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| Oxydation |
Oxydation
ja:酸化 simple:Oxidation
Dans le langage courant, l' oxydation est la réaction chimique dans laquelle un composé se combine avec un ou plusieurs atomes d'oxygène. Comme par exemple l'oxydation du fer qui produit la rouille (hématite) :
:4Fe + 3O2 → 2 Fe2O3.
D'une façon plus générale, en chimie, l'oxydation est la réaction dans laquelle un corps perd un ou plusieurs électrons.
:Fe2+ → Fe3+ + e-
Ce don d'électrons ne se produit que s'il existe un corps susceptible de les accepter
Le phénomène inverse ( acceptation des électrons ) est appelé la réduction.
En fait, l'oxydation d'un corps s'accompagne toujours de la réduction d'un autre (les électrons ne peuvent pas se balader tous seuls et sont nécessairement captés), on parle d'une réaction d'oxydo-réduction. L'oxydation est une demi-réaction de l'oxydo-réduction, et la réduction est l'autre demi-réaction.
Les réactifs capables de recevoir un ou plusieurs électrons et qui sont donc capables de participer à une réaction d'oxydation sont appelés OXYDANTS.
Les réactifs capables de donner un ou plusieurs électrons sont appelés "RÉDUCTEURS".
Dans une réaction redox ( abbréviation commune pour dire réaction d'oxydo-réduction ), le corps réducteur qui donne ses électrons voit son DEGRÉ d'OXYDATION augmenter , et le corps oxydant qui accepte les électrons voit son degré d'oxydation diminuer :
Dans le cas le plus simple , celui des éléments, ce DEGRÉ d'OXYDATION est tout simplement la charge électrique des ions formés à partir de l'élément :
dans les deux exemples précédents, le fer a été présenté sous ses 3 formes d'oxydation usuelles :
Fe de DEGRÉ O , Fe2+ de DEGRÉ II , Fe3+ de DEGRÉ III ( conventionnellement cela est noté en chiffres romains).
L'oxygène a essentiellement deux DEGRÉs d'oxydation : le dioxygène O2 de DEGRÉ O et l'anion oxygène-réduit O2- de DEGRÉ d'oxydation -II .
Si l'on reprend l'exemple de la formation de la rouille, les deux demi-réactions s'écrivent :
Fe → Fe3+ + 3e- ;
O2 + 4 e- → 2 O2-
Équilibrer la réaction redox , c'est combiner LINÉAIREMENT ces 2 demi-réactions de manière que le nombre d'électrons donnés soit exactement le nombre d'électrons acceptés : on dit que la réacton redox est un échange STRICT d'électrons (THERMODYNAMIQUEMENT favorable). Dans le cas présent , il s'agit donc de trouver le ppcm de 3 et de 4 soit 12 , de manière à avoir un bilan d'échange strict : il FAUT donc combiner 4 fois la première demi-réaction ( le fer va fournir 12 électrons) avec 3 fois la seconde demi-réaction ( le dioxygène va accepter 12 électrons) , soit :
4Fe + 3O2 → 4 Fe3+ + 6 O2-
Ceci constitue l'ÉCHANGE d'électrons qui constitue le phénomène redox.
Ensuite , il ne se produit plus qu'une attraction électroSTATIQUE : les charges plus et les charges moins s'attirent et se disposent de manière à former un cristal ionique NEUTRE :
4 Fe3+ + 6 O2- = 2 Fe2O3
CE QUI N'EST PAS UNE RÉACTION CHIMIQUE mais une simple réécriture correspondant à l'attraction STATIQUE dans le cristal ionique appelé hématite.
Dans la nature où l'atmosphère est oxydante ( l'air contient beaucoup de dioxygène, environ 20%) , on trouve donc de l'hématite comme MINERAI : la métallurgie du fer caractérise l'Âge du Fer , cette date à partir de laquelle l'Homo Sapiens Sapiens a su ( sans bien comprendre , bien sûr) effectuer , a contrario la réduction de l'hématite en fer , c'est à dire le passage de Fe III à Fe (donc une réduction) gràce à un corps susceptible de donner des électrons très facilement, c'est le monoxyde de carbone CO , à la chaleur des hauts-fourneaux, qui va s'oxyder (demi-réaction) en dioxyde ce carbone CO2, tout en réduisant (l'autre demi-réaction) l'hématite à l'état de fer Fe.
Enfin , l'eau est omniprésente dans notre biosphère, et elle dissout l'oxygène: la corrosion humide du fer en rouille est particulièrement rapide. L'industrie ne cesse de chercher des produits anti-corrosion pour éviter ou retarder cette nocivité.
Un bon moyen mnémotechnique : un oxydant comme l'oxygène est comme un moustique, comme un shadok qui POMPE, qui suce , qui avale, qui "slurpe" les électrons : un oxydant est un slurpeur d'électrons : il les prend aux corps qu'il va donc oxyder ( ces corps qui se font piquer leurs électrons s'appellent des réducteurs); les corps issus du vivant (bois, papier, peau, viande , beurre ...)sont plutôt réducteurs et donc sont sensibles à l'omniprésence de l'oxygène de l'air : ils s'oxydent, i.e se font pomper leurs électrons.
Dernière remarque: O2- en mileu humide capte immédiatement une molécule d'eau , on préfère l'écrire comme 2 OH2- , ceci est une affaire de convention.
