zinc - chimie.

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zinc - chimie.
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PRÉSENTATION

zinc, élément chimique métallique bleuâtre, de symbole Zn et de numéro atomique 30. C'est un élément de transition.
Le zinc est employé depuis l'Antiquité sous la forme d'alliages avec le cuivre et l'étain, mais il ne fut considéré comme un élément à part entière qu'en 1746, date à laquelle le chimiste allemand Andreas Sigismund Marggraf l'isola en chauffant de la
calamine et du charbon. C'est un oligo-élément essentiel à la vie des êtres vivants (voir nutrition ; travail des sols).

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ÉTAT NATUREL

Le zinc est assez abondant dans la croûte terrestre. On ne le trouve pas à l'état libre dans la nature, mais sous forme d'oxyde de zinc (ZnO) dans la zincite, sous forme de silicate de zinc (2ZnO,SiO 2,H2O) dans l'hémimorphite, de carbonate de
zinc (ZnCO3) dans la smithsonite, d'oxyde mixte de zinc et de fer (Zn(FeO2)O2) dans la franklinite, et de sulfure de zinc (ZnS) dans la blende.

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PRÉPARATION ET PRODUCTION

Les minerais à partir desquels on prépare le zinc sont principalement la smithsonite et la blende. Il existe deux procédés d'extraction du zinc, l'extraction par voie thermique et l'extraction par voie humide, ou procédé électrolytique. Dans les deux cas,
la première étape consiste à transformer le minerai en oxyde, par grillage à haute température. Le composé obtenu contenant du soufre, on procède à une désulfuration du produit. L'oxyde final contient alors de 0,1 à 0,5 p. 100 de soufre.
L'oxyde de zinc est réduit par du carbone entre 950 et 1 300 °C. Le zinc est récupéré sous forme gazeuse, puis est condensé en liquide qui contient alors de 0,5 à 1,5 p. 100 d'impuretés (fer, arsenic, cadmium et plomb). On effectue ensuite un
raffinage par liquation dans un four à réverbère. On récupère ainsi un métal de pureté atteignant 99,99 p. 100.
L'oxyde de zinc est dissous dans l'acide sulfurique et, après élimination des impuretés, la solution de sulfate de zinc obtenue est électrolysée. Le zinc extrait par électrolyse est généralement très pur (99,95 ou 99,99 p. 100) et présente une grande
résistance à la corrosion.
En 1995, la production mondiale de minerai de zinc s'élevait à 7,2 millions de tonnes (poids de métal contenu), les principaux producteurs étant la Chine, le Canada, le Japon, les États-Unis et l'Espagne.

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PROPRIÉTÉS

Le zinc pur est un métal cristallin, insoluble dans l'eau (chaude ou froide) et soluble dans l'alcool, les acides et les bases. Il est réducteur (voir Oxydoréduction) et amphotère (il a un comportement acide ou basique selon la nature du milieu dans
lequel il se trouve). Il est extrêmement cassant aux températures ordinaires, mais devient malléable et ductile entre 100 °C et 150 °C, et peut être laminé en feuilles.
Le zinc ne réagit pas à l'air sec ; il se corrode à l'air humide, lorsque le pH est compris entre 5 et 13, en se recouvrant d'un film de carbonate basique qui le protège d'une corrosion ultérieure (phénomène de passivation). Les halogènes réagissent peu
avec le zinc à froid. En l'absence d'oxydant, le zinc est attaqué par les acides à une vitesse qui dépend de sa pureté.
La masse atomique du zinc est de 65,38 ; il fond vers 420 °C, bout vers 907 °C; sa densité est égale à 7,14.

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UTILISATIONS

Le zinc est employé soit sous forme massive, soit allié à d'autres métaux. Il est principalement utilisé comme revêtement protecteur anti-corrosion des aciers et en photogravure. On le trouve également dans les plaques des piles électriques sèches.

5.1

Alliages

Les alliages à base de zinc très pur sont d'une importance industrielle croissante. Ils sont en particulier utilisés en fonderie sous pression car on peut en effet facilement les mouler. On distingue trois grandes catégories d'alliages à base de zinc : les
Zamak, les Ilzro et les Kayem. Les Zamak -- alliages de zinc, d'aluminium, de magnésium et parfois de cuivre -- sont surtout utilisés en construction mécanique.
Le zinc sert également d'élément d'addition dans des alliages tels que les laitons et les maillechorts, alliages de cuivre et de nickel contenant éventuellement du plomb et / ou du manganèse. Ils présentent une grande aptitude à être mis en forme et
sont utilisés, entre autres, dans la fabrication des clés et de certaines pièces d'instruments de musique.

5.2

Composés

L'oxyde de zinc, appelé blanc de zinc ou blanc de neige, est une poudre blanche préparée par combustion de la vapeur de zinc. Elle est employée comme pigment dans les peintures, comme charge dans les pneus en caoutchouc, ainsi qu'en médecine
comme pommade antiseptique. Le chlorure de zinc (ZnCl2) sert à protéger le bois contre la putréfaction et est employé comme matériau pour la soudure. On trouve également le sulfure de zinc dans les applications utilisant l'électroluminescence, la
photoconductivité, la semiconductivité et dans d'autres dispositifs électroniques. Il sert aussi d'élément phosphorescent dans les revêtements fluorescents. Le sulfate de zinc (ZnSO 4) est employé dans la fabrication de la rayonne, ainsi que dans
l'industrie pharmaceutique et dans le traitement des eaux industrielles.

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