Le zinc (prononcé ou ) est l'élément chimique de numéro atomique 30 et de symbole Zn. Le corps simple zinc est un métal.
Généralités sur l'élément zinc, histoire et lexicographie
Le zinc est par certains aspects semblable au magnésium dans la mesure où son état d'oxydation courant est +2, donnant un cation de taille comparable à celle de Mg. C'est le le plus abondant dans l'écorce terrestre. Il possède cinq isotopes naturels stables.
Le zinc est un élément du groupe 12 et de la période 4. Stricto sensu, c'est un métal pauvre, qui ne répond pas à la définition des éléments de transition par l'IUPAC : ; en pratique cependant, il est très souvent assimilé aux métaux de transition dans les manuels et de très nombreux ouvrages. Il fait partie du « groupe du zinc », ou groupe B, qui comprend, par numéro atomique croissant, Zn, Cd et Hg, éléments caractérisés par deux électrons sur la sous-couche s au-delà d'une sous-couche d complète. La configuration électronique du zinc est . Zinc et cadmium Cd sont des métaux électropositifs assez semblables, alors que le mercure Hg présente une réactivité encore plus faible et un caractère métallique encore plus noble. Pour les chimistes, le groupe du zinc se distingue nettement des alcalino-terreux, avec des métaux insolubles dans l'eau, ayant des points de fusion et d'ébullition assez bas, de faibles rayons ioniques, et ayant tendance à former des complexes.
Dans le milieu naturel, le zinc est environ plus abondant que le cadmium, environ plus abondant que le mercure.
Histoire
Les minéralogistes considèrent l'espèce minérale, le corps simple ou « métal au sens moderne » connu avant l'Antiquité. Le zinc cassant à température ambiante et qui s'oxyde facilement n'a jamais été considéré comme un « métal antique ». De plus, il n'avait pas grand intérêt directement. De manière pratique, les métallurgistes de l'Antiquité employaient ses minerais mélangés à d'autres minerais de cuivre et/ou d'étain qui permettaient de fabriquer divers laitons et/ou des bronzes ou airains sophistiqués.
Les Anciens qui connaissaient la cadmeia (en ), petra cadmeïana ou pierre cadméenne, la cadmia déjà extraite dans les mines de la cité thébaine, dénommée en français du la « cadmie », pierre calaminaire ou « calamine », un minéral ou minerai carbonaté de zinc, paraissent avoir connu le corps simple zinc obtenu dans des conditions strictement réductricesRappelons la polysémie des termes cadmie, calamine, qui peuvent aussi bien désigner divers oxydes. Il faut à chaque fois définir un champ d'activité et un registre de langue, à une époque donnée, pour ne pas se perdre.. Homère cite ce composant du laiton, et, des idoles principalement à base de zinc probablement mises en forme à chaud ne sont pas inconnues aux temps homériques en Grèce continentale ou îlienne. Il existe aussi des bracelets remplis de zinc, par exemple ceux découverts sur l'île de Rhodes dans l'antique cité de Camiros ou Cadmeiros détruite au , ce qui a permis de donner une estimation bornée sur la période de leur fabrication, The history of zinc and cadmium, in A comprehensive treatise of inorganic and theoretical chemistry, volume 4, Longmans, Green et Co Ltd, Londres, 1929, pages 298-405 (partie Zn Cd Hg). Zinc NSCEP in texto sur le site EPA US Environmental Protection Agency.
La métallurgie indienne produit abondamment du zinc purifié dès le , à partir de carbonate de zinc et de matières organiques réductrices, comme de la laine usagée. Les marchands arabes, en contact avec les Indiens du Nord, l'exportent vers l'Occident et l'Orient. L'Indonésie, puis la Chine semblent en fabriquer de même qualité respectivement un et deux siècles plus tard. Les navigateurs portugais cassent le monopole des caravaniers ou navigateurs arabes. Ils sont bientôt concurrencés par les compagnies hollandaises.