Rappelons enfin qu'en chimie l'essentiel des réactions consiste en cet échange d'électrons. L'autre grande classe de réactions est celle des réactions avec échange de protons , dite réaction acido-basique
Voir aussi
- Combustion
- Combustible
- Comburant
- Corrosion
- Feu
- Coupellation
catégorie:électrochimie catégorie:réaction chimique catégorie:oxydoréductase
Réaction
Chimie
Réaction chimique
Mécanique
Réaction mécanique
Physique
réaction nucléaire
force de réaction, correspondant à une action selon la troisième loi de Newton
Psychologie
ramesess penda
Politique
- réaction (politique) : ultra-conservateurs, "réacs".
Oxygène
L'oxygène est un élément chimique, de symbole O et de numéro atomique 8.
Le mot est formé du grec oxys (acide) et gennan (engendrer).
Dans des conditions normales de température et de pression, l'oxygène est un gaz.
Dans l'atmosphère, les atomes d'oxygène sont le plus souvent sous la forme de molécules diatomiques de dioxygène, de formule chimique O2.
La molécule de trioxygène (ozone) se retrouve dans les hautes couches de l'atmosphère où elle contribue à la filtration des radiations qui frappent la Terre. Depuis quelques décennies, l'ozone se retrouve aussi dans l'air au niveau du sol, par décomposition lors de journées chaudes des oxydes d'azote émis par l'activité humaine (transports, chauffage, industrie, etc.) sous l'effet des rayons solaires ultra-violets. Cette molécule est très oxydante, libérant lors de sa décomposition un monoatome d'oxygène qui réagit très facilement avec toute molécule réductrice présente.
Le dioxygène représente 21% de l'air (en volume). Il est indispensable au cycle de la vie : les végétaux dégagent du dioxygène par photosynthèse alors que la respiration des animaux et des plantes en consomme. De plus, l'oxygène est un composant essentiel des molécules qui se retrouvent dans tout être vivant: acides aminés, sucres, etc.
L'oxygène fut découvert par le pharmacien suédois Carl Wilhelm Scheele en 1771, mais cette découverte ne fut pas reconnue immédiatement, et la découverte indépendante par Joseph Priestley est plus connue. Antoine Laurent Lavoisier l'a nommé en 1774.
L'oxygène représente environ 87% de la masse des océans (sous la forme d'eau H2O), 59% de la croûte terrestre et 21% (en volume) de l'atmosphère (sous la forme d'O2, dioxygène, ou O3, ozone).
À cause de son électronégativité, l'oxygène établit facilement des liaisons chimiques avec de nombreux autres éléments (ce qui est à l'origine de la définition initiale du terme oxydation).
Des exemples célèbres sont le dioxyde de carbone (CO2), les alcools (R-OH) et les acides carboxyliques (R-COOH).
Utilisation de l'oxygène 18
L'isotope 18O est utilisé pour connaître la température dans une région à un moment donné.
Il faut savoir que l'eau (H2O) se forme à partir de certains isotopes selon la température de l'atmosphère. En effet, l'atome 18O étant plus lourd que l'atome 16O, H218O va se condenser plus rapidement en eau ou en glace que le H216O (dans le nuage).
Plus le rapport H218O / H216O est grand, plus la température était basse.
Les scientifiques peuvent connaître le rapport H218O / H216O en étudiant les glaces (principalement en Arctique et en Antarctique à l'aide de carottes de glace, la température en est ainsi déduite.
Ce procédé est très utile pour confirmer ou infirmer une théorie sur les changements climatiques naturels terrestres comme les paramètres de Milanković.
Voir aussi
- dioxygène
- combustion
- oxydation
- tableau périodique des éléments
Isotopes de l'oxygène
Voir aussi
Catégorie:Élément chimique
als:Sauerstoff
ja:酸素
ko:산소
ms:Oksigen
simple:Oxygen
th:ออกซิเจน
Chimie als:Chemie ko:화학 ms:Kimia ja:化学 simple:Chemistry th:เคมี
zh:化学
La chimie est la science qui étudie la composition et les réactions de la matière.
Il n'existe pas de frontière clairement définie entre la physique et la chimie, mais, sont considérés généralement comme relevant de la chimie, les phénomènes provoqués par les réactions entre les constituants de la matière et entraînant une modification des liaisons entre les atomes. Selon la nature de ces liaisons, ces phénomènes impliquent entre les atomes des échanges ou mises en commun d'électrons, ou bien des forces électrostatiques.
Les niveaux d'énergie mis en œuvre dans les phénomènes chimiques font que seuls les électrons périphériques sont concernés.
Au-delà, on entre dans la physique des plasmas, voire dans la physique nucléaire avec l'implication du noyau atomique.
Aux échelles inférieures à celle de l'atome, l'étude des particules élémentaires et de leurs interactions relève de la physique des particules.
Les principales disciplines de la chimie sont :
- la chimie physique (ou chimie générale), dont l'objet est l'étude des lois physiques des systèmes et procédés chimiques ; ses principaux domaines d'étude comprennent : la thermochimie, la cinétique chimique (ou mécanique chimique), l'électrochimie, la radiochimie ;
- la chimie analytique, dont l'objet est l'analyse des matériaux afin de déterminer et comprendre leur composition chimique et leur structure ;
- la chimie organique, concernant la description et l'étude du carbone et des composés organiques ;
- la chimie minérale, concernant la description et l'étude des éléments chimiques et des composés inorganiques.
