Utilisation des métaux dans la vie quotidienne – 3ème – Cours – Physique – Chimie – Brevet des collèges
- Quels sont les métaux les plus couramment utilisés ?
- Quels sont leurs principales utilisations ?
- Les métaux les plus couramment utilisés sont le fer, le zinc, l’aluminium, le cuivre, l’argent et l’or.
Les métaux sont utilisés quotidiennement depuis très longtemps. Ils forment une famille particulière faite de points communs et de différences entre ses membres.
I. Les propriétés communes des métaux :
1. La conduction électrique : les métaux sont tous des bons conducteurs de l’électricité et ce sont quasiment les seuls matériaux solides (par exemple le graphite est un conducteur non métallique). C’est donc la meilleure méthode pour les différencier des autres matériaux. Si le matériau est conducteur, il y a de fortes chances que ce soit un métal.
2. La conduction thermique : les métaux conduisent bien la chaleur.
3. Éclat métallique : les métaux brillent tous à la lumière.
II. Différencier les métaux
1. La couleur : Tous les métaux ont l’éclat métallique mais ils ont tous des couleurs différentes. Ainsi l’or est jaune, le fer est gris, l’aluminium est gris clair, le cuivre est rouge orangé… Cependant cette différence ne suffit pas car plusieurs métaux peuvent avoir des couleurs très proches.
2. La corrosion : on parle de corrosion quand un métal est attaqué par l’air humide. La rouille du fer est la plus connue des corrosions. Si on laisse un morceau de fer à l’air libre sans protection, il va rouiller : le dioxygène de l’air humide va attaquer le métal jusqu’à sa disparition complète. Comme c’est le dioxygène qui attaque, on parle d’oxydation. D’autres métaux ne réagissent pas ainsi : l’or et l’argent, par exemple, ne s’oxyde p as et n’ont donc pas besoin d’être protégé.
D’autres métaux s’oxydent mais, à l’inverse du fer, l’attaque est stoppée en surface car elle forme une pellicule imperméable à l’air, l’oxygène ne peut plus agresser le métal (c’est le cas du cuivre et du zinc).
3. L’attraction par un aimant : seul le fer, le nickel et le cobalt (et leurs alliages) sont attirés par un aimant, les autres métaux, non. Voilà pourquoi ce principe est utilisé dans l’industrie pour séparer le fer des autres métaux.
4. La densité : tous les métaux ne sont pas aussi lourds. Par exemple, l’aluminium est un métal utilisé dans les avions car il est très léger.
III. Les principaux métaux :
1. L’or : est un métal quasiment inaltérable (il ne se dégrade pas facilement). Il est jaune brillant et assez rare, d’où sa valeur élevée pour les hommes depuis longtemps.
Propriétés : métal précieux, faible résistance mécanique, inaltérable.
Utilisation : bijouterie, électronique (ordinateurs).
2. L’argent : est lui aussi un métal précieux mais moins que l’or.
Propriétés : très bon conducteur électrique, très dense, faible résistance mécanique.
Utilisation : bijouterie, orfèvrerie, électronique, photographie.
3. Le cuivre :
Propriétés : très bon conducteur électrique, facilement malléable, utilisé dans les alliages.
Utilisation : câbles électriques, plomberie.
4. Le fer : est le métal le plus connu et le plus utilisé car son prix est assez faible. En effet, on le trouve facilement et il a des propriétés très intéressantes pour l’industrie. Malheureusement, le fer possède un défaut majeur : il s’oxyde à l’air, on doit donc le protéger (par d’autres matériaux comme la peinture) ou l’utiliser sous forme d’alliage.
Propriétés : coût faible, propriétés mécaniques, s’oxyde à l’air libre, attiré par un aimant.
Utilisation : constructions diverses.
5. Le zinc :
Propriétés : s’oxyde en surface uniquement.
Utilisation : bâtiment, voiture, galvanisation.
6. L’aluminium : L’aluminium est un métal blanc de densité 2,7. II fond à 660 °C.II résiste à la corrosion dans l’air car se recouvre d’une couche d’oxyde d’aluminium imperméable l’air
Propriétés : s’oxyde en surface uniquement, léger, bonne résistance mécanique.
Utilisation : avion, bâtiment, emballages.
IV. Métal et alliage :
• Un alliage est un mélange de métaux. Par exemple, l’acier n’est pas un métal mais un alliage car il est constitué de fer en majorité mais aussi de nickel et de chrome.
• À l’origine, on créait des alliages pour améliorer les produits. Par exemple, le fer, bien que malléable, s’oxyde à l’air. Ainsi, pour lutter contre cela, les hommes ont eu l’idée de le mélanger à d’autres métaux.
• On a ainsi créé l’acier inoxydable, composé de fer, de carbone, de nickel, de chrome, etc.
Propriétés : inoxydables, durs, résistants aux chocs.
Utilisation : très nombreuses (automobile, construction…).
Il existe d’autres alliages :
• Le laiton : Composition : cuivre, zinc, plomb. Propriétés : inoxydables. Utilisation : pièce de monnaie.
• Le bronze : Composition : cuivre, étain. Propriétés : inoxydables, durs. Utilisation : outils, armes, cloches, pièces de monnaie.
• La fonte : Composition : fer, carbone, silicium. Propriétés : très facile à couler, à mouler.
Utilisation : construction automobile, pièces de fonderie.
La masse volumique c’est quoi :
- Prenons un 1 cm3 d’aluminium et plaçons-le sur une balance. La balance affiche une masse de 2,7 grammes.
- Avec 2 cubes (2 fois plus d’aluminium), la balance affiche une masse double : 2 X 2,7 = 5,4 grammes.
- avec la masse volumique en g/cm3, la masse en grammes, et le volume en cm3.
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