AC : Purification de l’eau à l’aide de l’argent (III)

Je poursuis cette série toujours basée sur l’étude des chercheurs indiens dont la référence est donnée dans les articles précédents. Nous avons noté qu’une des particularités des métaux nobles est qu’ils peuvent rester à l’état métallique dans l’eau sans subir une oxydation. Avant de poursuivre, quelques éléments de compréhension sont nécessaire que j’expose ci-dessous, les définitions sont prises sur Wikipédia en partie. Si toutefois, vous voulez sauter cette partie, allez directement à la conclusion.

  1. Un cristal est dit cubique à faces centrées (CFC) lorsque les nœuds de son réseau sont situés aux 8 sommets d’un cube et au centre de chacune des faces de ce cube. Le réseau rhombohédral est formé de cube dont les angles ne forment pas 90°.
  2. En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d’un corps de l’état solide vers l’état liquide.
  3. L’ébullition est la formation de bulles lors d’un changement violent d’un corps de l’état liquide vers l’état gazeux. Ce phénomène est donc une vaporisation rapide.
  4. Capacité à attirer les électrons lors de la formation d’une liaison chimique avec un autre élément. La différence d’électronégativité entre ces deux éléments détermine la nature de la liaison covalente : Liaison apolaire lorsque la différence est faible, liaison polaire quand la différence est forte, et ionique quand la différence est tellement forte qu’un des éléments a attiré complètement les électrons: les atomes sont devenus des ions et portent des charges électriques entières. Pour comparaison, le Fluor (un élément non-métal) a comme électronégativité 4 le double de l’argent, cet élément aime les électrons. Les métaux sont électropositifs, autrement dit, ils ont tendance à perdre leurs électrons.
  5. L’affinité électronique, parfois notée AE ou A, est la quantité d’énergie dégagée suite à la capture d’un électron par un atome en phase gazeuse. Plus l’affinité électronique est grande plus la capture d’un électron par l’atome dégage de l’énergie et plus cette capture est stable. Une affinité électronique négative signifie au contraire qu’il faut fournir de l’énergie à l’atome pour lui attacher un électron.
  6. Le potentiel d’ionisation ou énergie d’ionisation d’un atome ou d’une molécule est l’énergie qu’il faut fournir à un atome neutre pour arracher un électron (le moins lié) à l’état gazeux et former un ion positif.
  7. Un picomètre (symbole : pm) est une unité de longueur du système métrique, équivalent à 1 pm = 10-12 m, ou encore 1/1 000 000 000 000 m.
  8. Le pascal (symbole : Pa) est l’unité SI (Système international d’unités) de contrainte et de pression.
  9. La densité peut être rapprochée à la masse volumique. Une densité égale à 8,00 correspond à une masse volumique de 8,00 g/cm3 ou encore 8000 Kg/m3, dans le tableau, la densité des métaux est donnée en Kg/m3.
  10. La conductivité thermique ou conductibilité thermique est une grandeur physique caractérisant le comportement des matériaux lors du transfert thermique par conduction. Elle représente la quantité de chaleur transférée par unité de surface et par unité de temps sous un gradient de température de 1 degré par mètre. L’unité est donnée par Watt par mètre Kelvin.

Propriétés basiques de certains métaux nobles en comparaison avec d'autres métaux de transition

Certaines propriétés de certains métaux nobles en comparaison avec d’autres métaux de transition

D’après le tableau ci-dessus, nous remarquons que les métaux nobles ont une grande conductivité, une dureté extrême, une grande densité et une grande affinité électronique. Les propriétés d’un métal diffèrent à l’échelle nanométrique et à l’échelle macroscopique. Afin d’illustrer l’affirmation précédente, prenons le métal or, dans son état macroscopique, la couleur réfléchie par ce dernier est la couleur jaune, dans son état colloïdal, les petites particules d’or peuvent réfléchir différentes longueurs d’ondes, rose pâle, rose, rouge selon la concentration des colloïdes dans l’eau. Pour expliquer ce phénomène, les scientifiques ont réussi à mettre en évidence, ce que l’on appelle la « résonance plasmon de surface« , le plasmon de surface est une onde (qui est aussi une sorte de sonde), permettant d’identifier les deux côtés de l’interface séparant un métal (or, argent…) plongé dans un milieu diélectrique, dans notre cas, l’eau distillée (ou un milieu biologique), parallèlement à laquelle elle se propage.

Une autre propriété qui diffère dans le monde macroscopique et dans le monde nanonmétrique est le point de fusion, pour le métal or, le point de fusion se situe à 1337 Kelvin (1063,8° C), alors que pour une particule d’or de 4 nanomètres, le point de fusion se situe à 700 K ou encore 426,85° C. Et cette différence se remarque également dans le potentiel de réduction (c’est à dire la « force » avec laquelle les ions s’emparent des électrons) du métal selon la taille.

Conclusion

En conclusion, le monde nanométrique ne réagit pas comme dans le monde macroscopique pour un métal. Tout comme le monde quantique a ses lois qui ne sont pas applicables dans notre monde, les colloïdes métalliques, agglomérat de particules nanométriques n’ont pas les mêmes propriétés et lois que les métaux.

Dans le prochain article de cette série, on va enfin aborder la purification de l’eau.

=> AC : Purification de l’eau à l’aide de l’argent (IV)


Les vues présentées sont les miennes et peuvent évoluer sans qu’il soit nécessaire de faire une mise à jour dans l’article même. Il se pourrait que j’apporte des rectifications ou évolutions dans l’avenir dans un autre article, si de nouveaux éléments viennent contredire mes propos. Les articles présentés ne constituent en rien une invitation à suivre aveuglement.

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