Histoire
voir l'article détaillé : Histoire de la chimie
Voir aussi les articles alchimie et découverte des éléments chimiques, ainsi que les biographies des savants français et étrangers répertoriés dans les articles : catégorie : chimiste ou chimistes célèbres.
Concepts de base
acide - adsorption - alliage - ampholyte - atome - base (chimie) - catalyseur - céramique - composé chimique - corrosion - degré d'oxydation - dilution - équation chimique - électronégativité - hydrolyse - ion - isotopes - métal - molécule - oxydant - oxydo-réduction - pH - polymère - réaction chimique - réducteur - tampon
Chimie et littérature
- Le Système périodique de Primo Levi comporte vingt-et-un chapitres dont les titres correspondent à un élément du tableau de Mendéléev, relatant la vie professionnelle de l'écrivain, des anecdotes autobiographiques ou de courtes nouvelles sur le thème de la chimie.
Voir aussi
- Biochimie
- Chimie douce
- Chimie supramoléculaire
- Génie chimique
- Géochimie
- Liste de composés chimiques
- Liste des produits chimiques
- Minéralogie
- Nomenclature chimique
- Pétrochimie
- Prix Nobel de chimie
- Représentation des molécules
- Science des matériaux
Liens externes
- [http://www.futura-sciences.com/sinformer/n/matiere.php Actualités Chimie, sur le site Futura-Sciences.com]
- [http://www.cnrs.fr/diffusion/phototheque/chimieaulycee/ La chimie au lycée, sur le site du CNRS]
- [http://www.sfc.fr/ Société Française de Chimie] (SFC)
- [http://scienceworld.wolfram.com/chemistry/ Eric Weisstein's world of chemistry]
-
Catégorie:Sciences
Électron
L'électron est une particule élémentaire portant une charge électrique fondamentale négative égale à -1,6 × 10-19 coulomb La masse d'un électron est d'environ 9,11 × 10-31 kg, ce qui correspond à environ 1/1 800 de la masse d'un proton. L'électron fait partie de la famille des leptons(fermion), et est de ce fait considéré, en l'état actuel des connaissances, comme étant une particule fondamentale (c'est-à-dire qu'il ne peut pas être brisé en de plus petites particules).
lepton d'hydrogène montrées en sections transversales avec un code des couleurs représentant la probabilité de densité]]
Le volume occupé par cette particule est extrêmement petit. Quelle que soit son éventuelle forme, si ce mot a encore un sens pour ce genre d'objet, sa largeur est en tous les cas inférieure à 10-18 mètre, soit un millionnième de millionnième de millionnième de mètre.
Les atomes sont constitués d'un noyau atomique (lui-même constitué de nucléons: les protons et les neutrons) entouré par un nuage électronique.
L'électron est un fermion : il possède ainsi un spin 1/2 et suit la statistique de Fermi-Dirac.
L'anti-particule associée à l'électron est le positron (ou positon).
C'est en bougeant des électrons que l'on fait:
- un courant
- un champ magnétique
- de la lumière
- des rayons X
- marcher toute l'électronique actuelle
- de la microscopie électronique ou à effet tunnel
- de la chimie, des particules élémentaires, de l'énergie,de la photosynthèse, de la biologie,ou de l'électrodynamique quantique relativiste!
- fonctionner des ordinateurs ou notre cerveau!
C'est pour cela que l'électron est l'en tête de l'électromagnétisme
Électricité
L'électricité, ou courant électrique, est définie par un flux net d'électrons, d'ions ou de trous d'électrons (défauts ponctuels des cristaux) ; dans le cas d'un flux d'électrons, ceux-ci sont libérés des noyaux des atomes. Par analogie, on peut comparer le courant électrique au déplacement de moutons (électrons) dans une direction alors que le berger (noyau atomique) reste immobile.
Le courant électrique peut être mesuré directement à l'aide d'un galvanomètre (ampèremètre ultra-sensible).
Contrairement à ce que semble indiquer son nom, lélectricité statique ne correspond pas du tout à un flux d'électrons. Le terme charge statique, mieux approprié, se réfère à un corps possédant plus, ou moins, d'électrons que ce qui est nécessaire pour contrebalancer la charge positive des protons. On dit que le corps considéré est chargé négativement si l'on est en présence d'un excès d'électrons. Dans le cas contraire, le corps est dit chargé positivement. Enfin, si le nombre d'électrons est égal au nombre de protons, le corps est dit électriquement neutre.
La charge électrique peut être directement mesurée à l'aide d'un électromètre.
Dualité onde particule
Comme toutes les particules élémentaires, l'électron est sujet à la dualité onde-particule. Il se comporte tantôt comme une onde, tantôt comme une particule.
Dans le tube cathodique d'une télévision, par exemple, l'électron se comporte comme un particule (il a une trajectoire, contrôlée par un champs magnétique, et entre en collision avec l'écran).
Lorsqu'il est dans un atome, l'électron se comporte comme une onde stationnaire. La forme des ondes stationnaires des électrons périphériques d'un atome détermine les liaisons possibles que cet atome peut avoir dans une molécule.
Le comportement ondulatoire de l'électron s'applique aussi à échelle macroscopique, comme dans l'expérience des fentes de Young. Dans cette expérience, l'électron se déplace sur une distance de l'ordre du mètre, et entre en collision avec un écran. Mais il n'a pas eu de trajectoire entre son point de départ et l'arrivée. Sur le trajet, il s'est comporté comme une onde. Ce phénomène, admis pour la lumière, est beaucoup plus intriguant quand il s'applique à des particules de masse non nulle, comme l'électron.