Ce corps simple, autrefois confondu parfois avec de mauvaises variétés d'étain, mais permettant la fabrication directe des laitons, est présenté dans le « livre des forges » de Georgius Agricola qui l'observe fondu près des mines de Silésie en 1546, comme il semble aussi apparaître dans les écrits abscons de Basile Valentin, vers 1650. Il faut attendre en 1695 la préparation publique du zinc à partir de la calamine ou carbonate de zinc, ou à défaut la blende, par le chimiste batave Guillaume Homberg, professeur de chimie du généreux futur duc d'Orléans, et futur régent Philippe. Au , la plupart des bronzes d'art sont des « bronzes au zinc », en réalité des bronzes fortement cuivrés avec plus de zinc que d'étain ou de plombLes bronzes des ateliers Keller peuvent être du cuivre à du zinc à , de l'étain à et du plomb à . Cité dans la courte histoire de la fonderie de Zn (techniques sous pression après 1805). Le métal zinc favorisant le coulage dans des moules est souvent présent, mais en faible quantité, dans les objets d'art obtenu par moulage
L'industrie du zinc se développe progressivement du milieu du à 1820, où il existe une véritable industrie du zincD'un point de vue scientifique, il faut attendre la systématique de Lavoisier en 1787, pour que le zinc soit unanimement reconnu comme élément chimique.. La première fonderie de zinc, procédant par réduction d'oxyde de zinc à l'abri de l'air, est installée par Andreas Margraff entre 1746 et 1749Les pharmaciens et chimistes Margraff père et fils s'inspirent des travaux du chimiste suédois Anton Swab.. Les métallurgistes anglais investissent dans la production du zinc, à l'exemple de William Champion fabricant de laitons. Le chimiste liégeois Jean-Jacques Dony perfectionne avant 1810 les procédés à l'usine de la Vieille-Montagne près de Liège.
ZnO poudre blanche à froid, jaune à chaud + C charbon de bois, chauffage minimal vers La température de chauffage est en pratique entre et , pour sublimer ou volatiliser l'oxyde de zinc tout en le rendant réactif. → Zn métal distillé en retour, puis obtenu à l'état fondu + CO gaz monoxyde de carbone
Le métal zinc est utilisé comme anode dans les premières piles à empilement métallique, par exemple les piles voltaïques au début du . Les premiers alliages de zinc, plomb et étain sous pression sont mis au point entre 1804 et 1814 : ils permettent d'obtenir des caractères d'imprimerie plus résistants.
Le chimiste britannique Edward Frankland découvre les premiers composés organométalliques à base de zinc (à liaison C - Zn) vers 1850, en appliquant et maîtrisant des techniques de chauffage à reflux et de distillation sous vide ou atmosphère inerte.
L'utilisation du zinc pour le zincage du fer par bain liquide de Zn fondu ou par galvanisation (dépôts d'électrolyse), comme matériau en feuille ou plaque de couverture ou pour système d'évacuation d'eaux de pluie, a permis l'essor de l'architecture de fer, ainsi les halles centrales de Paris, le palais de l'industrie, les nombreux théâtres et gares monumentales de chemin de fer entre 1860 et 1880. Encore dans les années 1980, la moitié du zinc employé dans le monde servait à protéger le fer, aisément dégradé par la corrosion. La recherche sur les alliages de zinc sous pression se poursuit durant l'entre-deux-guerres et débouchent sur des applications industrielles massives. gauche|vignette|Tranche de zinc à côté d'une pièce d'un cent (zinc recouvert de cuivre). L'adjectif zincifère qualifie un corps ou une matière qui contiennent du zinc de manière significative, par exemple un minerai zincifère, un sol zincifère. Le zinc est une ressource non renouvelable. Le zingueur, souvent un couvreur-zingueur dans le secteur du bâtiment est l'ouvrier qui manipule et façonne à la bonne mesure les feuilles ou plaques de zinc. Il taille ou coupe avec une pince coupante, maintient avec une pince large, plie à la plieuse ou à la presse-plieuse lourde, martèle ou façonne, met en forme et soude, adapte ces montages à un support plan léger, par exemple sur les tasseaux en bois, en fixant avec des crampons sur rails ou par des lamelles chevauchantes, avec le moins de clous possibles pour éviter les contraintes de dilatationQuelques-unes de ses réalisations sont présentées dans les applications et usages du zinc infra.. Le plombier-zingueur désigne un plombier qui est également zingueur, la zinguerie désigne l'ensemble des activités concernant le zinc..
