Étain

iso	AN	Période	MD	Ed	PD
				MeV
¹¹²Sn	0, 97 %	stable avec 62 neutrons
¹¹⁴Sn	0, 65 %	stable avec 64 neutrons
¹¹⁵Sn	0, 34 %	stable avec 65 neutrons
¹¹⁶Sn	14, 54 %	stable avec 66 neutrons
¹¹⁷Sn	7, 68 %	stable avec 67 neutrons
¹¹⁸Sn	24, 23 %	stable avec 68 neutrons
¹¹⁹Sn	8, 59 %	stable avec 69 neutrons
¹²⁰Sn	32, 59 %	stable avec 70 neutrons
¹²²Sn	4, 63 %	stable avec 72 neutrons
¹²⁴Sn	5, 79 %	stable avec 74 neutrons
¹²⁶Sn	{syn. }	∼100 000 a	β-	0, 380	¹²⁶Sb

Précautions

SIMDUT^[8]

Produit non contrôlé

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'étain, du latin stannum, est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Sn et de numéro atomique 50.

Caractéristiques

C'est un métal gris-argent, malléable, moyennement ductile à température ambiante. Il est hautement cristallisé et «crie» ou «pleure» quand on en plie une barre (rupture des liaisons cristallines).

Il résiste à la corrosion par l'eau de mer et l'eau douce, mais peut être attaqué par les acides forts.

C'est une ressource non renouvelable.

Variétés allotropiques

À la pression atmosphérique, l'étain pur possède trois variétés allotropiques (il peut exister sous trois formes cristallines). Entre 13 °C et 162 °C, l'étain est sous forme $β$ , c'est l'étain blanc, de masse volumique 7, 28 g. cm^-3. Au dessus de 162 °C, on trouve la forme $γ$ , structure orthorhombique, cassante, qu'on peut pulveriser avec un mortier. En dessous de 13 °C, l'étain blanc se transforme lentement en étain gris, de structure diamant, c'est la forme $α$ , de densité 5, 75 g. cm^-3.

Cette transformation et le changement de densité qui l'accompagne affectent la tenue mécanique du matériau. En dessous de -50 °C, la transformation est rapide et l'étain devient pulvérulent (tombe en poussière). C'est la «peste de l'étain». Il a été avancé par certains historiens que le changement de forme allotropique de l'étain ait pu jouer un rôle dans les défaites de Napoléon I^er en Russie. Exposés à la très basse température ambiante de la campagne de Russie les boutons d'étain des uniformes des soldats devenaient cassants par transformation en étain gris entraînant chez eux un certain inconfort^[9].

Historique

L'étain était connu dans l'Antiquité sur toute la planète. Le nom d'origine latine stannum ou stagnum fut en premier lieu utilisé pour un mélange d'argent et de plomb. Les navires phéniciens franchirent les colonnes d'Hercule et allèrent jusqu'en Bretagne et en Cornouaille (les mythiques «îles Cassitérides») à la recherche des mines d'étain (en grec ancien κασσίτερος). Plus tard, Jules César a décrit l'exploitation de minerais d'étain dans les mines de Cornouailles en Grande-Bretagne. Depuis la Grande-Bretagne, la route de l'étain, passant en Gaule et empruntant le Rhône, fait partie des objectifs de la conquête césarienne, laquelle est de sécuriser cette voie d'approvisionnement.