Histoire
L'électron fut découvert en 1897 par J. J. Thomson au laboratoire Cavendish de l'université de Cambridge alors qu'il étudiait les rayons cathodiques.
Voir aussi : Historique des modèles de l'atome
Détails techniques
En mécanique quantique ou plus exactement en électrodynamique quantique, l'électron est décrit par l'équation de Dirac.
Dans le modèle standard de la physique des particules, il forme un doublet SU(2) avec le neutrino électronique avec lequel il interagit par l'intermédiaire de l'interaction faible.
L'électron possède deux partenaires de même charge mais plus massifs : le muon et le tauon.
Voir aussi
- Électron Auger
- Effet photoélectrique
- Photoélectron
- Électron excité
- Particule bêta
- Mobilité de l'électron
Electron Electron
ja:電子
ko:전자
simple:Electron
th:อิเล็กตรอน
Réduction
Mathématiques
Une réduction est l'action de réduire une chose.
Il s'agit de l'application d'une homothétie, comme une réduction faite par une photocopieuse.
Électrochimie
Une réduction est une réaction chimique au cours de laquelle un ou plusieurs atomes d'une molécule ou d'un ion gagne des électrons. Par exemple, la réduction du dioxygène s'écrit :
:O2 + 4e- = 2O2-
Les électrons gagnés proviennent nécessairement d'un autre composé, la réduction est donc toujours associée à une oxydation. On parle donc d'une réaction d'oxydo-réduction.
La réduction est une demi-réaction d'oxydo-réduction.
Un réactif capable de donner un ou plusieurs électron(s) peut participer à une réaction de réduction et est donc appelé réducteur.
Inversement, un ion capable de gagner un ou plusieurs électron(s) peut aussi participer à une réaction de réduction et est appelé oxydant.
Concrètement, l'oxydant est la plupart du temps une solution ionique et le réducteur un métal.
Histoire
Les communautés d'indiens guarani organisées sous la tutelle des Jésuites étaient appelées réductions (reducoes)
catégorie:mathématiques catégorie:électrochimie catégorie:Histoire du catholicisme en Amérique et Océanie catégorie:réaction chimique
RéactifLors d'une réaction chimique, un réactif est une espèce, présente dans le système réactionnel, qui a tendance à disparaître au cours du temps pour donner les produits finals de la réaction. En d'autres termes, lorsque la réaction atteint son état d'équivalence ou d'équilibre, les réactifs sont présents dans une quantité moins importante qu'au début de la réaction.
En chimie analytique, on appelle également réactif un composé qui réagit de façon caractéristique en présence d'une autre espèce et permet d'en attester la présence, voire d'en évaluer ou même mesurer la quantité.
Catégorie:réaction chimique
RéactifLors d'une réaction chimique, un réactif est une espèce, présente dans le système réactionnel, qui a tendance à disparaître au cours du temps pour donner les produits finals de la réaction. En d'autres termes, lorsque la réaction atteint son état d'équivalence ou d'équilibre, les réactifs sont présents dans une quantité moins importante qu'au début de la réaction.
En chimie analytique, on appelle également réactif un composé qui réagit de façon caractéristique en présence d'une autre espèce et permet d'en attester la présence, voire d'en évaluer ou même mesurer la quantité.
Catégorie:réaction chimique
Corrosion
Généralités
La corrosion désigne l'altération d'un objet manufacturé par l'environnement. Il faut en exclure les effets purement mécaniques (cela ne concerne pas, par exemple, la rupture sous l'effet de chocs) mais la corrosion intervient dans certaines formes d'usure des surfaces dont les causes sont à la fois physicochimiques et mécaniques.
Les exemples les plus connus sont les altérations chimiques des métaux dans l'eau (avec ou sans oygène), telles la rouille du fer et de l'acier ou la formation de vert-de-gris sur le cuivre et ses alliages (bronze, laiton). Cependant, la corrosion est un domaine bien plus vaste qui touche toutes sortes de matériaux (métaux, céramiques, polymères) dans des environnements variables (milieu aqueux, atmosphère, hautes températures).
L'étude des phénomènes de corrosion est un domaine de la science des matériaux, qui comporte à la fois des notions de chimie et de physique (physico-chimie). La corrosion est un problème industriel important car à l'origine d'accidents (rupture d'une pièce). Par ailleurs, il représente un coût important (on estime que chaque seconde, 5 tonnes d'acier sont perdues dans le monde, soit un coût de 2% du produit brut mondial).
Corrosion des métaux
La corrosion des métaux est un phénomène naturel. En effet, à quelques rares exceptions près (l'or et plus généralement tous les métaux de la famille du platine que l'on trouve à l'état natif naturellement, fer de provenance météoritique), le métal est présent sur Terre sous forme d'oxyde, dans les minerais (bauxite pour l'aluminium, hématite pour le fer). Depuis la préhistoire, le travail de métallurgie a consisté à réduire ces oxydes dans des bas-fourneaux puis des hauts-fourneaux pour fabriquer le métal. La corrosion n'est qu'un retour à l'état d'oxyde naturel.
La corrosion des métaux est dans la grande majorité des cas une réaction électrochimique (une oxydo-réduction) qui fait intervenir la pièce manufacturée et l'environnement.
