Zinc

iso	AN	Période	MD	Ed	PD
				MeV
⁶⁴Zn	48,6 %	stable avec 34 neutrons
⁶⁵Zn	{syn.}	244,26 d	ε β⁺	1,352	⁶⁵Cu
⁶⁶Zn	27,9 %	stable avec 36 neutrons
⁶⁷Zn	4,1 %	stable avec 37 neutrons
⁶⁸Zn	18,8 %	stable avec 38 neutrons
⁷⁰Zn	0,6 %	stable avec 40 neutrons

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.

[modifier] Origine de la découverte

Les Anciens qui connaissaient la calamine (minerai carbonaté de zinc) ne paraissent pas avoir utilisé le zinc en tant que métal isolé, encore que des bracelets de zinc aient été découverts en Grèce, dans les mines de Camaros, ce qui a permis de situer leur fabrication vers le VIII^e siècle av. J.-C.^{[réf. nécessaire]}. La première industrialisation de la production est accomplie par William Champion qui a breveté en 1738 un procédé de réduction de la calamine.

[modifier] Lexicologie

mot persan zangâr : rouille ; vert-de-gris [Azagar, asugar, asingar, zingar, ziniar (vert-gris) ; de ar. al-zanjâ, qui est le persan zangâr, même signification]. C'est l'alchimiste Paracelse qui lui donne ce nom, dérivé du mot Zinke en ancien allemand qui signifie « pointe acérée » ou « dent », lié à l'apparence du zinc refroidi dans un récipient de coulée (effet dû à la formation de dendrites).

La prononciation académique zɛ̃ɡ (« zingu' ») se retrouve dans zincate ( zɛ̃ɡat, « zingat' ») et explique les dérivés zingage, zinguerie, zingueur.

[modifier] Caractéristiques notables

Le zinc est un métal de couleur bleu-gris, moyennement réactif, qui se combine avec l'oxygène et d'autres non-métaux, et qui réagit avec des acides dilués en dégageant de l'hydrogène.

L'état d'oxydation le plus commun du zinc est +II (appelé ion zincique).

Le zinc peut réagir avec les éléments ambiants : humidité, oxygène, dioxyde de carbone, etc, pour former une patine. Cette patine se traduit par une diminution progressive de l'éclat métallique de la surface. La couche formée, insoluble, adhérente et protectrice, a comme constituant principal du carbonate basique de zinc.

En contact avec de l'eau stagnante, il forme des taches blanchâtres constituées notamment d'hydroxyde et d'oxyde de zinc, produits pulvérulents généralement peu adhérents et non protecteurs, parfois appelés rouille blanche.

[modifier] Réactions chimiques courantes

Le zinc métal Zn réagit par oxydo-réduction avec l'ion cuivre II, selon l'équation :

$Zn + Cu^{2+} \rightarrow Zn^{2+} + Cu$

[modifier] Oligo-élément indispensable à l'homme

Article détaillé : Zinc (nutriment).

Le zinc est contenu essentiellement dans la viande rouge et il ne semble pas exister de forme de stockage de ce métal dans l'organisme humain. Une carence en zinc est notée dans près d'un tiers de la population mondiale, surtout en rapport avec des problèmes de sous-nutrition^[1].

[modifier] Utilisations

Le dépôt d'une mince couche de zinc en surface de l'acier le protège de la corrosion : la galvanisation consomme 47 % du zinc exploité dans le monde. L'acier galvanisé est utilisé dans l'automobile, la construction, l'électroménager, les équipements industriels, etc. Le laiton – alliage de cuivre et de zinc – et le bronze – alliage de cuivre et d'étain, auquel on ajoute parfois du zinc – consomment 19 % du zinc.

Les alliages de zinc, tel le zamak, pour pièces moulées (automobile, équipements ménagers, pièces industrielles...) représentent 14 % de sa consommation, les produits chimiques, 9 %, et les autres applications (dont les plaques et pièces pour toiture), 11 %.

On l'emploie dans les villes pour la couverture des immeubles et, partout, pour les gouttières et les descentes d'eaux pluviales. Il est aussi utilisé en agriculture, comme apport d'oligo-élément, essentiellement en zone de sols fortement calcaires.

La culture la plus sensible à la carence ou insuffisance en zinc est probablement le maïs.

Des symptômes d'insuffisance apparaissent aussi sur la plupart des arbres fruitiers, plus rarement sur la vigne. Les légumes sont moins sensibles, hormis les asperges, les aubergines, les oignons et les pommes de terre.

Les apports, préventifs ou curatifs, se font sur le sol – et il faut alors veiller à la durée de la disponibilité pour les plantes – ou par pulvérisation foliaire.

Pour exemple, les besoins annuels pour le maïs se situent autour de 300 à 500 grammes de zinc par hectare.

[modifier] Minerais de zinc

Toiture en zinc à Toruń, Pologne

Le minerai le plus utilisé est le sulfure de zinc appelé blende ou sphalérite (ZnS). Le mot blende, désormais abandonné dans la littérature minéralogique, provient du mot allemand blenden : « éblouir, tromper ». Ce sulfure — le plus répandu dans la lithosphère — cristallise dans le système cubique. Il peut contenir des impuretés métalliques, telles que celles du fer (blendes foncées) : la marmatite, (Zn,Fe)S, contient jusqu’à 14 % de fer. Dans la nature, la sphalérite est associée à d’autres sulfures, comme la galène (sulfure de plomb : PbS).

