Grand oral du bac : Sciences et Techniques LES MÉTAUX

« Les métaux carbonates et de sulfures, dont on extrait le métal.

Le fer existe également à l'état libre, notamment à proximité du Groenland.

Les météorites renferment du fer, qui est alors généra­ lement combiné au nickel.

Le fer est blanc grisâtre et a une dureté com­ prise entre 4 et 5.

Ainsi, il est mou, malléable (on peut facilement en faire des feuilles) et ductile (on peut l'étirer facilement, sans le rompre).

Il s'oxyde à l'air humide en formant de la rouille, composé brunâtre: il s'agit du phénomène de corrosion.

On peut l'éviter en recouvrant le fer d'une couche d'un métal anticorrosion par exemple.

À des températures inférieures à 790°C, le fer présente des propriétés magnétiques.

Il fond vers 1540°C et présente une grande réacti­ vité chimique: il s'associe aisément aux halo­ gènes (fluor, chlore, brome, iode et astate), au carbone, au soufre et au silicium.

L:exploitation du fer est relativement facile, que ce soit dans des mines peu profondes ou à ciel ouvert.

On obtient du fer pur par un procédé appelé électrolyse, qui consiste à faire passer un courant électrique dans le minerai métallique en Lezinc et ..,.._ le plomb sont extraits de minerais communs.

Le mélange de sulfures est chauffé à l'air pour former des oxydes.

Le soufre extrait sous forme de dioxyde est utilisé pour fabriquer de l'acide sulfurique.

Les oxydes sont mélangés avec du coke et sont ensuite réduits en vapeur de zinc qui se condense au-dessus du plomb liquide dans un fourneau.

Le zinc s'écoule alors dans des moules.

(Photo de droite).

� Dans les constructions actuelles, on utilise souvent l'aluminium, léger et résistant à la corrosion, pour les encadrements de fenêtres.

fusion, pour en récupérer le métal.

Dans les hauts fourneaux, le fer est transformé en fonte (alliage de carbone et de fer), puis en acier (alliage de carbone et de fer contenant au maximum 2% de carbone), lorsque l'on élimine les impuretés.

L:en­ semble de ces techniques constituent la sidérur­ gie.

Le fer est, de loin, le métal le plus employé dans le monde, avant l'aluminium.

Dans l'Anti­ quité, le fer servait à fabriquer des outils et des armes.

Aujourd'hui, le métal et ses composés sont employés comme pigments, comme abrasifs, ainsi qu'en médecine.

Le fer est surtout utilisé pour fabriquer des alliages, notamment une grande variété d'aciers employés comme maté­ riaux de construction.

On peut en outre consti­ tuer des aimants puissants avec du fer.

L'aluminium Bien que l'aluminium soit le métal le plus répandu à la surface de la Terre, son exploitation n'est pas toujours rentable.

En effet, très réactif, on ne le trouve jamais à l'état libre dans la nature, il est le plus souvent combiné avec d'autres élé­ ments dont on l'isole difficilement.

Ainsi, l'argile contient à peu près 25% d'aluminium (en poids), combiné avec du silicium et de l'oxygène dans des silicates (minéraux) alumineux.

Dans ce cas, l'extraction est bien trop coûteuse pour présenter un intérêt commercial.

La bauxite est le minerai dont on extrait le plus fréquemment l'aluminium; elle est riche en alu­ mine hydratée (oxyde d'aluminium combiné à de l'eau).

On trouve des gisements de bauxite dans de nombreuses régions comme l'Australie, la Jamaïque et la Guinée.

L:aluminium est obtenu par électrolyse.

Dans le procédé traditionnel, l'alumine anhydrique (c'est-à-dire sans eau), obtenue à partir de la bauxite, est dissoute dans de la cryolite en fusion (fluorure d'aluminium sodé).

Un courant élec­ trique traverse la solution et provoque la dissocia­ tion de l'alumine en oxygène et en aluminium.

L:opération s'effectue à environ 1 ooooc.

Le métal en fusion obtenu est coulé dans des moules.

Au contact de l'air, l'aluminium se corrode rapi­ dement et se couvre d'une couche d'oxyde fine et concentrés de zinc et de plomb i Depuis la préhistoire, le fer a connu A de nombreuses applications.

Le fer à cheval qui protège les sabots des chevaux, est devenu un symbole de chance dans certaines régions d'Europe.

résistante (alumine).

À l'inverse de la rouille qui se forme à la surface du fer, cette couche protège le métal contre une corrosion plus importante.

Cette protection naturelle permet de nombreuses utilisations (feuilles d'aluminium pour les ali­ ments, les ustensiles, la menuiserie comme les chambranles de fenêtres).

La densité de l'aluminium n'est que le tiers de celle de l'acier.

Il est donc souvent employé, au sein d'alliages, dans la fabrication de composants légers pour l'aéronautique.

Quoique moins bon conducteur électrique que le cuivre, l'aluminium est de plus en plus utilisé dans les câbles.

En effet, pour transporter le même courant, un câble d'alu­ minium doit certes être plus épais, mais dans la mesure où il est plus léger, il nécessite l'instal­ lation d'une quantité moindre de pylônes ce qui coûte à terme moins cher que le cuivre.

L:alumi­ nium est également utilisé en couche sur le verre pour la fabrication de miroirs, et en peinture, où il sert souvent à protéger d'autres métaux.

Le cuivre Le cuivre fut le premier métal à être utilisé.

On le trouve en petite quantité à l'état natif (pur ou dégagement de .

dioxyde de soufre t. »