Le matériau dont est fait la pièce n'est pas le seul facteur conditionnant la vitesse du processus d'oxydation, puisque la forme de la pièce et les traitements subis (mise en forme, soudure, vissage) jouent un rôle primordial. Ainsi, un assemblage de deux métaux différents (par exemple deux nuances d'acier, ou le même acier traité différemment) peut créer une corrosion accélérée ; on voit d'ailleurs souvent des traces de rouille au niveau des écrous. Si la pièce présente un interstice (par exemple entre deux plaques), cela pourra former un milieu confiné qui évoluera différemment du reste de la pièce et donc pourra aboutir à une corrosion locale accélérée. Toute hétérogénéité peut conduire à une corrosion locale accélérée, comme par exemple aux cordons de soudure.
Approche de la protection contre la corrosion
La corrosion est donc un phénomène qui dépend du matériau utilisé, de la conception de la pièce (forme, traitement, assemblage) et de l'environnement. le processus de corrosion peut également être ralenti en agissant sur la réaction chimique en elle-même.
Choix du matériau
La première idée est de choisir un matériau qui ne se corrode pas dans l'environnement considéré.
On peut utiliser des aciers inoxydables, des aluminiums, des céramiques, des polymères (plastiques)...
Le choix doit aussi prendre en compte les contraintes de l'application (masse de la pièce, résistance à la déformation, à la chaleur, capacité à conduire l'électricité…). Dans l'absolu, il n'existe pas de matériau réellement inoxydable.
Le terme d'«acier inoxydable» est impropre pour deux raisons : ce type d'acier contient des éléments d'alliage (chrome, nickel) qui s'oxydent (c'est cette couche d'oxyde qui protège l'acier), et d'autre part, il n'est protégé que pour certains types d'environnement, et sera corrodé dans d'autres environnements.
Il existe de multiples nuances d'aciers dits «inoxydables» désignés par des noms «304», «304L», «316N», etc. qui correspondent à des compositions et à des traitement différents. Chaque acier correspond à certains types d'environnements, son utilisation dans d'autres environnements sera catastrophique.
Conception de la pièce
Dans la conception, il faut s'attacher à éviter les zones de confinement, les contacts entre matériaux différents et les hétérogénéités en général.
Il faut aussi prévoir l'importance de la corrosion, et le temps au bout duquel il faudra changer la pièce (maintenance préventive).
Maîtrise de l'environnement
Dans un environnement fermé (par exemple un circuit fermé d'eau), il devient possible de maîtriser les paramètres ayant une influence sur la corrosion : composition chimique (notamment acidité), température, pression... Il existe également des produits dits « inhibiteurs de corrosion ».
Ce type de solutions est inapplicable en milieu ouvert (atmosphère, mer, bassin en contact avec le milieu naturel, circuit ouvert).
Empêcher la réaction chimique
Il existe deux moyens d'empêcher la réaction chimique d'avoir lieu.
On peut tout d'abord isoler la pièce de l'environnement (par une couche de peinture, de matière plastique, ou par un traitement de surface : nitruration, chromatation, projection plasma).
Il est aussi possible d'introduire une autre pièce pour perturber la réaction (principe de l'« anode sacrificielle »). Cette nouvelle pièce (souvent en zinc) va se corroder à la place de la pièce à protéger, puisque la réaction chimique entre l'environnement et la pièce sacrifiée
empêche la réaction entre l'environnement et la pièce utile. En milieu aqueux il suffit de visser l'anode sacrificielle sur la pièce à protéger. À l'air, il faut entièrement recouvrir la pièce, c'est le principe de la galvanisation.
Le chromage a été complètement abandonné. En effet, le chrome en lui-même ne se corrodait pas, donc protégeait la pièce, mais la moindre rayure était catastrophique car la pièce jouait alors le rôle d'anode sacrificielle pour le chrome et se corrodait très rapidement. Les peintures anti-corrosion au plomb (minium) ont été également abandonnées en raison de leur impact sur l'environnement.
Notes
- attention à ne pas confondre le chromage, un dépôt de chrome, la chromatation, qui est la formation d'une couche de métal combiné à des ions chrome VI, et la chromisation, parfois appelée cémentation au chrome, qui est une diffusion d'atomes de chrome dans les couches superficielles d'un acier
Voir aussi
- acier inoxydable
- Revêtement
- Protection cathodique
Bibliographie
- [ASM96] : Corrosion 5è éd., vol. 13 de ASM Handbook, éd. ASM International (American Society for Materials), 1996
- [Ben62] : L'Oxydation des métaux, J. Bénard et coll., éd. Gauthier-Villars, 1962
- [Kof88] : High Temperature Corrosion, P. Kofstad, éd. Elsevier, 1988
- [Lan93] : Corrosion et chimie de surfaces des métaux, D. Landolt, vol. 12 de Traité des matériaux, éd. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, 1993
- [Now92] : Diffusion in Solids and High Temperature Oxidation of Metals, éditeur J. Nowotny, éd. Trans Tech Publications, 1992
- [Phi98] : Métallurgie : du minerai au matériau, J. Philibert et coll., éd. Masson, 1998
Catégorie:corrosion
ct:Corrosió
als:Korrosion
ja:腐食
CombustibleUn combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans une réaction chimique générant de la chaleur : la combustion.
La plupart des matériaux d'origine organique sont des combustibles. Par exemple, le bois, le charbon, le pétrole sont des combustibles.
