Cuivre (Cu)

Le cuivre est probablement le premier métal connu sur Terre. Les plus anciennes traces d'artisanat du cuivre connues à ce jour datent de 4000 à 4500 ans avant J.-C et ont été trouvées en Bulgarie. Le cuivre (Cuprum en latin) se trouve à l’état natif pur sur l’île de Chypre, d’où vient son nom, et où les Grecs l’ont exploité depuis la plus haute Antiquité.

Statue de Zeus en bronze

Statue de Zeus en bronze datant d'environ 460 ans avant J.-C. Le bronze est un alliage de cuivre et d'étain. (Image: Marcus Cyron/Wikimedia Commons)

Une utilisation qui remonte à l'Antiquité

L’Âge du cuivre s’étend de 5000 à 2000 ans avant J.-C. Mais sa métallurgie ne s’est développée qu’au moment où on a su l’extraire de ses minerais carbonatés et sulfurés, vers 2000 av. J.-C.. L’Âge du cuivre a été suivi de l’Âge du bronze, qui est un alliage de cuivre et d'étain. Ce dernier présente l’avantage d’être plus résistant et plus facile à fondre. En effet, le cuivre fond à 1093°C et le bronze vers 600 à 800°C, selon la proportion d’étain.

Un excellent conducteur électrique et thermique

Bobine de cuivre

Le cuivre est un excellent conducteur. Il est massivement utilisé dans les circuits électriques à travers le monde. (Image: AlbertHerring/Wikimedia Commons)

Le cuivre est un métal relativement mou, de couleur rougeâtre. C’est le meilleur conducteur électrique après l’argent et l’or. On l’utilise donc pour réaliser tous les fils et autres connexions électriques dans le monde. Comme il conduit également bien la chaleur, on l’utilisait également pour réaliser des ustensiles de cuisine et des bassines en cuivre. Cette application a perdu de l’importance aujourd’hui à cause de la toxicité de ses composés.

 

Saxophone

Beaucoup d'instruments à vent, communément appelés «cuivres», sont en fait en laiton, un alliage de cuivre et de zinc. Le saxophone, même s'il est en laiton, est cependant classé dans la catégorie des «bois» à cause de son bec en ébène. (Image: Rama/Wikimedia Commons)

De nombreux alliages

Les alliages du cuivre les plus connus sont le bronze et le laiton. Le bronze contient de 3 à 20% d’étain. On ne l’utilise plus guère qu’en sculpture, ou pour faire des cloches et carillons. Les Grecs l’appelaient «chalcos», et les Romains «aes» d’où provient le mot airain. Le laiton est un alliage contenant de 5 à 45% de zinc. C’est un métal jaune, dur, mais très malléable et résistant remarquablement à la corrosion. On en fait des barres, des tubes, des fils, des pièces de robinetterie et de la joaillerie, et des instruments de musique que l'on nomme communément, par abus de langage, des «cuivres» (trompette, trombonne, tuba...). Les pièces de monnaie suisses sont maintenant en cupronickel, un alliage de cuivre et de nickel.

Le cuivre s’oxyde très lentement au contact de l’air en se recouvrant d’un oxyde de cuivre noir de formule CuO. Mais si le cuivre est également mis en contact avec de l’eau et du gaz carbonique contenus dans l’air, l’oxyde se transforme peu à peu en vert-de-gris, que l'on peut observer sur les vieilles pièces de monnaie ou les sculptures en bronze.

Un puissant biocide

Les composés de cuivre sont toxiques pour l’homme. Mais ce sont aussi des antiseptiques remarquables dans le monde vivant. Aucune moisissure ne se développe sur un morceau de pain trempé dans une solution de sulfate de cuivre CuSO4. De même, on imprègne de sulfate de cuivre le bois des poteaux téléphoniques. Un mélange de sulfate de cuivre et de chaux forme un dépôt blanc bleuâtre contenant de l’hydroxyde de cuivre insoluble Cu(OH)2 appelé bouillie bordelaise et dont on enduit les feuilles de vigne et de pomme de terre pour les protéger des maladies comme le mildiou ou l'oïdium. Les peintures pour coques de bâteau en contiennent également afin d'éviter la prolifération d'algues et de crustacés sur celles-ci.

Pour découvrir les propriétés et les utilisations d'autres éléments chimiques, regarde notre dossier «Eléments chimiques au quotidien».

 

Texte: Maurice Cosandey et Rédaction SimplyScience.ch

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