La wurtzite a la même composition chimique mais cristallise dans le système hexagonal : c'est le polymorphe de haute température de ZnS.

Sous l’ancien vocable de calamine on trouve la smithsonite (carbonate de zinc : ZnCO₃) et l'hémimorphite (silicate de zinc : Zn₄Si₂O₇(OH) ₂, H₂O). Les deux minéraux peuvent être associés. Si historiquement la calamine fut utilisée au début du développement industriel de ce métal, elle est maintenant peu exploitée.

Autres minéraux plus rares :

Franklinite : (Zn, Fe,Mn)(Fe, Mn)₂O₄, spinelle ;
Willemite : Zn₂SiO₄, nésosilicate ;
Zincite : ZnO.

[modifier] Production de zinc

La production de zinc à partir de minerai (blende) est effectuée dans deux filières technologiques distinctes :

la pyrométallurgie ;
l’hydrométallurgie suivie d’une électrolyse.

Les opérations du procédé pyrométallurgique sont :

grillage du sulfure de zinc (ZnS) pour obtenir un oxyde de zinc (ZnO) ;
réduction de l’oxyde pour obtenir du zinc métallique (Zn) ;
affinage du zinc par liquation et distillation pour supprimer les impuretés comme le plomb ou le fer.

Les opérations du procédé hydrométallurgique sont :

grillage du sulfure de zinc (ZnS) pour obtenir un oxyde de zinc (ZnO) et supprimer certaines impuretés (fer) ;
lixiviation pour solubiliser le zinc sous forme de sulfate de zinc (ZnSO₄) ;
cémentation pour éliminer les impuretés : Cobalt, Nickel, Cadmium et Cuivre de la solution de sulfate de zinc ;
électrolyse pour transformer le sulfate de zinc en zinc métal.

Ces deux procédés sont détaillés dans l’article métallurgie extractive du zinc.

[modifier] Quelques données économiques

La consommation mondiale de zinc en 2004 a été de l'ordre de 10 millions de tonnes^[2] :

Évolution de la production de zinc depuis 1970

Asie 5 057 kt (kt = milliers de tonnes)
Europe 2 840 kt
Amériques 2 113 kt
Océanie 263 kt
Afrique 193 kt

Total 10 466 kt

La production de métal en 2004 s'est répartie de la façon suivante :

Asie 4 729 kt
Europe 2 715 kt
Amériques 1 993 kt
Océanie 474 kt
Afrique 256 kt

Total 10 167 kt

La production minière (en kt de zinc contenu dans le concentré) a été en 2004 de :

Asie 3 340 kt
Europe 1 037 kt
Amériques 3 606 kt
Océanie 1 298 kt
Afrique 353 kt

Total 9 634 kt

Le zinc est un des métaux non ferreux cotés à la bourse des métaux de Londres^[3]. Son prix au comptant, exprimé en $, est cyclique : entre 1994 et 2005, il a varié entre 725 $/t et 1 760 $/t. En 2006, il a dépassé les 3 000 $/t.

[modifier] Expressions

Dans le langage populaire le zinc désigne le comptoir d'un bar.
Le zinc est un surnom pour désigner un avion ;
Le plombier-zingueur désigne un plombier qui est également zingueur ;
« avoir du zinc dans la tête » : être pénible ;
Dézinguer : tuer.

[modifier] Notes et références

↑ Lazzerini M, Effect of zinc supplementation on child mortality, Lancet, 2007; 370:1194-1195
↑ International Lead Zinc Study Group
↑ London Metal Exchange

Wikimedia Commons propose des documents multimédia libres sur zinc.

Voir « zinc » sur le Wiktionnaire.

[modifier] Liens

(en) International Zinc Association
Tableau périodique des éléments : Zn
Propriétés chimiques

s¹

s²

g

f¹

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d¹⁰

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p³

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p⁶

Zn

*

↓

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g²

g³

g⁴

g⁵

g⁶

g⁷

g⁸

g⁹

g¹⁰

g¹¹

g¹²

g¹³

g¹⁴

g¹⁵

g¹⁶

g¹⁷

g¹⁸

*

Métalloïdes	Non-métaux	Halogènes	Gaz nobles
Métaux alcalins	Métaux alcalino-terreux	Métaux de transition	Métaux pauvres
Lanthanides	Actinides	Superactinides	Éléments non classés

Portail de la chimie

[0] Lazzerini M, Effect of zinc supplementation on child mortality, Lancet, 2007; 370:1194-1195

[1] International Lead Zinc Study Group

[2] London Metal Exchange

[1]

[2]

[3]

Zinc

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Sommaire

[modifier] Origine de la découverte

[modifier] Lexicologie

[modifier] Caractéristiques notables

[modifier] Réactions chimiques courantes

[modifier] Oligo-élément indispensable à l'homme

[modifier] Utilisations

[modifier] Minerais de zinc

[modifier] Production de zinc

[modifier] Quelques données économiques

[modifier] Expressions

[modifier] Notes et références

[modifier] Liens

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