On parle aussi de combustible fossile pour désigner les matières utilisées pour produire de l'énergie par fission dans les centrales nucléaires.
Voir aussi
Articles connexes
- Feu
- Combustion
- Triangle du feu
Catégorie:Énergie
ja:燃料
ko:연료
simple:Fuel
ComburantUn comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un combustible. Le principal comburant est le dioxygène de l'air.
Dans un feu, le dioxygène de l'air se mélange spontanément au combustible et la température de la flamme permet l'auto-entretien de la combustion. Dans une combustion contrôlée, le comburant peut être pris dans le milieu ambiant (prise d'air d'un moteur à explosion qui amène le dioxygène de l'air dans la chambre de combustion). Dans certains cas, lorsque le milieu ambiant ne contient pas assez de comburant pour que la réaction chimique perdure, on le stocke dans un réservoir et on le distribue en même temps que le carburant qui sert de combustible. C'est le cas notamment dans l'espace où les moteurs à réaction sont alimentés à la fois en carburant (souvent du dihydrogène) et en comburant (du dioxygène).
Voir aussi
Articles connexes
- Feu
- Combustion
- Triangle du feu
Catégorie:Énergie
Corrosion
Généralités
La corrosion désigne l'altération d'un objet manufacturé par l'environnement. Il faut en exclure les effets purement mécaniques (cela ne concerne pas, par exemple, la rupture sous l'effet de chocs) mais la corrosion intervient dans certaines formes d'usure des surfaces dont les causes sont à la fois physicochimiques et mécaniques.
Les exemples les plus connus sont les altérations chimiques des métaux dans l'eau (avec ou sans oygène), telles la rouille du fer et de l'acier ou la formation de vert-de-gris sur le cuivre et ses alliages (bronze, laiton). Cependant, la corrosion est un domaine bien plus vaste qui touche toutes sortes de matériaux (métaux, céramiques, polymères) dans des environnements variables (milieu aqueux, atmosphère, hautes températures).
L'étude des phénomènes de corrosion est un domaine de la science des matériaux, qui comporte à la fois des notions de chimie et de physique (physico-chimie). La corrosion est un problème industriel important car à l'origine d'accidents (rupture d'une pièce). Par ailleurs, il représente un coût important (on estime que chaque seconde, 5 tonnes d'acier sont perdues dans le monde, soit un coût de 2% du produit brut mondial).
Corrosion des métaux
La corrosion des métaux est un phénomène naturel. En effet, à quelques rares exceptions près (l'or et plus généralement tous les métaux de la famille du platine que l'on trouve à l'état natif naturellement, fer de provenance météoritique), le métal est présent sur Terre sous forme d'oxyde, dans les minerais (bauxite pour l'aluminium, hématite pour le fer). Depuis la préhistoire, le travail de métallurgie a consisté à réduire ces oxydes dans des bas-fourneaux puis des hauts-fourneaux pour fabriquer le métal. La corrosion n'est qu'un retour à l'état d'oxyde naturel.
La corrosion des métaux est dans la grande majorité des cas une réaction électrochimique (une oxydo-réduction) qui fait intervenir la pièce manufacturée et l'environnement.
Le matériau dont est fait la pièce n'est pas le seul facteur conditionnant la vitesse du processus d'oxydation, puisque la forme de la pièce et les traitements subis (mise en forme, soudure, vissage) jouent un rôle primordial. Ainsi, un assemblage de deux métaux différents (par exemple deux nuances d'acier, ou le même acier traité différemment) peut créer une corrosion accélérée ; on voit d'ailleurs souvent des traces de rouille au niveau des écrous. Si la pièce présente un interstice (par exemple entre deux plaques), cela pourra former un milieu confiné qui évoluera différemment du reste de la pièce et donc pourra aboutir à une corrosion locale accélérée. Toute hétérogénéité peut conduire à une corrosion locale accélérée, comme par exemple aux cordons de soudure.
Approche de la protection contre la corrosion
La corrosion est donc un phénomène qui dépend du matériau utilisé, de la conception de la pièce (forme, traitement, assemblage) et de l'environnement. le processus de corrosion peut également être ralenti en agissant sur la réaction chimique en elle-même.
Choix du matériau
La première idée est de choisir un matériau qui ne se corrode pas dans l'environnement considéré.
On peut utiliser des aciers inoxydables, des aluminiums, des céramiques, des polymères (plastiques)...
Le choix doit aussi prendre en compte les contraintes de l'application (masse de la pièce, résistance à la déformation, à la chaleur, capacité à conduire l'électricité…). Dans l'absolu, il n'existe pas de matériau réellement inoxydable.
Le terme d'«acier inoxydable» est impropre pour deux raisons : ce type d'acier contient des éléments d'alliage (chrome, nickel) qui s'oxydent (c'est cette couche d'oxyde qui protège l'acier), et d'autre part, il n'est protégé que pour certains types d'environnement, et sera corrodé dans d'autres environnements.
Il existe de multiples nuances d'aciers dits «inoxydables» désignés par des noms «304», «304L», «316N», etc. qui correspondent à des compositions et à des traitement différents. Chaque acier correspond à certains types d'environnements, son utilisation dans d'autres environnements sera catastrophique.
Conception de la pièce
Dans la conception, il faut s'attacher à éviter les zones de confinement, les contacts entre matériaux différents et les hétérogénéités en général.
Il faut aussi prévoir l'importance de la corrosion, et le temps au bout duquel il faudra changer la pièce (maintenance préventive).
