La corrosion des métaux Les métaux sont attaqués ! Qui sont les ennemis ? Comment vont-ils se défendre ? Qui va gagner la bataille de l'âge de fer ?

Rends à chaque métal sa corrosion Photo A Photo B Photo C Sur quelle photo, le fer est-il attaqué ? Photo D

Non, cette photo ne représente pas la corrosion du fer ! La rouille qui se forme sur le fer est rouge marron et elle détruit le métal. Retourne au début en cliquant ici :

Bravo, tu as trouvé, cette carcasse de navire en fer a été attaquée par la rouille La rouille qui se forme sur le fer est rouge marron et elle détruit le métal en profondeur. Sur quelle photo, le cuivre est-il attaqué ? Photo A Photo C Photo D

Non, cette photo ne représente pas du cuivre oxydé ! Le cuivre est de couleur … cuivré ! c’est-à-dire un rouge orangé. Lorsqu’il s’oxyde à l’air, il se recouvre de vert-de-gris, couleur typique qui permet de reconnaître le cuivre. Retourne au début en cliquant ici :

Sur quelle photo, le zinc est-il oxydé ? Bravo, tu as trouvé, ce toit est recouvert de vert-de-gris typique des objets en cuivre oxydés à l’air Sur quelle photo, le zinc est-il oxydé ? ou retour : Photo D Photo C

Non, cette photo ne représente pas du zinc oxydé Un avion est fait en aluminium car c’est un métal très léger. Le zinc se recouvre simplement de gris. Retourne au début en cliquant ici :

Bravo. Les toits sont en zinc Bravo ! Les toits sont en zinc. Ils sont gris car ils sont oxydés en surface. Et cet avion alors, est-il constitué - de fer ? - de cuivre ? - de zinc ? - d’aluminium ? Retour :

il rouillerait trop vite Non, ce n'est pas du fer, il rouillerait trop vite

ce n'est pas la bonne couleur Non, pas du cuivre, ce n'est pas la bonne couleur

mais le zinc est trop lourd Du zinc? ça y ressemble, mais le zinc est trop lourd

Et maintenant, recherchons les ennemis qui attaquent le fer ! En aluminium, OUI C'est léger pour s'envoler et ça ne s'oxyde qu'en surface Et maintenant, recherchons les ennemis qui attaquent le fer ! Suite : Retour :

Voici une expérience qui permet de comprendre quelles sont les armes des ennemis (ceux qui provoquent la formation de la rouille) On place un clou dans différentes situations. retour: Suite:

Le fer rouille-t-il dans l’air sec ? Bouchon Air sec Clou Chlorure de calcium Dans un tube à essais, on place du chlorure de calcium anhydre qui capte l’humidité présente dans le tube. On met ensuite le clou et on ferme avec un bouchon. Observations plus loin…

Le fer rouille-t-il dans de l’eau privée de dioxygène ? Huile Eau bouillie (sans dioxygène) clou On fait bouillir de l’eau pour éliminer l’air présent dans l’eau. Puis on met le clou et on ajoute l’eau bouillie et de l’huile pour empêcher le dioxygène présent dans l’air de pénétrer dans le tube… Observations plus loin…

Le fer rouille-t-il dans l’air humide On place un clou dans des conditions proches de la vie quotidienne : en contact avec l’humidité et en présence d’air. Observations plus loin… Air (de la pièce) Clou eau (du robinet)

Est-ce que le sel a une influence ? On fait une expérience similaire à la précédente mais en mettant du sel dans l’eau. Observations plus loin… Air (pièce) Clou Eau salée

Et les tubes attendent une semaine que l’ennemi fasse son oeuvre !

Le fer a-t-il rouillé dans l’air sec ? avant après De la rouille est-elle apparue ?

Le fer rouille-t-il dans l’eau privée de dioxygène ? avant après De la rouille est-elle apparue ?

Le fer rouille-t-il en présence d’air humide ? avant après Vois-tu de la rouille ?

Est-ce que le sel a une influence ? avant après Vois-tu de la rouille ? Où ? Compare la rouille formée dans l’eau et la rouille formée dans l’eau salée. eau seule eau salée

est totalement inoffensive. Le pire ennemi est Vous pensez avoir découvert l'ennemi... presque ! car une partie de l'air est totalement inoffensive. Le pire ennemi est celui dont dépend notre vie !

Qu’est-ce qui, dans l’air, attaque le fer ? Quelle est la composition de l’air ? Clique sur le bon cadre : 45 % de dioxygène 45 % de diazote 5 % de dioxyde de carbone 5 % d’autres gaz 71 % de dioxygène 23 % de diazote 5 % de dioxyde de carbone 1 % d’autres gaz 21 % de dioxygène 78 % de diazote 1 % d’autres gaz 77 % de dioxygène 21 % de diazote 1 % d’argon 0,5 % de CO2 0.2 % d’eau 0,3 % d’autres

Tu as choisi une mauvaise réponse !