Lexicographie Ce métal importé d'Asie lointaine dès le se nommait en pratique « étain des Indes ».
C'est le savant Paracelse, tenant de l'iatrochimie, qui donne avant 1526 le nom latin et savant zincum, à ce qu'il affirme désormais être un métal par l'étude de ses qualités chimiques et sa nouvelle classification. Le mot latin est le décalque du terme alémanique ou qui signifie « pointe acérée » ou « dent » dans la théorie iatrochimique des pointes acides (expliquant l'acidité avec la sensation sur la langue), et « fourchon », « structure fourchée » ou « forme hachée, découpée ou hachurée » dans la vie paysanneL'alémanique est le dialecte allemand de Paracelse. Il est proche des dialectes souabes ou de nombreux dialectes alsaciens.. Une autre explication complémentaire proposée par Paracelse, friand d'association de « morphologies naturelles », est liée à l'apparence de la matière fondue après refroidissement, le zinc refroidi dans un récipient de coulée présentant ces excroissances nommées aujourd'hui dendrites. Ces dépôts de zinc métallique en forme de dendrites ou Zinken, bien connus sous le nom de barbes en cristallographie, apparaissaient lors de la fusion réductrice des minerais de plomb.
Si le mot allemand Zink provient du latin zincum, le mot français est emprunté à l'allemand. Jean de Thévenot, dans ses Relations de divers voyages curieux en 1666, le nomme zinch. Le dictionnaire de Richelet, en respectant la prononciation française courante vers 1680, le simplifie provisoirement en zin ou zain.
Mais la prononciation académique ou technique zɛ̃ɡ (« zing' ») s'impose et se retrouve dans la famille de ce mot qui s'élargit de la fin du au début du , avec le verbe « zinguer », les mots dérivés (parfois de plus en plus polysémiques) zingueur, zinguerie (1870, Larousse), « zincage » ou zingage, zincographie (1852, Dumont), l'adjectif zincifère (1840, Académie)... sans oublier les termes de minéralogie zincite, zincosite, et surtout de chimie comme zincate (prononcé zɛ̃ɡat, « zingat' »), zincide, zinciqueLe verbe zinguer signifie d'abord couvrir de zinc, par exemple « zinguer un toit », puis galvaniser avec du zinc, par exemple « zinguer du fer ». La zinguerie, terme polysémique, peut être l'atelier où l'on prépare le zinc, désigne également un lieu de commerce de la matière zinc, parfois en partie mise en forme, et enfin peut représenter tous les objets de zinc. La zincographie est un type de procédé de reproduction utilisant des plaques de zinc, analogues de la « pierre lithographique » en lithographie. Zincographier signifiait reproduire par zincographie, le zincographeur étant l'ouvrier en zincographie. Un corps ou une matière est zincide si elle ressemble au zinc, par quelques-uns de ses aspects ou formes (suffixe grec eidos). Zincique est un adjectif qui s'applique à l'oxyde de zinc, à ses sels et parfois au cation zinc divalent..
Dans les années 1873 à 1876, les écrivains français consignant l'expression populaire, aussi bien Zola que Huysmans, nomment zinc la surface propre des bars anglais ou le revêtement brillant des comptoirs souvent étamés ou cuivrés, plus rarement zingués.
Il est possible que le mot persan zangâr : rouille ; vert-de-gris [Azagar, asugar, asingar, zingar, ziniar (vert-gris) ; de ar. al-zanjâ, qui est le persan zangâr, même signification, puisse être associé à la même racine indo-européenne.
Isotopes