L'or dans tous ses états

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Matière et matériaux

L'or dans tous ses états

Suite à une sortie géologie sur le thème de la recherche d'or avec un moniteur de Millau, une question m'a été posée quant aux différents états de la matière, l'or en l'occurrence.
On peut trouver l'or sous une forme solide, liquide, dissout ; mais peut on trouver certains métaux, voir quel type de métaux ou matériaux à l'état de vapeur.
Est ce que tous les matériaux peuvent passer par les trois états ? Si non, lesquels et pourquoi ?

Mon 03/09/01 - 14:00

Telle quelle, la question est un peu ambiguë car elle se réfère à des corps différents pour le solide et le liquide. Si on se donne un peu de mal, il est possible d'obtenir chaque élément, mais aussi une très grande quantité d'espèces chimiques pures, sous les trois états, solide, liquide et gazeux. Dans le cas de l'or, l'état liquide qui est décrit ici ne correspond pas à l'état liquide de l'or, mais à l'état liquide d'une sorte spéciale d'alliage d'or et de mercure qu'on appelle un amalgame. En gros, à la température ordinaire, tous les métaux sont à l'état solide, SAUF le mercure, qui est liquide. Pour ce qui est de l'état gazeux, il n'y a pas de métaux qui existent à la température ordinaire sous forme uniquement gazeuse, néanmoins, certains métaux, dont encore une fois le mercure, s'évaporent légèrement et répandent donc autour d'eux de la vapeur de métal, qui, dans le cas du mercure, est particulièrement toxique.
Lorsqu'on chauffe les métaux, de préférence à l'abri de l'oxygène, ils finissent par fondre et devenir liquides. Pour certains d'entre eux, il suffit de chauffer à peine : le gallium fond à 28 °C et le sodium à 97,8 °C. A l'autre bout de l'échelle, certains métaux, dits réfractaires ont beaucoup de mal à fondre, comme le tungstène qui fond à 3400°C ou le tantale (3 000° C).

Quand on continue à chauffer, ils s'évaporent et donnent du métal à l'état de vapeur. Les lampes au sodium ou au mercure de nos éclairages publics mettent quelques secondes à s'allumer car il faut chauffer le métal pour obtenir la vapeur nécessaire à leur fonctionnement.
Malheureusement, les choses ne sont pas aussi simples quand il s'agit de corps composés, car ils peuvent se décomposer à des températures inférieures à leur point de fusion ou d'ébullition. C'est le cas, par exemple, du sucre pour la fusion ou du beurre pour l'ébullition.
Pour ce qui est du problème des états de la matière, de la réalité des états liquide, pâteux, vitreux, solide, cristallisé, amorphe etc., je renvoie à un épais dossier qui date, je pense d'i y a deux ans.

Voici, en restant au niveau le plus bas, une réponse à nos chercheurs d'or.

lun 03/09/2001 - 03:01
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Il existe trois états de la matière : liquide, solide et gaz. On peut observer un quatrième état : le plasma, mais très rarement dans des conditions naturelles.
Tous les corps simples (composés d'un seul élément chimique) existent sous ces trois états. La plupart des métaux sont solides à température ambiante. Quand on augmente la température, ils se liquéfient (quand la température atteint le point de fusion) puis se vaporisent (quand la température atteint le point d'ébullition). Certains corps simples peuvent passer directement de l'état solide à l'état gazeux, sous certaines conditions, on parle alors de sublimation.
Il existe des métaux liquides à température ambiante, comme le mercure (toxique) ou d'autres dont le point de fusion est bas et fondent dans la main, comme le césium (toxique).
L'état dissous n'est pas un état de la matière, car il s'agit d'un mélange entre un solvant et un soluté.
Les métaux peuvent exister à l'état gazeux. Il sera d'autant plus facile d'obtenir cet état de la matière que le point de fusion est bas (ainsi que le point d'ébullition) : on obtient très facilement des vapeurs de mercure (point de fusion inférieur à la température ambiante) que des vapeurs de fer (point de fusion très élevé).

A titre indicatif, voici les points de fusion de quelques métaux :

Sodium (Na) : 98 °C
Aluminium (Al) : 660 °C
Chrome (Cr) : 1860 °C
Fer (Fe) : 1538 °C
Cuivre (Cu) : 1085 °C
Mercure (Hg) : -38.7°C
Or (Au) : 1065 °C
Césium (Cs) : 28.6°C

lun 03/09/2001 - 03:01
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