Vous rencontrez le zinc dans des tôles galvanisées, des gouttières, des alliages et certains produits chimiques. Dans le tableau périodique, son symbole est Zn et son numéro atomique est 30, soit le nombre de protons de son noyau. Sa masse atomique est de 65,38 u. À température ambiante, c’est un métal solide dont l’état d’oxydation courant est +2.
Dans quels minerais trouve-t-on le zinc ?
Le zinc est rarement présent sous forme de métal dans la nature. Son principal minerai est la sphalérite, aussi appelée blende, constituée de sulfure de zinc (ZnS). D’autres minerais, comme la smithsonite, contiennent du zinc sous forme de carbonate. La Société Chimique de France décrit deux voies principales pour obtenir le métal : la pyrométallurgie, qui utilise la chaleur et une réduction chimique, et l’hydrométallurgie, qui passe par une mise en solution puis une électrolyse.
Le zinc est ainsi séparé des autres constituants du minerai avant d’être récupéré sous forme métallique. Une partie peut aussi être récupérée à partir de résidus contenant du zinc, notamment ceux issus du traitement de métaux. La présence du zinc dans la nature ne signifie donc pas qu’on puisse le récolter directement sous forme de métal pur.
Pourquoi le zinc protège-t-il l’acier ?
L’usage le plus visible du zinc est la galvanisation, c’est-à-dire le dépôt d’une couche de zinc sur l’acier ou le fer. Cette couche freine le contact du métal avec l’eau et l’oxygène, qui favorisent la corrosion. La protection est également dite sacrificielle : si une zone de fer est exposée, le zinc peut s’oxyder à sa place. Le dossier de L’Élémentarium présente la galvanisation comme un débouché majeur du zinc et distingue le revêtement par immersion dans le métal fondu de l’électrozingage, réalisé par électrolyse.
Cette propriété explique la présence du zinc sur des pièces de construction, des éléments de véhicules ou des objets exposés aux intempéries. Le métal peut aussi être façonné en plaques pour des couvertures et des éléments d’évacuation des eaux.
Quels objets et composés en contiennent ?
Le zinc s’allie notamment au cuivre pour former le laiton, utilisé dans certaines pièces de quincaillerie et des instruments de musique. Il entre aussi dans des alliages de fonderie et dans des matériaux d’assemblage comme certaines soudures. Ses composés ont d’autres fonctions : l’oxyde de zinc (ZnO) est employé dans des produits tels que des peintures, des plastiques et des cosmétiques ; le sulfure de zinc (ZnS), grâce à ses propriétés de luminescence sous certains rayonnements, a des applications dans des matériaux lumineux et des écrans.
Le comportement chimique du zinc aide à comprendre cette diversité. Dans beaucoup de réactions, il forme des ions Zn²⁺, ce qui correspond à son état d’oxydation courant +2. Il réagit avec des acides dilués en dégageant du dihydrogène ; ce comportement ne signifie pas que le métal réagisse de la même façon dans tous les milieux.
Que révèle sa position dans le tableau périodique ?
Le zinc se trouve en période 4, dans le groupe 12 et le bloc d. Il appartient à la famille des métaux de transition. Sa configuration électronique est [Ar]4s² 3d¹⁰ : la sous-couche 3d est remplie, ce qui contribue à distinguer son comportement de celui de plusieurs métaux voisins. Sa place dans le tableau situe donc l’élément, mais ses usages s’expliquent aussi par ses réactions chimiques et par les propriétés des couches de zinc et des alliages qu’il forme.
Le zinc joue également un rôle biologique : des ions zinc participent au fonctionnement de nombreuses enzymes chez les êtres vivants, comme le rapporte la Société Chimique de France. Ce rôle dans des processus biologiques est distinct de l’utilisation industrielle du métal et de ses composés.