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Accueil > Science pour tous > 2019 - Année internationale du tableau périodique des éléments > Tous les éléments présentés

Cuivre

Le cuivre est un métal rouge-brun, malléable et ductile. Sur les surfaces en contact avec l’air il se forme un film verdâtre de carbonate de cuivre. Le cuivre existe à l’état natif ou sous forme de minerais. Généralement on le trouve dans les sulfures tels que la chalcopyrite (CuFeS2), la covelline (CuS), la chalcosine (Cu2S) ou la cuprite (Cu2O). Le cuivre forme des alliages : avec l’étain on obtient le bronze (Cu/Sn), avec le zinc on aura du laiton (Cu/Zn).

Statue de la liberté en cuivre qui avec le temps s’est oxydé pour former une couche verte.
Initialement, la statue de la liberté était orange !
Wikipédia-Crédits : Elcobbola Domaine public

Étymologie  : vient du latin « cuprum » signifiant île de Chypre. Cela provient du fait que les Romains importaient le cuivre de Chypre.

Origine  : Le cuivre est formé en partie lors de l’explosion des étoiles massives (plus de 8 fois la masse du Soleil) en fin de vie, appelée supernova de type II, en partie lors d’explosions de supernova de type Ia, c’est à dire l’explosion d’une naine blanche dans un système binaire, rendue instable par l’accrétion de matière provenant d’un compagnon au stade géante rouge. De plus environ 1% est formé par capture de neutrons lents dans l’enveloppe de l’étoile géante pendant le stade évolutif dit de la "branche asymptotique", lors des tous derniers stades d’évolution des étoiles de type solaire.

Historique  : Le cuivre a été le tout premier métal utilisé par l’homme dès 5000 avant J-C. Ajouté à l’étain, il forme le bronze, alliage plus dur et résistant. Aux alentours de 2500 avant J-C, cette découverte fait passer l’homme de l’âge du cuivre à l’âge du bronze.

Utilisation dans la vie courante :

Le cuivre est souvent utilisé comme conducteur électrique : réseaux électriques modernes et pistes de circuits imprimés. On le trouvait dans nos cuisines, sous la forme de casseroles notamment. On s’en sert également pour les conduites d’eau. Il est utilisé dans la fabrication des pièces de monnaie.

Raccords de canalisation en cuivre -
Crédits : Wikipédia, Torsten Bätge Domaine public
Batteries de casseroles en cuivre - Crédits : Wikipédia, Jebulon Domaine public
Pièces de monnaies en cuivre - Crédits : Institut UTINAM

Les propriétés antimicrobiennes du cuivre ont été redécouvertes récemment : les poignées de portes en acier dans les hôpitaux ont été remplacées par d’autres en cuivre pour limiter le développement des maladies nosocomiales.

Le cuivre à l’Institut UTINAM :
Au sein de l’Institut UTINAM, des travaux sont réalisés sur la filtration de solutions contaminées par des ions métalliques comme les ions Cu(II) au moyen de membranes modifiées par des films polymères.
En effet, il est possible de modifier des membranes organiques d’ultrafiltration en polyéthersulfone par des films polymères, et en particulier par des films d’hydrochlorate de polyallylamine (PAH) et de polystyrène sulfonate de sodium (PSS). En utilisant les conditions opératoires adéquates, il est alors possible de décontaminer une solution aqueuse contenant un ou plusieurs cations comme les cations Cu(II), Ni(II) et Zn(II). Cette décontamination peut être considérée comme efficace puisque 90% des cations sont retenus par ces membranes modifiées lorsque les quantités de contaminants métalliques sont présentes à 50 ppm. A très haute concentration en contaminants, l’efficacité de la filtration membranaire est encore bonne car le taux de rétention est maintenu à 70%, ce qui reste plus que correct en regard des concentrations utilisées. Par ailleurs, les membranes peuvent être réutilisées car elles ne subissent pas de colmatage et conservent un bon taux de rétention même après un grand nombre de filtrations.

Taux de rétention des ions Cu(II) en fonction de la concentration initiale en cations métalliques à travers des membranes modifiées -
Crédits : Institut UTINAM