corrosion - chimie.

corrosion - chimie. 1 PRÉSENTATION corrosion, dégradation d'une substance, en particulier un métal ou un alliage, provoquée par l'action chimique d'un liquide ou d'un gaz sur la substance. Le terme corrosion s'applique plus particulièrement à l'action graduelle d'agents naturels, tels que l'air ou l'eau salée, sur les métaux. La corrosion est une branche de la chimie, car elle traite de la réaction entre un métal et un réactif. Si ce dernier est liquide, on parle de corrosion en solution ; s'il est gazeux, il s'agit de corrosion sèche. 2 CORROSION EN SOLUTION La corrosion en solution peut être de différentes natures : corrosion chimique, électrochimique ou biologique. La corrosion chimique est due à une réaction chimique hétérogène entre le métal, phase solide, et son environnement en phase liquide ou gazeuse. Il existe très peu de cas de corrosion chimique pure. La corrosion chimique est souvent liée à une corrosion électrochimique, qui apparaît lorsque le métal ou le réactif présente des hétérogénéités : il y a alors formation de piles et un courant électrique est induit entre des parties métalliques qui jouent le rôle de micro-anodes et d'autres parties, les micro-cathodes. Les micro-anodes sont attaquées. Par exemple, on observe la corrosion électrochimique sur du fer contenant des inclusions de soufre. La corrosion biologique est l'attaque des métaux par des bactéries. Il peut alors y avoir formation de composés, tels que le dioxyde de carbone, l'anhydride sulfureux, ou des acides organiques qui détériorent le métal. La corrosion biologique intervient en particulier dans les canalisations enterrées et les coques de bateau. L'exemple le plus courant de corrosion en solution est la rouille du fer, réaction chimique complexe dans laquelle le fer se combine à la fois avec l'oxygène et avec l'eau pour former l'oxyde de fer hydraté. L'oxyde est un solide qui a la même forme que le métal à partir duquel il s'est formé, mais est poreux, un peu plus volumineux, relativement fragile et friable. Trois méthodes principales peuvent être utilisées pour empêcher la corrosion en solution : allier le métal pour qu'il soit chimiquement résistant à la corrosion ; protéger le métal par un métal chimiquement actif qui réagira avec les substances corrodantes plus facilement que le métal de départ ; recouvrir le métal par un revêtement de surface imperméable à l'air et à l'eau, qui ne pourront alors pas agir sur le métal. La méthode de l'alliage est la plus efficace mais la plus coûteuse. Un bon exemple d'alliage est l'acier inoxydable, dans lequel le chrome seul ou le chrome et le nickel sont alliés au fer. Cet alliage n'est pas seulement antirouille ; il résiste également à l'action de produits chimiques corrosifs, tels que l'acide nitrique concentré ou chaud. La deuxième méthode est également efficace, mais d'un coût élevé. L'exemple de métal actif le plus courant est le fer galvanisé, fer recouvert de zinc. En présence de solutions corrosives, un potentiel électrique s'établit entre le fer et le zinc, provoquant la dissolution du zinc, mais protégeant le fer aussi longtemps que le zinc subsiste. La troisième méthode, qui consiste à protéger la surface métallique par une couche imperméable, est la moins coûteuse et, de ce fait, la plus courante. Elle est efficace si aucune fissure n'apparaît dans le revêtement. En effet, en présence d'un revêtement fissuré, la rouille se forme aussi vite que sans protection. Si la couche protectrice est un métal inactif, comme l'étain ou le chrome, un potentiel électrique s'établit, protégeant la couche, mais accélérant l'action de la rouille sur le fer. Les revêtements les plus efficaces sont les émaux cuits, les revêtements les moins coûteux sont les peintures telles que le minium de plomb. Certains métaux très réactifs, comme l'aluminium, semblent ne pas se corroder dans des conditions atmosphériques normales. En réalité, l'aluminium se corrode rapidement : il se forme une fine couche d'oxyde d'aluminium, transparente et uniforme sur la surface métallique, protégeant ainsi l'aluminium d'une corrosion ultérieure. Le plomb et le zinc, moins actifs que l'aluminium, sont protégés par des films d'oxyde similaires. Le cuivre est moins réactif que les métaux précédemment cités. En présence d'acides faibles, tels que l'acide carbonique, il se corrode sous l'action de l'air et de l'eau. L'acide carbonique forme alors un carbonate de cuivre basique, vert ou poreux. Les produits verts issus de la corrosion, appelés vert-de-gris ou patine, apparaissent sur des alliages de cuivre comme le laiton et le bronze, ainsi que sur le cuivre pur, comme celui qui recouvre les statues publiques et les plafonds d'ornement. 3 CORROSION SÈCHE La corrosion sèche est l'attaque d'un métal par un gaz, conduisant à la formation d'un troisième composé. La plus connue est celle qui est provoquée par l'attaque des métaux ou des alliages par l'oxygène. C'est un processus d'oxydation très complexe. Lorsque le métal est placé dans une atmosphère gazeuse, sa surface adsorbe les particules de gaz par un processus physique ou chimique selon la température. La vitesse de corrosion dépend ainsi de la température du métal. Certains métaux nobles sont si inactifs qu'ils ne subissent pas la corrosion de l'atmosphère. Parmi ces métaux, on trouve l'argent, l'or et le platine. Une combinaison d'air, d'eau et de sulfure d'hydrogène, agit sur l'argent, mais la quantité de sulfure d'hydrogène présente dans l'atmosphère est si faible que le degré de corrosion est négligeable. Cependant, l'argent perd son aspect brillant et noircit : on dit qu'il se désargente. Cette décoloration est due à la formation de sulfure d'argent, et s'observe parfois sur les bijoux anciens et la coutellerie en argent. On lutte contre la corrosion sèche en utilisant des revêtements protecteurs, que l'on applique sur le substrat par différents procédés, comme l'immersion dans un métal liquide (dépôt d'aluminium) ou la galvanisation suivie d'une diffusion thermique (cas du chrome et du nickel). On peut déposer des revêtements en céramiques (oxydes, carbures), par projection à chaud ou par oxydation d'un composant de l'alliage à protéger. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.