Zinc (Zn)

La découverte du zinc

Le zinc a été découvert par l’alchimiste suisse Paracelse, mais il a été isolé pour la première fois à l’état métallique par l’Allemand Andreas Marggraf en 1754, qui l’a extrait d’un silicate naturel de zinc dit « calamine ». Le zinc est un métal blanc bleuâtre utilisé comme agent de protection du fer ou d’acier contre la rouille en les recouvrant. Cette opération peut se faire soit par galvanoplastie (électrolyse d’une solution de sulfate de zinc complexée) soit par immersion de l’objet en fer dans un bain de zinc fondu à 500°C. Avec de la tôle de fer, on obtient le fer-blanc, dont on fait des tôles utilisées pour recouvrir les granges ou les maisons. La protection du fer-blanc contre la rouille est bonne tant qu’il n’y a pas de rayures, ou tant qu’il n’y a pas un morceau d’un autre métal au contact du zinc. Dans ce cas, il se forme un phénomène de pile qui détruit rapidement le zinc.

Propriétés du zinc et réactions

Le zinc a la propriété de résister à l’oxydation atmosphérique. En fait, il s’oxyde rapidement mais comme avec l’aluminium, la première oxydation forme une couche d’oxyde ZnO étanche et continue qui protège le zinc sous-jacent de l’oxydation avec l’oxygène de l’air.

C’est un métal également très utilisé pour la fabrication des piles sèches. La pile zinc – cuivre (voir illustration ci-dessus) est la plus ancienne pile du monde. Elle a été découverte par Galvani et étudiée par Volta en 1802. Les piles Leclanché et les piles alcalines sont faites d’une anode de zinc entourant une cathode en dioxyde de manganèse MnO₂.

Chimiquement parlant, contrairement au titane, le zinc est facilement attaqué tant par les acides que par les bases. Avec les acides comme l’acide chlorhydrique dilué, suivant l’équation :  Zn + 2 HCl -> ZnCl₂ + H₂. Cette réaction est souvent utilisée en classe pour produire du gaz hydrogène H₂. Si le zinc est très pur, la réaction est assez lente. On a alors intérêt à rajouter à l’acide un peu de chlorure de cuivre ou de cobalt, qui agit en catalyseur (qui accélère la réaction). Avec de l’hydroxyde de sodium ou soude NaOH, il se forme de l’hydrogène H₂ et un zincate, selon l’équation : Zn + 2 NaOH -> Na₂ZnO₂+ H_2.

Les composés de zinc sont incolores. Les seuls qui possèdent une application sont l’acétate qui est utilisé comme déodorant, et le sulfure ZnS. Stimulé avec 1% de cuivre, ZnS est phosphorescent et on en dépose sur les cadrans qui doivent être visibles de nuit.