propriétés chimiques

a) Réaction des métaux avec les acides

La plupart des métaux sont attaqués par des acides concentrés. A titre d'exemple, le fer est attaqué par l'acide chlorhydrique concentré et se transforme en ions . Un métal noble ne peut pas être attaqué par une solution acide ; c'est le cas uniquement de l'argent, de l'or et du platine.

b) Réaction des métaux avec le dioxygène (ou ) de l'air

De nombreux métaux réagissent avec le dioxygène de l'air ; ce phénomène est appelé corrosion (ou oxydation). L'humidité ou la température peuvent accélérer cette réaction d'oxydation. Après avoir réagi avec le dioxygène, les métaux oxydés ternissent et se couvrent d'une couche de corrosion. Seul l'or est inoxydable.
Pour éviter la corrosion de certains matériaux, on préfère utiliser ces derniers sous forme d'alliages. Un alliage est un mélange de un ou plusieurs métaux qui ne s'oxyde pas ou s'oxyde moins que les métaux purs. A titre d'exemple, l'acier est un alliage composé de fer, de nickel et de chrome. Le laiton, quant à lui, est constitué de zinc et de cuivre et est principalement utilisé pour la robinetterie.

II - Propriétés et utilisations des métaux les plus courants

  • L'or
  • L'argent

  • Le zinc
  • Le cuivre

  • Le fer
  • L'aluminium

Les métaux les plus fréquemment rencontrés au quotidien sont :

 

 

Les principales propriétés de ces six métaux vont être détaillées dans les paragraphes suivants. Quelques unes de leurs applications seront aussi données.

1 - Le fer

Le fer est un des métaux les plus utilisés. Il est très résistant aux chocs. C'est un des seuls métaux magnétiques (avec le nickel et le cobalt) ; il est donc attiré par un aimant. Tous les alliages ferreux (c'est-à-dire à base de fer) possèdent la même spécificité et sont donc aussi magnétiques.
Le fer s'oxyde lentement en présence du dioxygène de l'air et se couvre ainsi, avec le temps, d'un dépôt marron, la rouille. Cette dernière est très friable et perméable ; il n'est donc pas possible d'utiliser le fer à l'extérieur, par exemple pour des constructions métalliques (ponts) ou des toitures. C'est pourquoi, ce sont généralement des alliages à base de fer, comme l'acier, qui sont employés car ils se corrodent beaucoup moins. Les carrosseries, les boîtes de conserve ou encore les portails métalliques sont constitués d'alliages ferriques.

2 - Le cuivre

A l'état pur, le cuivre est un solide rouge. C'est le meilleur conducteur d'électricité, après l'argent. Le cuivre est aussi un bon conducteur thermique.
En présence de dioxygène, ce métal s'oxyde et se couvre d'un dépôt vert, appelé vert-de-gris. A la différence de la rouille, ce dépôt est imperméable et sert de couche protectrice au cuivre. Ce dernier peut donc être utilisé en extérieur, pour la construction (tuyauterie, toiture...). Le cuivre présentant une très haute conductibilité électrique, il est aussi utilisé dans la fabrication de composants électroniques. Au quotidien, les ustensiles de cuisine ou les pièces (centimes d'euros) sont également en cuivre.

3 - Le zinc

Le zinc est un métal mou, facilement déformable. Il réagit aussi avec le dioxygène de l'air et se couvre d'un dépôt de corrosion blanc. Comme pour le cuivre, ce dépôt est imperméable et protège le zinc. Ce métal est généralement employé pour la fabrication des gouttières, des toitures...

4 - L'aluminium

L'aluminium est le métal le plus utilisé, après le fer. C'est le plus léger des six métaux présentés. En présence de dioxygène, l'aluminium s'oxyde rapidement et se recouvre d'un dépôt blanc imperméable qui le protège.
Grâce à sa légèreté, l'aluminium peut être utilisé dans le domaine de l'aéronautique. L'aluminium est aussi conducteur d'électricité et entre ainsi dans la composition des fils électriques (sa conductivité est plus faible que celle du cuivre, mais l'aluminium est moins cher). Pour finir, il est malléable et ductile et peut donc facilement être usiné et moulé (fabrication d'ustensiles de cuisine, boites de conserve, gouttières...).

5 - L'argent

L'argent est un métal noble. C'est le meilleur conducteur d'électricité. Il s'oxyde à l'air rapidement et se recouvre d'une couche de corrosion noire. A cause de son prix élevé, il est peu utilisé dans la vie courante, sauf pour la fabrication de bijoux.

6 - L'or

L'or est aussi un métal noble. De plus, c'est le seul des six métaux présentés à être inoxydable. Bon conducteur d'électricité, c'est aussi un métal ductile et malléable.

III - Comment reconnaitre les métaux courants ? 

Dans de nombreux exercices, il est demandé de déterminer la nature d'un métal. Pour cela, il faut étudier sa couleur, sa densité, son comportement en présence d'un aimant et son oxydation. En classe de troisième, nous nous limiterons à la reconnaissance des six métaux présentés précédemment. Les schémas suivants résument leurs aspects et leurs propriétés.
Ce premier graphique permet de déterminer la nature d'un métal en fonction de sa couleur, son magnétisme et de sa densité.
Il est aussi possible de connaître la nature d'un métal en observant si ce dernier se corrode en présence du dioxygène de l'air.
Réponses  : 1 - d (tous les métaux et donc tous les alliages sont conducteurs d'électricité) ; 2 - b ; 3 - c (seuls l'argent, l'or et le platine sont des métaux nobles) ; 4 - c ; 5 - b ; 6 - d ; 7 - a ; 8 - a ; 9 - b ; 10 - d (c'est le meilleur conducteur d'électricité après l'argent ; dans la fabrication de circuit électronique, il est nécessaire que le courant électrique passe rapidement dans tous les composants, ce qui explique l'utilisation de l'argent, bon conducteur électrique)



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Les avis sur ce document

hugoche
5 5 0
20/20

j'aime bien cette fiche de révision elle est pratique et utile

par - le 07/01/2016
P4NDA
4 5 0
16/20

Bien expliqué !!! Cependant, le deuxième n'explique pas très bien comment faire la différence entre le zinc et l'aluminium. Mais très bien dans l'ensemble !!!

par - le 28/11/2015

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