ACT. 1 : ASDS ET RPB : CYCLE DE VIE DU ZINC

THEME 1 : LES MATERIAUX CHAP.1 CYCLE DE VIE DES MATERIAUX (CHAP.7 DU LIVRE)
Ch1 – Act.1 Cycle de vie du zinc - 1/2
Mots-clés : élaboration, cycle de vie, recyclage, corrosion
ACT. 1 : ASDS ET RPB : CYCLE DE VIE DU ZINC - CORRECTION
La métallurgie désigne l’ensemble des procédés permettant l’élaboration d’un métal à partir de son minerai.
L’hydrométallurgie s’effectue en solution aqueuse.
 ASDS : Comment obtenir du zinc pur à partir de son minerai ? (Compétence APP)
Questions :
1) Réaliser une synthèse du texte sous la forme d’un schéma montrant comment passer de la blende à du zinc
pur.
Silicium
Fe2+ (aq)

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2) On dit que la métallurgie est une succession d’étapes de séparation. Justifier cette affirmation.
Les différentes étapes : séparation de la gangue et de la blende donc 1ere séparation
Séparations des différents ions par précipitation et filtration
3) Retour sur les étapes d’oxydation
Le minerai contenant l’oxyde de zinc est attaqué pendant plusieurs heures et à la température de 60°C par une solution
aqueuse d’acide sulfurique à 2 mol / L. 80 à 90 % de l’élément zinc se transforme alors en ions zinc (II).
Ecrire l’équation de la réaction de cette lixiviation acide, sachant qu’il se forme aussi de l’eau.
2 H3O+ (aq) + ZnO (s) = Zn2+ (aq) + 3 H2O (I) ou 2 H+ (aq) + ZnO (s) = Zn2+ (aq) + H2O (I)
Remarque : Dans l’eau, l’ion H+ est toujours associé (accroché) à une molécule d’eau. L’entité obtenue est alors H3O+, qui
existe réellement dans l’eau.
b) Ecrire l’équation de la réaction d’oxydoréduction qui a permis l’oxydation des ions fer II en ions fer III sachant
que les couples sont :
3
(aq)
Fe
/
2
(aq)
Fe
; O2 (g) / H2O (l).
3
(aq)
Fe
/
2
(aq)
Fe
Fe3+(aq) + e- = Fe2+ (aq) ( Fe2+ (aq)  Fe3+(aq) + e- ) x 4
O2 (g) / H2O (l) O2 (g) + 4 e- + 4 H+ (aq) = 2 H2O (l) O2 (g) + 4 e- + 4 H+ (aq)  2 H2O (l)
4 Fe2+ (aq) + O2 (g) + 4 H+ (aq)  4 Fe3+(aq) + 2 H2O (l)
 Des utilisations courantes du zinc :
La galvanisation de pièces en acier (Compétence ANA)
Question : Dans le cas de la galvanisation d’une plaque d’acier, faire un schéma légendé de l’électrolyse qui a lieu : on
indiquera le sens de circulation des électrons, du courant, la polarité du générateur, ainsi que l’anode et la cathode.
 Rappel : Lors d’une réaction d’oxydoréduction, l’oxydation se fait sur l’anode, la réduction sur la cathode.
Zinc
Anode = oxydation
Zn (s)  Zn2+(aq) + 2 e-
Fer
Cathode = Réduction
Zn2+(aq) + 2 e-  Zn (s)
e-

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Les anodes sacrificielles (Compétences ANA et REA)
Voir activité 3 - RPB Comment protéger la coque d’un bateau de la corrosion ?
Complément : Le recyclage du zinc :
Le recyclage du zinc est techniquement possible à 100 % et la filière de récupération est très bien organisée. A l'heure actuelle,
environ 30 % de la consommation mondiale de zinc provient de zinc recyclé, récupéré des résidus de galvanisation (poussières et
cendres des fours) et des anciens matériels. Le zinc recyclé ne perd aucune de ses propriétés physiques ou chimiques ; il constitue
donc une ressource durable pour les générations futures.
Anode sacrificielle