Cuivre
Cuivreest un élément chimique. C'est le 29ème élément du tableau périodique. Son poids atomique est de 63,55. C'est un métal de transition situé au milieu du tableau périodique. Le symbole du cuivre est « Cu », qui vient du mot latincuprum, qui, à son tour, vient du mot latin désignant l'île de Chypre, où le cuivre a été trouvé.[1]
Propriétés[changer|changer de source]
Propriétés physiques[changer|changer de source]
Disque de cuivre, gravé à l'acide, vous voyez la structure cristalline normalement invisible
Le cuivre est de couleur rouge-orange lorsqu'il est pur, mais prend rapidement une ternissure rougeâtre après avoir été exposé à l'air.
Le cuivre est l'un des rares métaux colorés. La plupart des métaux sont gris ou argentés. L'or, le cuivre, le césium et l'osmium sont les quatre seuls métaux colorés. C'est magnétique. Le cuivre est vert sous forme de carbonate de cuivre (II) et d’hydroxyde de cuivre (II). Il devient vert car il s'oxyde. Après un certain temps dans l’air, le cuivre forme du carbonate de cuivre vert à la surface, appelé vert-de-gris. C'est pourquoi le toit en cuivre d'un bâtiment semble vert.
Le cuivre est très flexible et ductile. Il peut être facilement étiré en fils. Le cuivre est également très mou, il a une dureté Mohs de 2,5 à 3. Cela signifie qu'il est plus dur qu'un ongle mais plus doux qu'un canif en acier.
Il réagit avec des solutions d'acide chlorhydrique ou d'ammoniaque contenant de l'oxygène. Il peut également se dissoudre dans un mélange de peroxyde d'hydrogène et d'acide chlorhydrique. Cela produit du chlorure de cuivre (II). Il ne se dissout pas dans les acides faibles. Il peut se dissoudre dans l'acide nitrique pour produire du nitrate de cuivre (II) et du dioxyde d'azote ou de l'oxyde nitrique.
Composés[changer|changer de source]
Le cuivre forme des composés chimiques. Dans ces composés, il a deux états d'oxydation normaux : +1 et +2. +2 est plus courant. La plupart des composés de cuivre +2 sont bleus. Les composés de cuivre +1 peuvent être blancs. Les composés de cuivre sont des agents oxydants faibles. Ils corrodent de nombreux métaux. Cette corrosion prend le métal et le met dans le composé chimique, laissant derrière elle le cuivre. Un exemple serait la réaction du sulfate de fer et de cuivre (II) pour produire du sulfate de cuivre et de fer (II). +1 les composés de cuivre sont des agents réducteurs lorsqu'ils sont dans l'air. Ils sont normalement fabriqués par réduction de composés +2.
Les composés de cuivre peuvent être noirs, verts, rougeâtres, blancs, bleus ou jaunes.
Composés de cuivre (I)[changer|changer de source]
Les composés de cuivre (I) contiennent du cuivre à l'état d'oxydation +1. Ce sont des agents réducteurs faibles. Ils réagissent avec l'air pour former des composés de cuivre (II). Ils sont également disproportionnés par rapport au cuivre et aux composés du cuivre (II). La plupart d’entre eux ne se dissolvent pas dans l’eau.
Acétylure de cuivre(I), brun rougeâtre, explosif
Bromure de cuivre(I)
Chlorure de cuivre (I), blanc lorsqu'il est pur, vert lorsqu'il est oxydé
Iodure de cuivre (I), solide incolore
Oxyde de cuivre(I), brun rougeâtre
Composés de cuivre (II)[changer|changer de source]
Les composés de cuivre (II) contiennent du cuivre à l'état d'oxydation +2. Ce sont des agents oxydants faibles. Ils sont verdâtres lorsqu'ils sont hydratés (molécules d'eau ajoutées). Ils sont plus stables dans l’air que les composés du cuivre(I).
