Physique chimie 3 eme Chapitre 4 L'oxydation du fer et de l'aluminium
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<strong>Physique</strong> <strong>chimie</strong> 3 <strong>eme</strong><strong>Chapitre</strong> 4L’oxydation <strong>du</strong> <strong>fer</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’aluminiumPlan <strong>du</strong> cours:1. Le <strong>fer</strong> dans l’air2. L’air contient <strong>du</strong> dioxygène3. L’aluminium dans l’airExercices: livre BELIN page 38 <strong>et</strong> 3916-mai-05<strong>Physique</strong> Chimie 3<strong>eme</strong><strong>Chapitre</strong> 4L’oxydation <strong>du</strong> <strong>fer</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’aluminium1
Document : les aciers inoxydables.Les aciers inoxydables sont <strong>de</strong>s alliages à base <strong>de</strong> <strong>fer</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> chrome qui présentent une trèsgran<strong>de</strong> résistance à la corrosion à froid <strong>et</strong> à chaud dans <strong>de</strong> nombreux milieux (leurrésistance à la corrosion atmosphérique est multipliée par cent par rapport aux aciersnormaux <strong>et</strong> les plus complexes peuvent résister à l’attaque <strong>de</strong>s aci<strong>de</strong>s chlorhydrique ounitrique concentrés).Le chrome est l’élément d’alliage essentiel <strong>de</strong> tous les aciers inoxydables <strong>et</strong> c’est lui quileur procure le caractère inoxydable.Il existe <strong>de</strong> très nombreuses sortes d’aciers inoxydables :- les aciers au chrome qui contiennent <strong>de</strong> 12 à 27 % <strong>de</strong> chrome. Lorsqu’ils contiennent <strong>de</strong>12 à 18 % <strong>de</strong> chrome, ils sont utilisés pour fabriquer <strong>de</strong>s instruments chirurgicaux ou encoutellerie à cause <strong>de</strong> leurs bonnes propriétés mécaniques <strong>et</strong> <strong>de</strong> leur bonne résistance à lacorrosion. Lorsqu’ils ont une teneur en chrome plus élevée ils servent en architecture <strong>et</strong>pour la fabrication d’ustensiles <strong>de</strong> cuisine.- les aciers au chrome nickel qui contiennent environ 18 % <strong>de</strong> chrome <strong>et</strong> 10 % <strong>de</strong> nickel(aciers dits 18-10). Ils ren<strong>fer</strong>ment en plus un peu <strong>de</strong> carbone (moins <strong>de</strong> 0,15 %) auquels’ajoutent le plus souvent <strong>du</strong> molybdène <strong>et</strong> <strong>du</strong> manganèse. Leur très gran<strong>de</strong> résistance à lacorrosion <strong>et</strong> leur mise en forme facile font que ce sont les plus utilisés dans les in<strong>du</strong>strieschimiques, alimentaires, nucléaires ... (le nickel améliore la résistance à la corrosion aci<strong>de</strong><strong>et</strong> le molybdène renforce l’action <strong>du</strong> chrome). Ils représentent plus <strong>de</strong>s ¾ <strong>de</strong> la pro<strong>du</strong>ction<strong>de</strong>s aciers inoxydables <strong>du</strong> mon<strong>de</strong> occi<strong>de</strong>ntal en 1992.Questions1 - Citer les principaux métaux entrant dans la composition <strong>de</strong>s aciers inoxydables.Fer <strong>et</strong> chrome2 - Quelle est la différence entre un métal <strong>et</strong> un alliage ?Un alliage est un métal auquel on a incorpore un ou plusieurs élément.3 - À quoi est dû, principal<strong>eme</strong>nt, le caractère inoxydable d’un acier ?Au chrome.4 - Pourquoi les aciers chrome nickel sont-ils les plus utilisés dans l’in<strong>du</strong>strie ?Car ils ont une très haute résistance a la corrosion16-mai-05<strong>Physique</strong> Chimie 3<strong>eme</strong><strong>Chapitre</strong> 4L’oxydation <strong>du</strong> <strong>fer</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’aluminium4
3. L’aluminium dans l’air ConclusionRéaliser un schéma d’un montage qui perm<strong>et</strong>te d’étudier l’oxydation <strong>de</strong>l’aluminium :Montage expérimentalObservations au bout <strong>de</strong> quelques joursH uileHuileAlEauAlAirEausans airInterfaceeau + airAirEausans airInterfaceeau + airAprès quelques jours l’aluminium n’a pasréagi.Conclusion :L’aluminium s’oxy<strong>de</strong> immédiat<strong>eme</strong>nt au contact <strong>de</strong> l’air. Il se forme une couche d’oxy<strong>de</strong>d’aluminium appelée alumine. L’alumine n’est pas poreuse. Le dioxygène ne la traverse pas.L’aluminium ne peut donc pas s’oxy<strong>de</strong>r en profon<strong>de</strong>ur.Conclusion: Comparer les pro<strong>du</strong>its formés lors <strong>de</strong> l’oxydation à l’air libre <strong>du</strong><strong>fer</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’aluminiumFerAluminiumCouleur <strong>et</strong> aspect <strong>du</strong>pro<strong>du</strong>it formés lors<strong>de</strong> l’oxydation à l’airlibreDe couleur brune, laRouille est unmélange d’oxy<strong>de</strong> <strong>et</strong>d’hydroxy<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>fer</strong>De couleur blanche, l’alumine ou oxy<strong>de</strong>d’aluminium provient d’une réactiond’oxydationEquation bilan <strong>de</strong> laréaction chimiqueFer+dioxygène+eau--> oxy<strong>de</strong> <strong>et</strong>d’hydroxy<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>fer</strong>Aluminium+ dioxygène -> oxy<strong>de</strong> d’aluminiumInconvénient <strong>et</strong> (ou)avantage16-mai-05La couche <strong>de</strong> rouille,poreuse, ne protégepas le <strong>fer</strong> <strong>et</strong> lacorrosion se poursuitjusqu’à la disparitiontotale <strong>du</strong> <strong>fer</strong>.La corrosion <strong>de</strong> l’aluminium con<strong>du</strong>it a unecouche d’oxy<strong>de</strong> d’aluminium, imperméable quiprotége l’aluminium.<strong>Physique</strong> Chimie 3<strong>eme</strong><strong>Chapitre</strong> 4L’oxydation <strong>du</strong> <strong>fer</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’aluminium6
Exercices corriges 10 a 13 page 3916-mai-05<strong>Physique</strong> Chimie 3<strong>eme</strong><strong>Chapitre</strong> 4L’oxydation <strong>du</strong> <strong>fer</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’aluminium8
Exercices corriges 14 a 16 page 3916-mai-05<strong>Physique</strong> Chimie 3<strong>eme</strong><strong>Chapitre</strong> 4L’oxydation <strong>du</strong> <strong>fer</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’aluminium9