Cuivre - Définition

Le cuivre et l'Homme

Cuivre natif - Lac-Supérieur États-Unis

Le cuivre est, avec l'or, le premier métal à avoir été utilisé par l'Homme parce qu'il se trouve parfois sous une forme native. Des objets en cuivre datant de 8700 avant J.-C. ont été retrouvés au Moyen-Orient

En Europe occidentale, on situe l'âge du cuivre ou Chalcolithique, entre 3 200 et 2 000 environ av. J.C., suivant les régions (Italie, Suisse, Alpes, Cévennes, Espagne et Portugal). Cette période technologique est bien plus ancienne à l'est de la Méditerranée.

Caractéristiques physiques

Métal de couleur rougeâtre ou rouge, le cuivre possède une excellente conductivité thermique et électrique. À titre de comparaison, l'argent est le seul métal pur présentant une meilleure conductivité électrique à température ambiante.

• Identification

• Dureté (Mohs) : 3,5-4,5
• Densité : 8,93
• Clivage : absent
• Fracture : écailleuse
• Rupture : ductile (peu d'impuretés ou impuretés insolubles) ou cassante (impuretés solubles comme le phosphore)
• Couleur : rouge métallisé
• Éclat : métallique
• Système cristallin : cubique
• Classe cristalline et groupe d'espace : hexakisoctaédrique - m3m
• Réseau de Bravais : cubique à face centrée
• macle : macle très fréquente sur {111} par accolement ou pénétration
• Solubilité : acide nitique, ammoniaque

• Propriétés optiques

• Transparence : opaque
• Éclat : métallique
• Trait : rouge métallisé, rouge pâle
• Fluorescence : aucune

Étymologie

La première trace écrite remonte à Pline l’ancien en 77.
Transposé au XII^e siècle du latin cupreum, lui-même dérivé du grec Kupros, « Chypre », où le cuivre était exploité dans l'Antiquité.

Minerai de cuivre

Mine de cuivre à ciel ouvert, Chino Copper Mine, Nouveau-Mexique, États-Unis

Le cuivre est un des rares métaux qui existent à l'état natif. Ce fait d'ailleurs expliquant probablement qu'il fut le premier métal utilisé par les hommes. L'occurrence du cuivre natif est cependant assez faible. On le trouve le plus fréquemment sous forme de sulfure ou de sulfo-sel. On le trouvait en quantités importantes dans l'île de Chypre surnommée l'île aux mille mines.

Sulfures

• La chalcopyrite : CuFeS₂ : (Cu₂S, Fe₂S₃)
• La bornite : Cu₅FeS₄ : (5Cu₂S, Fe₂S₃)
• La covelline : CuS
• La chalcocite : Cu₂S

Sulfo-sel

• L’énargite : Cu₃AsS₄ : (3Cu₂S, As₂S₅)

Oxydes

Le cuivre s'oxyde :

• ion cuivreux Cu⁺, ou ion Cu(I) :
  • Cuprite Cu₂O ;
• ion cuivrique Cu²⁺, ou ion Cu(II) :
  • Tenorite CuO.

Les potentiels standards des principales demi-réactions sont :

Cu₂O_(s) + H₂O + 2 e⁻ ⇄ 2 Cu_(s) + 2 OH⁻ ;

Cu²⁺ + e⁻ ⇄ Cu⁺ : E⁰ = +0,159 V ;

Cu²⁺ + 2 e⁻ ⇄ Cu_(s) : E⁰ = +0,340 V ;

Cu⁺ + e⁻ ⇄ Cu_(s) : E⁰ = +0,520 V.

Carbonates

• Azurite : Cu₃(CO₃)₂(OH)₂ : (2CuCO₃, Cu(OH) ₂)
• Malachite : Cu₂(CO₃)(OH)₂ : (CuCO₃, Cu(OH) ₂)

Silicates

• Chrysocolle : (Cu, Al)₂H₂(Si₂O₅)(OH)₄* n(H₂O)

Sulfate et chlorure

• Brochantite : Cu₄(SO₄)(OH) ₆
• Atacamite : Cu₂Cl(OH) ₃