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Exemples de substances chimiques


Voici des exemples de substances non mélangées appartenant à chacune des grandes familles de la page précédente.

Un minerai brut : l’aluminium (Al)

L’aluminium* est un métal argenté et relativement malléable. Il est utilisé, entre autres, pour fabriquer les canettes de boissons gazeuses et dans les emballages alimentaires. Il entre également dans la composition d’alliages utilisés en sidérurgie*, en construction navale, en aéronautique et en aérospatiale.

Il est aussi employé dans le domaine de la construction (Pyramide du Louvre à Paris), de l’automobile (jante, bloc-moteur) et des loisirs (matériel de camping, de ski).

La plupart des métaux que nous utilisons actuellement a été utilisée dès l’antiquité alors que l’aluminium a été découvert assez récemment. En effet, c’est en 1821 que l’ingénieur français Philippe Berthier découvre du minerai riche en aluminium près du village des Baux-de-Provence. C’est en référence à ce lieu que ce minerai sera par la suite nommé bauxite*. Six ans plus tard, le chimiste allemand Friedrich Wöhler l’isole en laboratoire sous sa forme pure.

La production de l’aluminium se fait en plusieurs étapes. Le minerai, appelé bauxite*, est tout d’abord extrait de mines ou de carrières puis traité avec de la soude afin de récupérer de l’alumine. Celle-ci est alors soumise à un courant électrique via deux électrodes : l’anode (reliée à la borne positive du générateur) et la cathode (reliée à la borne négative du générateur). C’est grâce à ce procédé, appelé électrolyse, que le métal que nous connaissons est obtenu. Il faut ainsi quatre à cinq tonnes de bauxite pour produire une tonne d’aluminium. On appelle « boues rouges » les déchets produits lors de la production d’alumine et d’aluminium. Le Canada est le troisième pays producteur d’aluminium au monde après les états-Unis et la Russie.

Pour l’homme, la consommation d’eau contenant une haute concentration d’aluminium pendant une longue période peut entraîner des effets néfastes sur le système nerveux de certaines populations vulnérables (pertes de mémoire, tremblements ou manque de tonus). L’aluminium peut également être toxique pour les animaux et les racines des plantes.

Exploitation d’un gisement de bauxite
Exploitation d’un gisement de bauxite

Un sel minéral : le nitrate d’ammonium (NH4NO3)

Le nitrate d’ammonium* est une substance cristalline et inodore de nature hygroscopique (qui a tendance à absorber l’humidité de l’air). Il entre dans la fabrication d’engins explosifs. Il est également utilisé comme engrais chimique sous le nom d’ammonitrate. On le retrouve aussi à faible dose dans le combustible de l’enfumoir des apiculteurs pour endormir les abeilles.

Il a été responsable de très graves explosions (l’usine PCT le 29/04/1942 à Tessenderlo, en Belgique ; le navire Ocean Liberty le 28/07/1947 à Brest ; l’usine AZF le 21/09/2001 à Toulouse, en France et le cargo Grandcamp le 16/04/1947 au Texas, aux États-Unis).

Un produit de la pétrochimie : le chlorure de vinyle (C2H3Cl)

Tout comme le chlore, le chlorure de vinyle* est gazeux à température ambiante. C’est un monomère* issu de la pétrochimie principalement utilisé pour fabriquer un polymère* appelé polychlorure de vinyle* (plus connu sous le nom de PVC), qui est une des matières plastiques les plus utilisées au monde.

En effet, le PVC entre dans la composition de nombreux produits et objets de notre quotidien comme les chaussures, les cartes bancaires ou les téléphones. Il est également très utilisé dans le domaine de la santé publique (cathéters, poches de sang), de la construction (fenêtres, canalisations, enveloppe pour les câbles électriques) et de l’automobile (pare-chocs, tableaux de bord).

Les molécules de chlorure de vinyle peuvent être obtenues par fixation de gaz chlorhydrique sur l’acétylène ou par dissociation de 1,2-dichloroéthane. Elles sont ensuite assemblées en longues chaînes au cours d’une réaction dite de polymérisation pour former du PVC.

Henri Victor Regnault
Henri Victor Regnault (1810-1878)

Le chlorure de vinyle* est produit pour la première fois en 1835 par deux chimistes : l’allemand Justus von Liebig et le français Henri Victor Regnault. Le PVC* est découvert par accident la même année : un solide blanc était apparu dans des bouteilles de chlorure de vinyle après une exposition à la lumière solaire.

Ce n’est cependant qu’en 1926 que l’inventeur américain Waldo Lonsbury Semon développe une méthode permettant de rendre le PVC plus flexible grâce à l’ajout d’additifs.

Le chlorure de vinyle est un gaz extrêmement inflammable, irritant et qui peut provoquer des cancers chez l’homme. Il est également dangereux pour l’environnement. En effet, il est très mobile dans le sol et biodégradable* seulement dans des conditions particulières. Il est très soluble dans l’eau et peut s’accumuler dans les eaux souterraines. Le PVC est une substance inerte mais sa persistance dans l’environnement pose un problème préoccupant de gestion des déchets (comme la pollution par certains sacs en plastique).

Une substance corrosive : l’acide acétique (C2H4O2)

L’acide acétique pur est un liquide incolore à l’odeur piquante et pénétrante. Le vinaigre en contient 3 à 8 % mais son utilisation est bien plus large que le domaine culinaire. Il entre dans le procédé de fabrication de certains plastiques et de différents produits pharmaceutiques. Il est également utilisé dans la parfumerie, la photographie, l’imprimerie, autres.

La grande majorité de l’acide acétique produit à l’heure actuelle est synthétisée à partir du méthanol et du monoxyde de carbone. Un faible pourcentage est cependant obtenu par fermentation bactérienne à partir d’éthanol. L’usage de l’acide acétique d’origine biologique remonte à l’antiquité mais c’est l’alchimiste arabe Jabir Ibn Hayyan qui, au XVIIIe siècle, réussit à obtenir une forme concentrée par distillation du vinaigre. Il faut attendre 1847 pour que le chimiste allemand Hermann Kolbe réalise la première synthèse d’acide acétique.

L’acide acétique à certaines concentrations est un produit inflammable dont les vapeurs peuvent former des mélanges explosifs avec l’air. Il peut provoquer des brûlures en cas de contact avec la peau ou les muqueuses* (estomac, poumons). Il est peu bioaccumulable* et se dégrade rapidement dans l’eau et le sol.

Un gaz : le chlore (Cl2)

A température ambiante, le chlore est un gaz jaune-verdâtre à l’odeur prononcée. Il est utilisé pour purifier l’eau et blanchir le papier. Il entre dans la composition de matières plastiques, d’antiseptiques, d’insecticides, de peintures, de colorants et de médicaments.

Chlore sous forme gazeuse
Chlore sous forme gazeuse

Le chlore est découvert en 1772 par le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele. Comme l’aluminium, il est produit par électrolyse à partir d’une solution aqueuse de chlorure de sodium (sel de table). Au cours de ce procédé, le chlore s’accumule progressivement au niveau de l’anode alors qu’un amas de soude* se forme à la cathode.

Le chlore est un produit comburant, c’est-à-dire qu’en présence de substances inflammables il peut provoquer ou aggraver un incendie.

A l’état gazeux, il est irritant pour les muqueuses et le système respiratoire, voire mortel à haute concentration.

En solution aqueuse, il est corrosif et peut entraîner des brûlures en cas de contact avec la peau. Le chlore peut provoquer des dommages environnementaux à de faibles concentrations. Il est particulièrement nocif pour les organismes vivant dans l’eau et le sol.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mise à jour : 09/12/14