Maîtrise de l'environnement
Dans un environnement fermé (par exemple un circuit fermé d'eau), il devient possible de maîtriser les paramètres ayant une influence sur la corrosion : composition chimique (notamment acidité), température, pression... Il existe également des produits dits « inhibiteurs de corrosion ».
Ce type de solutions est inapplicable en milieu ouvert (atmosphère, mer, bassin en contact avec le milieu naturel, circuit ouvert).
Empêcher la réaction chimique
Il existe deux moyens d'empêcher la réaction chimique d'avoir lieu.
On peut tout d'abord isoler la pièce de l'environnement (par une couche de peinture, de matière plastique, ou par un traitement de surface : nitruration, chromatation, projection plasma).
Il est aussi possible d'introduire une autre pièce pour perturber la réaction (principe de l'« anode sacrificielle »). Cette nouvelle pièce (souvent en zinc) va se corroder à la place de la pièce à protéger, puisque la réaction chimique entre l'environnement et la pièce sacrifiée
empêche la réaction entre l'environnement et la pièce utile. En milieu aqueux il suffit de visser l'anode sacrificielle sur la pièce à protéger. À l'air, il faut entièrement recouvrir la pièce, c'est le principe de la galvanisation.
Le chromage a été complètement abandonné. En effet, le chrome en lui-même ne se corrodait pas, donc protégeait la pièce, mais la moindre rayure était catastrophique car la pièce jouait alors le rôle d'anode sacrificielle pour le chrome et se corrodait très rapidement. Les peintures anti-corrosion au plomb (minium) ont été également abandonnées en raison de leur impact sur l'environnement.
Notes
- attention à ne pas confondre le chromage, un dépôt de chrome, la chromatation, qui est la formation d'une couche de métal combiné à des ions chrome VI, et la chromisation, parfois appelée cémentation au chrome, qui est une diffusion d'atomes de chrome dans les couches superficielles d'un acier
Voir aussi
- acier inoxydable
- Revêtement
- Protection cathodique
Bibliographie
- [ASM96] : Corrosion 5è éd., vol. 13 de ASM Handbook, éd. ASM International (American Society for Materials), 1996
- [Ben62] : L'Oxydation des métaux, J. Bénard et coll., éd. Gauthier-Villars, 1962
- [Kof88] : High Temperature Corrosion, P. Kofstad, éd. Elsevier, 1988
- [Lan93] : Corrosion et chimie de surfaces des métaux, D. Landolt, vol. 12 de Traité des matériaux, éd. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, 1993
- [Now92] : Diffusion in Solids and High Temperature Oxidation of Metals, éditeur J. Nowotny, éd. Trans Tech Publications, 1992
- [Phi98] : Métallurgie : du minerai au matériau, J. Philibert et coll., éd. Masson, 1998
Catégorie:corrosion
ct:Corrosió
als:Korrosion
ja:腐食
CoupellationLa Coupellation est un type d'épreuve pour tester les métaux précieux (orfèvrerie ou monnayage ; contexte historique : République de Venise).
Voir aussi touchau et peggio
Vers la fin du se diffuse une technique élaborée, en provenance de France, la coupellation ou coupelle (à Venise : il sazzo, parfois nommé "essai par le feu" : sazzo per via di foco). Elle est en fait connue depuis des lustres, Theophilus Presbyter (pseudonyme d’un moine de l’abbaye bénédictine de Helmarhausen) décrivant clairement la coupellation de l’argent dès 1110-1140, dans un traité technique rédigé à l’intention des monastères. En vérité cette méthode semble avoir été pratiquée en Chine plusieurs siècles avant notre ère. Elle aurait été introduite dans le bassin méditerranéen par les Phéniciens et serait attestée dans la Grèce antique.
Il s'agit cette fois d'une véritable opération de métallurgie, destinée à isoler par oxydation les divers métaux d'un alliage en fusion. Elle se fonde sur une caractéristique commune de l'or et de l'argent, celle de ne pas s'oxyder aux températures élevées, alors que le cuivre présent dans un alliage s'oxyde complètement. L'opérateur utilise un creuset en phosphate de chaux nommé coupelle, fait de cendres d'os d’animaux.
Il convenait en premier lieu de les calciner jusqu’à obtention de résidus blancs, réduits en une poudre passée au tamis. Celle-ci, placée dans un linge, était ensuite mise à tremper dans un baquet plein « d’eau de rivière ». On obtenait ainsi une pâte à laquelle, grâce à un moule ad hoc, on donnait la forme d’une coupelle.
À ce point se déroulait la partie délicate du travail : trop pressée dans le moule, la pâte n’aurait pas été assez poreuse ; insuffisamment pressée, elle aurait laissé passer la totalité du métal testé. Il était ensuite procédé à la dessiccation des coupelles sur une planche située à proximité d’un feu ; alors seulement, intervenait leur cuisson, dans un four « modérément chauffé ».
Point de recette exacte, par conséquent, seulement des conseils empiriques et un tour de main dont on devait se transmettre le secret de maître à disciple, sinon de père en fils.
