Chapitre 1:
Les métaux AU QUOTIDIEN
Quels métaux connaissez-vous ?
1/ Histoire des métaux
A/ Activité 1: histoire des métaux
Le CUIVRE
Il a une couleur orange très caractéristique. Connu depuis plus de 3000 ans avant notre ère, il a d'abord été utilisé pour fabriquer des outils et des armes. Aujourd’hui, il sert de conducteur électrique dans l’électronique par exemple.
Il est peu répandu à l'état natif ; cependant, de nombreux minerais en contiennent.
(L'écorce terrestre en contient 6 x 10-3%).
L'ARGENT
C'est un métal rare donc précieux. Sa découverte semble postérieure à celle de l'or et du cuivre : 3500 ans avant Jésus-Christ.
On l'employait comme monnaie. Aujourd’hui, il sert dans la bijouterie et la conduction électrique Il existe à l'état natif et dans des minerais. (L'écorce terrestre en contient 7,5 x 10-6 %).
Le FER
À l'état natif, il existe en très petite quantité : c'est du fer météoritique. En revanche, les minerais riches en fer sont nombreux (Bauxite). Les Hommes commencèrent à l'extraire dès 1 000 ans avant J.-C. pour concurrencer le cuivre, notamment dans la construction des outils et des armes. (L'écorce terrestre en contient 5,6%).
L'ALUMINIUM
Il est uniquement présent dans des minerais, principalement sous forme d'oxydes. Le métal pur est isolé pour la première fois en 1825. Mais son prix de revient est alors si élevé qu'on le considère comme métal précieux. Dès 1886, un procédé d'extraction beaucoup plus économique est découvert et une utilisation industrielle devient possible. (L'écorce terrestre en contient 8,2 %). L'aluminium est principalement extrait d'un minerai appelé bauxite, où il est présent sous forme d'oxyde (alumine).
Ce minerai doit son nom au village des Baux-de-Provence où il fut découvert en 1822.
Le ZINC
À l'époque romaine, on soignait les plaies et les douleurs oculaires avec un minerai à base de zinc contenant aussi du cuivre et de l'étain.
Les premières extractions de zinc à partir de minerais ont été réalisées en Chine et en Inde en 1000 après J.-C. Utilisé à l'échelle industrielle depuis le XVIIIe siècle, le zinc entre dans la composition des alliages avec le cuivre (laiton) et l'étain (bronze).
(L'écorce terrestre en contient 7 x 10-3 %).
L'OR
Ce précieux métal jaune fascine les Hommes depuis les temps les plus reculés (5000 ans avt. JC).
Au Ve millénaire avant Jésus-Christ, on en faisait déjà des bijoux et des pièces de monnaie. L'or n'existe qu'à l'état natif en très faible quantité. (L'écorce terrestre en contient 4 x 10-7 %).
1/ Quel métal existe seulement à l’état natif?
2/ Citer les métaux obtenus à partir de minerais
3/ Pourquoi le zinc et l’aluminium ne sont-il pas classés parmi les métaux
« anciens »?
4/ Quel métal a été découvert le plus récemment?
5/ Classe de la plus grande à la plus petite, la proportion de chaque métal dans la croute terrestre.
6/ Justifie l’appellation « précieux » pour l’or et l’argent:
7/ Donne un exemple d’utilisation de chaque métal.
8/ Réalise une frise chronologique où tu classeras les métaux dans l’ordre
de leur découverte par l’Homme.
1/ Quel métal existe seulement à l’état natif?
C’est l’or
2/ Citer les métaux usuels obtenus à partir de minerais.
L’argent, le cuivre, l’aluminium, le fer et le zinc.
3/ Pourquoi le zinc et l’aluminium ne sont-il pas classés parmi les métaux anciens?
Car ils n’ont été découverts que récemment et qu’ils n’existaient qu’à l’état de minerai.
4/ Quel métal a été découvert le plus récemment?
C’est l’aluminium
5/ Classe de la plus grande à la plus petite, la proportion de chaque métal dans la croute terrestre.
