L'étain, un métal dont nous entendons rarement parler dans notre vie quotidienne, bien que nous l'utilisions fréquemment dans de nombreux domaines sous d'autres noms tels que: le bronze, le fer-blanc, la soudure....ect. Où ce métal a des propriétés physiques et chimiques distinctives, dont certaines restent mystérieuses.
-L'homme a pu obtenir de l'étain pur d'oxyde d'étain en le chauffant avec du charbon de bois dans des fours primitifs, et c'était bien avant qu'il était capable de faire fondre le fer, où la première utilisation de l'étain a eu lieu en 3500 avant JC dans une ville irakienne.
Qu'est-ce que l'étain?
L'étain est un métal solide présent dans le tableau périodique des éléments chimiques du groupe 14 et son symbole chimique: "Sn". Ce métal est extrait de la cassitérite (Oxyde d'étain métallique SnO2), où la cassitérite est la principale source d'étain.
- Propriétés physiques et chimiques:
L'étain est un métal argent dont les propriétés uniques sont sa souplesse et sa malléabilité, ainsi que sa température de fusion de faible valeur par rapport à certains autres métaux où il devient plus doux lorsque la température dépasse 200°C. Il contient également un grand nombre d'isotopes, estimé à 51, dont 8 sont stables.
— Numéro atomique: 50.
— Masse atomique: 118,7.
— Configuration électronique: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2.
— Masse volumique : 7.310 kg/m3 ;
— Etats d'oxydation : 4, 2.
— Système cristallin : tétragonal.
— Point d'ébullition : 2.603 °C.
— Point de fusion : 231,9 °C.
— Electronégativité (Pauling) : 1,96.
— Conductivité électrique : 9,17 106 S/m.
— Conductivité thermique : 66,6 W/(m/K)
L'étain est résistant à la rouille car il ne réagit pas avec l'oxygène et l'eau aux températures normales. Cependant, il réagit avec des acides concentrés, tels que l'acide chlorhydrique, pour former du chlorure d'étain:
Sn + HCl = SnCl2 + H2
Sources d'étain dans la nature:
Minérales; Source: Pixabay
La source de l'étain est un magma granitique issu du sein de la terre et riche en silice, l'étain ce combine avec les gaz très volatils répandus dans le magma même a la température ordinaire, ils forment des chlorures et des fluorures d'étain extrèmement volatils, c'est donc a l'état gazeux que l'étain fait un passage vers le sommet du massif granitique et dans les fissures des roches sédimentaires après. A cette étape l'étain s'unir a l'oxygène de l'eau et se dégage se forme d'une pierre dure et luisante (La cassitérite) qui contenant environ 78,5°/° d'étain pure, cette pierre est le principal minerai industriel de l'étain qui représente 0,001°/° de la croûte terrestre, bien qu'il existe de nombreux autres minerais contenant de l'étain tels que: romarchite SnO, toyohaite Ag2FeSn3S8, tusionite MnSn (BO3)2, vismirnovite ZnSn (OH)6, mushistonite (Cu,Zn,Fe)Sn (OH)6, rhodostannite Cu2FeSn3S8, natanite FeSn(OH)6, nordenskioldine CaSnB2O6, hydroromarchite Sn3O2(OH)2, herzenbergite SnS, varlamoffite (Sn,Fe)(O,OH)2.
Extraction de l'étain à partir de minerais:
Lorsque nous chauffons de l'oxyde d'étain avec du charbon dans un four spécial, nous obtenons de l'étain pur à 99,8%, il est ensuite versé dans des vases rectangulaires. Le carbone se combine avec l'oxygène et se dégage sous forme d'acide carbonique.
SnO2 + C --> Sn + CO2
Utilisation de l'étain dans le domaine industriel:
Pixabay
L'étain pur n'a pas d'utilité pratique parcequ'il est tendre et fragile, mais le bronze (Alliage étain-cuivre) possède des qualités inestimables.
- Le bronze:
Pixabay
Le bronze est constitués principalement de cuivre et d'étain (de 6 a 35 pour cent).
Les bronzes sont plus résistants que le cuivre et ils se caractérisent par: - Bonne conductivité électrique.
- Bonne conductivité de chaleur.
- Facilité de moulage:
Le bronze donne d'excellentes pièces moulées, forgées, ouvragées; pour cela a été utilisé dans l'ancienne industrie de l'armement, la vaisselle et les ornements. Même a l'age du fer, le bronze était important, l'homme s'en servait pour les oeuvres d'art, les monnais, les cloches, les pièce d'artillerie.
Pixabay
La galvanisation:
Pixabay
En raison de la résistance de l'étain à la rouille et de l'absence de réaction avec l'oxygène et l'eau à température normale, il est utilisé pour peindre les boîtes de conserve de certains aliments afin de protéger le fer de la corrosion et de la rouille et ainsi protéger les aliments de l'intoxication. Ce processus est effectué dans des usines basées sur le protocole d'électrolyse. Ceci est fait en utilisant un aquarium contenant une solution de chlorure d'étain:
Pixabay
Le boîtier en fer est connecté à la cathode, de sorte que les électrolytes positifs ioniques Sn2+ se déplacent vers le boîtier en fer, chaque lune gagne deux électrons et devient un atome qui se dépose à la surface du boîtier:
Sn2+(aq) + 2é========== Sn(s).
Équation de transformation des atomes d'étain en électrolytes:
Sn(s)========= Sn2+(aq) + 2é.
Chlorure d'étain:
Il est produit en faisant réagir du gaz chlorhydrique avec de l’étain chauffé et est utilisé comme réactif en chimie analytique.La brasure:
Pixabay
Le mélange étain-plomb est utilisé pour le soudage dans le domaine des circuits électriques et pour le soudage de conduites d'eau en cuivre dans les maisons.
Pixabay
Références:
L'étain : caractéristiques, propriétés et composés
Dioxyde d’étain : Synthèse, Caractérisation et Etude des
Interactions avec Différents Gaz Polluants
Étain, Wikipedia
Chlorure d'étain(II) — Wikipédia
Métallurgie et recyclage de l’étain
Histoire de la production de l'étain
Alliages de l'étain
Le bronze
Galvanisation