Bromure de cuivre(II), solide gris
Le carbonate de cuivre (II), verdâtre, se forme sur le cuivre lorsqu'il est dans l'air
Chlorure de cuivre(II), verdâtre lorsqu'il est hydraté, brun lorsqu'il est anhydre
L'hydroxyde de cuivre (II), bleu clair, se transforme facilement en carbonate de cuivre (II)
Nitrate de cuivre (II), bleu, agent oxydant, utilisé dans les cellules voltaïques de démonstration
Oxyde de cuivre(II), noir
Sulfate de cuivre (II), bleu, composé de cuivre le plus courant
Vert de Paris, extrêmement toxique, bleu-vert vif
Sulfate de cuivre (II), un composé de cuivre (II)
Chlorure de cuivre (II), un composé de cuivre (II)
Chlorure de cuivre (I), un composé de cuivre (I). Il est blanc mais l'air réagit facilement avec lui pour le rendre vert
Oxyde de cuivre (I), un composé de cuivre (I)
Oxyde de cuivre (II), un composé de cuivre (II)
Occurrence[changer|changer de source]
Le cuivre comme métal dans le sol
Chalcopyrite
Le cuivre peut être trouvé sous forme de métal dans le sol. Normalement, il est vert à l'extérieur. La plupart du cuivre n'est pas un métal mais un composé chimique. La chalcopyrite est le minerai de cuivre le plus répandu. C'est un mélange de pyrite et de sulfure de cuivre. Le cuivre est présent en petites quantités dans les êtres vivants. Certains mollusques et arthropodes ont le sang bleu parce qu'ils contiennent du cuivre dans leur sang. Les animaux comme les humains et autres mammifères ont du sang rouge car il contient du fer.
Utilisations[changer|changer de source]
Le cuivre peut être utilisé de nombreuses façons, mais les fils en sont un exemple. Le cuivre est utilisé dans la fabrication de fils car il est facile à étirer et peu coûteux. C'est pourquoi les grandes entreprises de câblage utiliseront le cuivre, car il est moins cher et prend moins de temps à obtenir.
Le cuivre est peut-être le métal le plus ancien utilisé, car de très vieux outils en cuivre ont été découverts. Le cuivre est utilisé dans le câblage électrique. Il peut également être façonné en différentes pièces. Il peut être utilisé dans un dissipateur thermique. La Statue de la Liberté est en cuivre. Il est également utilisé dans les canalisations transportant de l’eau, car il ne se corrode pas.
Lorsque les gens mélangent le cuivre avec l’étain, on obtient le bronze. Le bronze est beaucoup plus dur et a créé l’âge du bronze. Cela est devenu moins important lorsque les gens ont appris à mieux utiliser le fer. Lorsque le zinc est mélangé au cuivre, on obtient du laiton, qui est encore plus dur que le bronze. Le cuivre et le nickel donnent du cupronickel.
Le cuivre est également utilisé dans les industries médicales et alimentaires. Le cuivre peut altérer les protéines, former des radicaux et perturber les enzymes, inactivant ou tuant ainsi les bactéries et les virus.[2]
Le cuivre est un métal de base facilement moulé qui est souvent ajouté aux métaux précieux pour améliorer leur élasticité, leur flexibilité, leur dureté, leur couleur et leur résistance à la corrosion.
En tant que composés chimiques[changer|changer de source]
Le cuivre est important dans le corps humain. Si une personne ne consomme pas suffisamment de cuivre, les molécules du corps risquent de ne pas fonctionner. Cependant, avoir trop de cuivre peut être un problème. Les humains obtiennent la majeure partie du cuivre dont ils ont besoin dans l’alimentation, et les vitamines contiennent également du cuivre pour garantir que nous en obtenons suffisamment.[3]Les composés de cuivre sont également utilisés pour tuer les champignons et les algues.
Sécurité[changer|changer de source]
Le cuivre n'est pas aussi toxique qu'un métal. Les composés du cuivre sont toxiques, même si de petites quantités sont nécessaires à la vie. Le cuivre est facilement expulsé du corps, de sorte qu’il ne génère pas d’effets toxiques.
Préparation[changer|changer de source]
Le cuivre est parfois simplement extrait du sol et transformé en objets. Mais la majeure partie du cuivre ne se trouve pas sous forme métallique dans le sol. La chalcopyrite est le principal minerai de cuivre. Il est chauffé avec de l'air pour séparer le fer sous forme d'oxyde de fer (II). Un peu d'oxyde de cuivre (I) est produit. Du dioxyde de soufre est également produit. Ensuite, du dioxyde de silicium est ajouté, qui réagit avec l'oxyde de fer (II) pour produire un liquide qui est drainé. Il ne reste plus que du cuivre et du sulfure. Le sulfure de cuivre réagit avec l'air pour produire du cuivre métallique et du dioxyde de soufre. Une partie du sulfure de cuivre réagit avec l'oxyde de cuivre (I) pour produire du cuivre et du dioxyde de soufre. Cela produit du cuivre impur.
Le cuivre est rendu pur par électrolyse. Une fine feuille de cuivre pur est placée sur la cathode et une épaisse feuille de cuivre impur est placée sur l'anode. L'électrolyte est du sulfate de cuivre. Le cuivre impur se dissout dans la solution. Il recouvre ensuite la fine feuille de cuivre pur. Cela rend le cuivre pur.
De grandes quantités de cuivre sont recyclées en raison de sa valeur élevée et de l’épuisement croissant des réserves mondiales de cuivre.
