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Les métaux les plus utilisés sont : le fer, le zinc, le cuivre, l’aluminium et le plomb. On les appelle les métaux usuels.
I. Propriétés physiques des métaux usuels
Les propriétés caractéristiques sont : la masse volumique, la température de fusion, l’aspect (couleur), la conductibilité électrique et thermique.
II. Propriétés chimiques des métaux usuels
1. Oxydation des métaux usuels :
Oxydation à froid :
Oxydation à froid du fer :
Exposé à l’air humide, le fer s’altère et se recouvre d’une couche rougeâtre appelée rouille dont le constituant essentiel est l’oxyde ferrique $\bf \rm (Fe_2O_3)$. La formation de la rouille se traduit par l’équation :
$\color{orangered} {\rm 4Fe +3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3}$
Oxydation à froid de l’aluminium :
Un morceau d’aluminium laissé à l’air humide ternit, se recouvre d’une couche blanche protectrice appelée alumine $\bf \rm (Al_2O_3)$. L’équation bilan est :
$\color{orangered} {\rm 4Al +3O_2 →2Al_2O_3}$
Oxydation à froid du cuivre, du zinc et du plomb :
L’oxydation à froid du cuivre, du zinc et du plomb donnent respectivement une couche protectrice imperméable d’hydrocarbonates de cuivre, de zinc et de plomb qui recouvre le métal.
Remarque : l’hydrocarbonate de cuivre est aussi appelé le vert de gris.
Oxydation à chaud :
Oxydation à chaud du fer
Versons de la poudre de fer sur la flamme d’un brûleur, il se forme de l’oxyde magnétique $\bf (Fe_3O_4)$. L’équation bilan est :
$\color{orangered} {\rm 3Fe +2O_2 \rightarrow Fe_3O_4}$
Oxydation à chaud de l’aluminium :
Versons de la poudre d’aluminium sur la flamme d’un brûleur, il se forme de l’alumine $\bf (Al_2O_3)$. L’équation-bilan de la réaction est :
$\color{orangered} {\rm 4Al +3O_2 →2Al_2O_3}$
Oxydation à chaud du zinc :
Versons de la grenaille de zinc sur la flamme d’un brûleur, il se forme de l’oxyde de zinc appelé aussi le blanc de zinc $\bf (ZnO)$. L’équation-bilan de la réaction est :
$\color{orangered} {\rm 2Zn +O_2 \rightarrow 2ZnO}$
Oxydation à chaud du plomb :
À 327 °C, le plomb fond, le dioxygène de l’air réagit avec le plomb et donne une couche jaune d’oxyde de plomb ou le massicot $\bf (PbO)$. L'équation bilan de la réaction est :
$\color{orangered} {\rm 2Pb +O_2 \rightarrow 2PbO}$
À la température de 450 °C, le massicot $\rm (PbO)$ réagit avec le dioxygène de l’air pour donner un autre oxyde appelé le minium $\bf (Pb_3O_4)$. L’équation bilan de la réaction est :
$\color{orangered} {\rm 6PbO +O_2 \rightarrow 2Pb_3O_4}$
L’oxydation à chaud du plomb peut donner directement le minium sans pour autant passer par le massicot. L’équation bilan de la réaction est :
$\color{orangered} {\rm 3Pb +2O_2 \rightarrow 2Pb_3O_4}$
L’oxydation à chaud du cuivre :
Chauffons une lame de cuivre à la flamme d’un bec à gaz.
La partie chaude s’est couverte d’un oxyde noir appelé oxyde cuivrique $\bf (CuO)$. L’équation bilan de la réaction est :
$\color{orangered} {\rm 2Cu +O_2 \rightarrow 2CuO}$
Sur la partie moins chaude apparaît un oxyde rouge appelé oxyde cuivreux $\bf (Cu_2O)$. L’équation bilan de la réaction est :
$\color{orangered} {\rm 4Cu +O_2 \rightarrow 2Cu_2O}$