Utilisations

Sous forme d'étain

Fer-blanc : tôles fines d'acier doux recouvertes d'une mince couche d'étain, le plus souvent par électro-déposition. Le fer-blanc est en particulier utilisé pour fabriquer les emballages métalliques (boîtes de conserve).
Brasure : Le métal d'apport est constitué par un alliage, fréquemment d'étain (à raison de 2 à 63 %) avec le plomb, à bas point de fusion (185 °C). Du fait de la méfiance de plus en plus grande vis-à-vis du plomb, la composition évolue vers des alliages sans plomb, par exemple étain-cuivre ou étain-argent, bien plus chers et nécessitant une température plus élevée (225 °C).
Étamage : l'étamage consiste à recouvrir une pièce métallique d'une fine couche d'étain pour garantir de bons contacts électriques. L'étain pur (sans plomb) peut cependant former des «whiskers», c'est-à-dire des fils micrométriques susceptibles de provoquer des courts-circuits. Le processus de formation des «whiskers», qui dure plusieurs mois, est mal compris (il semble que l'intensité du champ magnétique joue un rôle). Des remèdes existent (ajouts de traces d'autres métaux au moment du dépôt de la couche d'étain).
Monnaies : On incorpore fréquemment de l'étain dans les pièces de monnaie. Les pièces de 50 centimes, 20 centimes et 10 centimes d'Euro en contiennent 1 %.
Soudure (le terme est incorrect dans la mesure où il n'y a pas fusion des matériaux à assembler, c'est une brasure) : de par sa bonne conductivité et de son assez basse température de fusion (surtout lorsqu'il est associé au plomb), l'étain est particulièrement fréquemment utilisé pour souder des composants électroniques sur des circuits imprimés.
Vaisselle et décoration : le plus souvent en «métal anglais», un alliage d'étain (de 70 à 94 %), d'antimoine (de 5 à 24 %) et de cuivre (jusqu'à 5 %).
Produit anti-algues : on traite les coques de bateau avec une peinture contenant une substance dérivé du tributylétain (C₄H₉) ₃Sn. Ces composés utilisés pour empêcher la fixation des algues sur les coques des navires sont toxiques pour l'environnement, ce qui en fait limiter l'usage aujourd'hui.
Verre : pour fabriquer le verre plat, le procédé le plus commun est le flottage sur lit d'étain en fusion (float glass).
Supraconducteur : l'alliage étain-niobium Nb₃Sn est supraconducteur à des températures assez «élevées» (température critique de -254, 15 °C). Ses performances : densité de courant de 750 A·mm^-2 sous 12 Tesla le sert à désigner comme le successeur du niobium-titane pour les applications à grande échelle.
Les feuilles d'étain ont été utilisées pour la conservation de la viande.

Sous forme de bronze

Le bronze, mélange de cuivre et d'étain, est aujourd'hui reconnu comme le premier alliage qui a été réalisé et utilisé par l'homme. Son influence fut si grande qu'une période de la préhistoire (protohistoire) fut nommée «âge du bronze» en référence à cet alliage (d'environ 2000 à 800 avant J. -C. ). Le nom «bronze» viendrait de Brindisi, ville d'Italie, célèbre dans l'antiquité par sa métallurgie du bronze. En Mésopotamie, à Ur, on a trouvé des objets en bronze datés de 5 000 ans avant Jésus-Christ.

L'étain intervient sous forme alliée dans la composition de nombreux objets, instruments ou matériaux, surtout :

Sculpture : l'alliage noble pour les sculptures est le bronze (environ 80 % cuivre, 20 % étain).
Robinetterie : utilisation d'un alliage intermédiaire entre le laiton et le bronze qui comprend 10 % d'étain et 3 % de zinc.
Tuyau d'orgue : utilisation d'un alliage comprenant 77, 5 % d'étain, 22 % de plomb et 0, 5 % de cuivre. Il donne une belle sonorité, résiste bien à la corrosion et garde une belle couleur pour les tuyaux de «montre».
Cloche : utilisation du bronze contenant entre 21, 5 et 24 % d'étain (d'autant plus que la cloche est petite).
Canon de l'artillerie à poudre.
L'or mussif est un bi-sulfure d'étain d'aspect doré, utilisé surtout dans l'art byzantin pour les icônes et les mosaïques.

Divers

La Malaisie est le pays où se situent la majorité des réserves mondiales d'étain. La cassitérite y est surtout exploitée par dragage des fonds sous-marins, ce qui n'est pas sans poser de sérieux problèmes environnementaux.

Symbolique

Les noces d'étain symbolisent les 10 ans de mariage dans le folklore français.
L'étain est le 4^e niveau dans la progression de la sarbacane sportive.

Liens externes

Notes et références

(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90^e éd. , Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
(en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, «Covalent radii revisited», dans Dalton Transactions, 2008, p. 2832 - 2838 [ lien DOI ]
Procès-verbaux du Comité international des poids et mesures, 78e session, 1989, pp. T1-T21 (et pp. T23-T42, version anglaise).
http ://environmentalchemistry. com/yogi/periodic/Sn. html
(en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International, 1996, 251 p. (ISBN 0803120664) [lire en ligne], p. 71
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89^e éd. , p. 10-203
«Étain» dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
Page 175 dans Dictionnaire des corps purs simples de la chimie - Éléments, atomes et molécules de Robert Luft, édité par Association Cultures et Techniques, en 1997, on peut lire ceci : «il (ce phénomène) est décrit lors de la campagne de Russie par les soldats de Napoléon, bien positionnés pour faire cette observation, leurs boutons de pantalons étaient en étain»

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Métalloïdes	Non-métaux	Halogènes	Gaz rares
Métaux alcalins	Métaux alcalino-terreux	Métaux de transition	Métaux pauvres
Lanthanides	Actinides	Superactinides	Éléments non classés

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