Tu as choisi la bonne réponse ! La composition est bien : 21 % de dioxygène 78 % de diazote 1 % d’autres gaz

Que s’est-il passé ? Est-ce que la formation de la rouille est Une transformation physique de la matière ? ( comme la dissolution ou les changements d’état) - Une réaction chimique (c’est-à-dire qu’il se produit une réorganisation des atomes pour former de nouveaux composés ) ?

Une transformation physique ? Non ! Si une transformation se produisait, le fer et le dioxygène seraient toujours présents. Or, dans nos expériences, on s’aperçoit qu’ils disparaissent et qu’un nouveau composé apparaît : la rouille

Une réaction chimique ? OUI, il s’agit bien d’une réaction chimique puisque le fer et le dioxygène disparaissent et qu’un nouveau composé apparaît : la rouille Trouvez quels sont les réactifs de cette réaction chimique ( = composés qui réagissent ensemble ) L’eau et le dioxygène L’eau et l’air L’eau, l’air et la rouille Le fer Le fer et la rouille Le fer et l’eau Le fer, l’eau et le dioxygène Le fer, l’eau et l’air

Bonne réponse Les réactifs ( composés chimiques qui réagissent ensemble ) sont le dioxygène, le fer et l'eau. Tu dois maintenant trouver le ou les produits de cette réaction ( = nom des composés produits par cette réaction ) L’air et le fer La rouille et l’eau La rouille et le dioxyde de carbone La rouille

Mauvaise réponse !

Mauvais choix Réfléchis encore !

Bon choix ! C’est bien la rouille qui s’est formée, la rouille est un mélange complexe de différents oxydes de fer. Conclusion : La formation de la rouille est une réaction chimique lente puisque des composés ( le dioxygène et le fer ) ont disparu et un nouveau composé ( la rouille ) est apparu.

Souviens toi : la rouille est un ennemi qui détruit entièrement ! Quand on touche de la rouille, on s’aperçoit qu’elle est friable et aérée : le dioxygène et l’eau continuent à pénétrer jusqu’au fer et l’attaquent en profondeur. Mais on a inventé depuis des moyens de défense … Réfléchis aux objets en fer autour de vous … Comment protège-t-on les chaises des salles de sciences… ou la tour Eiffel !

La tour Eiffel est peinte ! Et la peinture protège le fer en empêchant le dioxygène et l’eau d’atteindre le métal Et le boites de conserve ? On dit qu’elle sont en fer blanc, qu’est-ce que cela signifie ?

Les boites en fer blanc ! Et connais-tu le fer galvanisé? Le fer blanc est du fer recouvert d’une couche d’étain, un métal qui ne s’oxyde pas en profondeur! Et connais-tu le fer galvanisé?

Le fer galvanisé Et as-tu entendu parlé de l’inox ? Le fer galvanisé est recouvert d’une très fine couche de zinc dont l’oxydation en surface fait une barrière au passage du dioxygène. Très courant, on le trouve parfois dans des clôtures, des poteaux, toutes sortes d’objets en fer qui restent à l’extérieur. Et as-tu entendu parlé de l’inox ?

L’inox L’inox est une sorte de raccourci d’acier inoxydable : on a mélangé le fer avec d’autres métaux et comme par magie, le dioxygène et l’eau ne l’oxydent plus

Et les autres métaux, s’oxydent-ils ? Faisons les mêmes tests avec l’aluminium Que constates-tu? Air sec Eau + air Eau salée Eau sans air

Agrandissons la surface des métaux L’aluminium s’oxyde-t-il ? Comment s’appelle l’oxyde qui se forme lors de cette réaction avec le dioxygène de l’air ? Pourquoi l’oxydation de l’aluminium s’arrête-t-elle en surface?

Vérifions par une expérience On chauffe un fil l’aluminium La flamme du bec bunsen chauffe le fil et le fait fondre. L’aluminium devrait couler, former des gouttes (comme de la glace qui fond)… mais non, l’aluminium ne coule pas. Que s’est-il passé ?

L’alumine est une couche d’oxyde imperméable Autour de l’aluminium, il y a une couche d’alumine, qui reste solide quand on chauffe et qui retient l’aluminium fondu comme dans une poche: l’alumine est imperméable à l’aluminium comme au dioxygène de l’air, c’est pourquoi l’oxydation s’arrête en surface…

Conclusion En présence de dioxygène, l'aluminium s'oxyde pour donner une pellicule blanche : l'oxyde d'aluminium, appelée aussi alumine, qui isole le métal de l'air et le protège . L'oxydation s'arrête donc à la surface.

Pour quel métal l’oxyde formé ne protège pas de l’air ? L’aluminium L’étain Le zinc Le fer Le cuivre

Erreur, pour ce métal, l'oxyde qui se forme est imperméable et le protège!

la rouille ne protège pas le fer et l'oxydation se poursuit ! Mais, est-ce le seul ? oui non

et la plupart des alliages comportant du fer rouillent en profondeur Oui, bravo! Le fer et la plupart des alliages comportant du fer rouillent en profondeur Clique ici pour finir

Oui et non, de la liste proposée, seul le fer est détruit en profondeur