Comment l’essayeur utilise-t-il la coupelle ? Il prélève deux petits échantillons du métal à soumettre à l'expérimentation (il s'agit par conséquent d'un contrôle destructif, impossible sur certaines pièces). Il les pèse tous deux soigneusement ; il en conserve un comme témoin et place l'autre dans une coupelle qu'il introduit dans son four. Afin de pouvoir aisément et rapidement traiter des quantités minimes de métal, ce four est de petite dimension, environ 20 x 50 cm, parfois moins. L'essayeur porte l’échantillon à son point de fusion après avoir ajouté du plomb, dans une quantité qui dépend du poids et de la qualité supposée du métal à tester (il existe pour cela des tables à respecter) ; sous l’effet de la chaleur, ce plomb s’oxyde -on parle de litharge- et il emporte avec lui l'oxyde de cuivre à travers le creuset poreux. Il ne reste au fond de la coupelle que du métal pur non oxydable ; une fois refroidi, celui-ci est pesé et sa masse comparée à celle du premier échantillon. À dire vrai, ce que l'opérateur emploie ici à des fins de contrôle, est un authentique procédé d'affinage de l'or et de l'argent.
À quelque écart infinitésimal près (évaporation, déperdition au passage du creuset poreux), le procédé est fiable. Cependant, un problème d’envergure demeure. Il n'est possible de pratiquer la coupellation que sur l'argenterie ou sur les soudures (or et cuivre). En effet, si l'argent fait partie de l'alliage d'or se pose le problème de la séparation des deux métaux nobles. Ils ne s'oxydent ni l'un ni l'autre et finissent au fond du creuset, encore étroitement mêlés. Or justement, les alliages de bijouterie sont constitués grâce à un apport additionnel de métal dur destiné à compenser la malléabilité de l’or pur, et éventuellement à réduire le coût de la pièce. À Venise, cet apport est généralement constitué d’un mélange de deux tiers d’argent et d’un tiers de cuivre. On ne peut donc pas utiliser la coupelle pour tester l'or. De fait, l’essai n’est pratiqué que pour l’argenterie, et c'est la raison pour laquelle à Venise, les contrôleurs de l'argent seront traditionnellement appelés sazzadori (de sazzo).
Pour que ce problème de séparation soit résolu, il faut attendre 1518 et la découverte de la méthode dite de l'inquartation. L'alliage demeurant après coupellation est enrichi d'une quantité soigneusement mesurée d'argent, chauffé puis soumis à l’action de l’eau forte jusqu’à dissolution de tout l’argent ; il convient d’enrichir le métal testé, car si la proportion d’or est trop élevée, la solution acide est incapable d’attaquer l’alliage. Au terme de ces opérations, le métal qui subsiste est de l'or pur. Cependant l’argent a disparu dans la solution acide ; pour l’heure il est perdu. Et c’est pourquoi au , Theophilus Presbyter recommande déjà la séparation des ateliers travaillant l’or et l’argent, afin d’éviter que les deux métaux ne se mêlent accidentellement. Précaution élémentaire : c’est d’ailleurs ainsi que la Zecca procédera durant toute son histoire. Dans son traité, l’auteur médiéval consigne en outre une méthode pour raffiner l’or en éliminant l’argent. Rien d’étonnant à cela ; durant le haut Moyen Âge, les recherches des alchimistes orientaux ont considérablement enrichi les connaissances en matière de métallurgie ; ainsi Jabir Ibn Hayyan qui œuvre à la cour du calife Haroun al Rashid découvre, dès le , un procédé pour fabriquer commodément l’acide nitrique indispensable aux essais.
On ne parviendra que plus tard à récupérer les deux métaux. De fait, à la fin du , dans la comptabilité de la Zecca relative aux opérations de fabrication du sequin (monnaie d’or) apparaît une ligne intitulée : argent trouvé dans les fusions. Quant à l'argent perdu lors des essais, il est récupéré en immergeant dans la solution acide des plaques de cuivre, sur lesquelles l’argent précipité vient se déposer. Par immersions répétées et lavages successifs, on obtient une poussière qui, traitée au salpêtre et au borate de soude, fondue en creuset, donne de l’argent presque pur.
Catégorie:métallurgie Giovanni AnimucciaGiovanni Animuccia (d. 1571), Italian musical composer, was born at Florence in the last years of the 15th century.
At the request of St. Filippo Neri he composed a number of Laudi, or hymns of praise, to be sung after sermon time, which have given him an accidental prominence in musical history, since their performance in St. Filippo's Oratory eventually gave rise (on the disruption of 16th century schools of composition) to those early forms of "oratorio" that are not traceable to the Gregorian-polyphonic "Passions." St. Filippo admired Animuccia so warmly that he declared he had seen the soul of his friend fly upwards towards heaven.
In 1555 Animuccia was appointed maestro di capella at St. Peter's, an office which he held until his death in 1571. He was succeeded by Palestrina, who had been his friend and probably his pupil.
The manuscript of many of Animuccia's compositions is still preserved in the Vatican Library. His chief published works were Madrigali e Motetti a quattro e cinque voci (Ven. 1548) and Il primo Libra di Messe (Rom. 1567). From the latter Padre Martini has taken two specimens for his Saggio di Contrapunto. A mass from the Primo Libra di Messe on the canto fermo of the hymn Conditor alme siderum is published in modern notation in the Anthologie des maîtres religieux primitifs of the Chanteurs de Saint Gervais. It is solemn and noble in conception, and would be a great work but for a roughness which is more careless than archaic.
Paolo Animuccia, a brother of Giovanni, was also celebrated as a composer; he is said by Fetis to have been maestro di capella at S. Giovanni in Laterano from the middle of January 1550 until 1552, and to have died in 1563.
References
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Animuccia
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