Or < Argent < Cuivre < Zinc < fer <Aluminium
6/ Justifie l’appellation « précieux » pour l’or et l’argent.
L’argent et l’or sont rares, d’où l’appellation « précieux ».
7/ Donne un exemple d’utilisation de chaque métal dans la vie quotidienne
8/ Complète la frise chronologique de la découverte des différents
métaux par l’Homme.
B/ Bilan
• L’or, l’argent, le cuivre et le fer : métaux anciens.
• Le zinc et l’aluminium : métaux récents.
• Les métaux existent sous différentes formes :
– A l’état natif : directement sous forme de métal.
– A l’état de minerai : en association avec d’autres
substances.
2/ Comment reconnaitre quelques métaux usuels ? A/ TP : Reconnaissance de métaux.
Elle est marron orangée.
Le cuivre marron orange
et l’or jaune.
zinc > Aluminium > cuivre > fer
(pour l’or et l’argent, difficile de tester à moins d’être riche : 40 000 €/kg pour l’or, 1000 €/kg pour l’argent).
Il n’y a que le fer.
Pour savoir s’il s’agit du bon métal, je vais
essayer de mesurer la masse avec une
balance et le volume par déplacement d’eau avec une éprouvette graduée.
25 9
2,7 g/cm 3
En regardant le tableau, on s’aperçoit donc qu’il
s’ agit d’aluminium
La plaque d’aluminium, la statuette en or.
C’est le fer
C’est le cuivre
Il y a l’argent qui noircit à l’air humide, le zinc.
Clou en fer neuf
Clou en fer laissé à l’air libre
Cuivre neuf Dôme du tout de l’opéra de
Paris couvert en cuivre
A Toulon, sur le port
Règle en aluminium neuve
Règle laissée à l’air libre
Morceau de zinc neuf
Zinc laissé à l’air libre
Bague en or
Bague laissée à l’air libre
Fourchette en argent
Fourchette laissée à l’air libre
Conclusion:
Co lle r l a fi ch e
ré ca pi tu lati ve d e co ur s
su r l e ca hi er
Métal Symbole Photo Couleu
r Corrosion Comportement magnétique
Masse de 1 cm3
T°
fusion
Aluminiu m
Al
minerai
Gris brillan
t
Ternit
(blanchâtre)
Aucun 2,7 g 660°C
Argent
Ag
natif
Gris clair
Noircit
Aucun 10,5 g 960°C
Cuivre
Cu
natif
Orang é
Vert de gris
Aucun 8,9 g 1084° C
Fer
Fe
minerai
Gris foncé
Rouille
Attiré 7,9 g 2750°
C
Or
Au
natif
Jaune
Aucune Aucun 19,3 g 2856° C
Zinc
Zn
minerai
Gris
Ternit (blanchâtre
) Aucun 7,1 g 907°C
Autres propriétés importantes
• Les métaux sont de très bons conducteurs électriques et thermiques.
• Les métaux sont recyclables
• En mélangeant plusieurs métaux à l’état
liquide et en laissant refroidir, on obtient un alliage. En jouant sur la nature et les
proportions des métaux constituant un
alliage, on améliore les propriétés physiques
et chimiques de ce dernier.
Alliages
cuivre
Zinc (< 40%)
+
laiton
Facile à mouler et à usiner
Cuivre (1%)
Zinc 95%
+ +
Aluminium (4%)
Résistant
Facile à travailler Ne s’oxyde pas.
Idéale pour le moulage
zamak
Fer (95%)
+
Carbone (< 2%)
acier
Nickel et Chrome
+ inoxydable
Grande résistance mécanique
Aluminium
+ ……
Durs, légers,
résistants à
la corrosion
De quel alliage s’agit-il ?
Voici la statue de Rouget de l’Isle
Avant réfection Après réfection
Le coin des métiers…
Bijoutier joaillier créateur
Chaudronnier
Ferronnier d’art
Plombier
http://metiers.info/information-description-me
tiers.htm
5/ Existe-t-il d’autres métaux ?
