Chimie · 3ème InfoThème 4 : Classification électrochimique et corrosion des métaux · Chapitre 2

La corrosion des métaux

Objectifs

À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• interpréter le phénomène de corrosion ;
• citer quelques moyens de protection des métaux contre la corrosion.
Prérequis : oxydation et réduction, oxydant et réducteur ; équation d'une réaction redox ; classification électrochimique des métaux.

Situation de départ

Au bord de la mer, à Tabarka, un vieux poteau en fer exposé à l'air humide et salé est couvert de rouille. Pourquoi ?
Pour conserver les aliments, on utilise des boîtes en « fer-blanc » (fer recouvert d'étain) ou en aluminium. Pourquoi n'utilise-t-on pas le fer pur ?

I. Définition et importance

Définition

La corrosion est la dégradation chimique d'un métal par les constituants du milieu qui l'entoure (air, eau, sels…).

  • Pour le fer et ses alliages (acier, fonte), le produit de la corrosion est la rouille, formée surtout d'oxydes de fer (III) hydratés.
  • Les autres métaux se corrodent aussi, mais ne « rouillent » pas : ils forment d'autres oxydes.

La corrosion coûte très cher : il faut remplacer des pièces (réservoirs, pots d'échappement, conduites), arrêter des installations pour les réparer, pomper plus fort dans des conduites bouchées par la rouille…
On estime qu'environ 20 % de l'acier produit dans le monde sert à remplacer l'acier perdu par la rouille, soit à peu près deux tonnes par seconde.

II. La corrosion de quelques métaux

1. La corrosion atmosphérique du fer

Animation

Des boulons en fer laissés à l'air humide rouillent en quelques jours. La rouille est poreuse : elle ne protège pas le métal et l'attaque continue en profondeur.

© Mohamed — mimba-educ.com | MB-D99AD8CBfergoutte d'eau salée + O2 dissousFeFe2+ + 2 e-O2 + 2 H2O + 4 e-4 OH-O2 + 2 H2O + 4 e-4 OH-les électrons circulent dans le métalrouille© Mohamed — mimba-educ.comcorrosion du fer sous une goutte d'eau salée

  • Le fer est oxydé :
    Fe (sd) Fe2+ + 2 e-
  • Le dioxygène est réduit en présence d'eau :
    O2 (g) + 2 H2O + 4 e- 4 OH-

Les électrons passent à travers le métal, bon conducteur. En combinant (× 2 pour la première) :

2 Fe (sd) + O2 (g) + 2 H2O 2 Fe2+ + 4 OH-
Les ions Fe2+ sont ensuite oxydés en Fe3+, qui précipitent :
Fe3+ + 3 OH- Fe(OH)3 (sd)
La rouille est un mélange d'oxydes et d'hydroxydes de fer.

Remarques

L'humidité est indispensable ; les ions chlorure (air marin, sel répandu sur les routes) accélèrent la corrosion.

2. La corrosion de l'aluminium

Animation

Dans l'air sec, l'aluminium est oxydé par le dioxygène :

4 Al (sd) + 3 O2 (g) 2 Al2O3 (sd)

À retenir

La couche d'oxyde d'aluminium Al2O3 est très mince mais étanche : elle protège le reste du métal. C'est pourquoi l'aluminium, pourtant très réducteur, résiste bien à l'air (c'est la passivation).

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