Etain (l' - métal)

L'étain est un élément appartenant, comme le plomb et le germanium, au groupe IV-b du tableau de classification périodique. Son numéro et sa masse atomiques sont respectivement Z = 50 et M = 118,69. Son symbole est Sn, de l'étymologie latine stannum: plomb argentifère. L'étain naturel est formé des isotopes de masses atomiques 112 à 124. Il arrive qu'on trouve l'étain à l'état natif (Australie, Sibérie), mais on exploite surtout un minerai de formule SnO2, la cassitérite; en Bolivie on rencontre un minerai plus complexe, la stannite, de formule Cu2FeSnS4.

Élément relativement rare, l'étain représente 0,004 % de la croûte terrestre. La production mondiale est de l'ordre de 220 000 tonnes de minerai par an. En 1998, les principaux pays producteurs étaient, pour le minerai, la Chine, l'Indonésie, la Russie, la Malaisie, le Pérou, le Brésil, la Bolivie et le Mexique. En France, l'étain est encore extrait à Saint-Renan dans le Finistère (moins de 400 t par an).

Propriétés physiques et métallurgie
On connaît trois variétés allotropiques de l'étain. La variété stable dans les conditions habituelles de température est l'étain blanc ou étain b. C'est un métal blanc, de densité 7,28, peu dur et très malléable. On peut entendre, lorsqu'on le plie, un bruit particulier, dit cri de l'étain, dû aux contraintes subies par les cristaux qui forment le métal. Au-dessus de 161 °C, l'étain b se transforme en étain g, ou étain fragile, dont la densité est 6,5, qui fond à 232 °C et bout vers 2 270 °C. À basse température (en dessous de 12 à 13 °C), l'étain b se transforme lentement en étain a ou étain gris, de densité 5,75; à - 50 °C, cette transformation est rapide et l'étain devient alors pulvérulent; on a donné à ce phénomène le nom de peste de l'étain.

Divers traitements préliminaires sont nécessaires (grillage, séparation magnétique, flottation, etc.) pour purifier le minerai des impuretés qu'il peut contenir (soufre, arsenic, antimoine et bismuth).

Le grillage de la cassitérite permet d'éliminer le soufre et de récupérer l'arsenic. L'«étain noir» obtenu (environ 80 % de SnO2) est réduit par le carbone dans des fours à réverbère ou à arc électrique, vers 1 200 °C. Les métaux restant comme impuretés sont séparés par oxydation.

Propriétés chimiques
L'étain est un métal peu réducteur. Il résiste bien à l'action des agents atmosphériques, ce qui explique son emploi pour l'étamage de divers métaux (fer, cuivre, etc.). À température élevée, il s'oxyde en présence d'oxygène pour donner le dioxyde SnO2, et finit par brûler avec une flamme blanche. Les bases, même concentrées et chaudes, ne l'attaquent pas. Il en est de même pour les acides chlorhydrique et nitrique dilués. Mais, concentrés, ces derniers attaquent vivement l'étain, qui passe alors sous une forme complexe.

Dans ses composés, l'étain peut prendre la valence II (composés stanneux) ou la valence IV (composés stanniques). Avec les halogènes, on obtient des composés de type SnX2 ou SnX4 ; avec l'oxygène, on obtient le bioxyde de SnO2 et l'oxyde stanneux SnO, qui est amphotère; enfin, avec le soufre, on obtient des sulfates et des sulfures. Les organo-étains constituent une catégorie importante de composés d'étain; on en connaît plus de 500, parmi lesquels les alkyl-étains et les carboxylates d'étain.

Usages
La bonne résistance de l'étain aux agents atmosphériques le fait employer comme revêtement anticorrosion pour le fer et le cuivre: c'est l'étamage. Ainsi, la moitié de la production mondiale d'étain sert à étamer l'acier doux pour obtenir le fer-blanc, dont les usages sont multiples (boîtes de conserve, etc.). Cette opération a lieu dans un bain électrolytique de SnCl2 ou SnSO4 . La grande malléabilité de l'étain permet de réaliser des feuilles minces (papier d'étain) qui servent au conditionnement de certaines denrées alimentaires (chocolat, fromage), quoique le prix élevé du métal lui fasse souvent préférer le papier d'aluminium.

Les composés d'étain trouvent aussi des utilisations multiples: les chlorures et le dioxyde d'étain servent à émailler la céramique, les organo-étains sont utilisés dans la synthèse organique ; les carboxylates d'étain servent de stabilisateurs dans la fabrication du PVC et de catalyseurs dans la fabrication de la mousse polyuréthane; le SnF2 et le KSn(OH)3 entrent dans la composition des pâtes dentifrices.

Le chlorure stanneux, SnCl2, souvent appelé sel d'étain, sert à étamer électrolytiquement le fer. Il sert également de rongeant en teinture (il décolore les couleurs à base d'oxydes ferriques et de bioxyde de manganèse). Le chlorure stannique ou tétrachlorure d'étain est le plus important des halogénures d'étain. Découvert par Libavius en 1605, il a longtemps été nommé liqueur fumante de Libavius. C'est un liquide incolore qui fume à l'air, se solidifie à -33 °C et bout à 114 °C. Sa préparation industrielle servait à récupérer l'étain par désétamage du fer-blanc (boîtes de conserve usagées): après dégraissage, le fer-blanc était mis en contact avec du chlore à la température ordinaire. Le tétrachlorure d'étain qui coulait était recueilli à la partie inférieure de l'appareil. Les sels d'étain sont utilisés en teinturerie et dans les arts de la céramique et de la verrerie. L'industrie du cuir utilise comme mordant un produit appelé composition d'étainOn utilise l'hydrate SnCl4, 5 H2O comme mordant en teinture et pour la charge de la soie. Un mélange des chlorures stannique et stanneux réduit des sels d'or en formant un précipité appelé pourpre de Cassius, employé comme émail en céramique. Selon le degré de cuisson, il donne un ton rose, brun-rouge ou violet (un exemple est la famille rose des porcelaines de la Compagnie des Indes). L'oxyde stanneux SnO est amphotère, c'est-à-dire qu'il peut se comporter indifféremment comme un oxyde basique ou comme un oxyde acide. Le dioxyde d'étain SnO2, cristallisé, est utilisé en verrerie et en céramique pour l'obtention de verres ou d'émaux blancs. Le sulfure stannique SnS2 se présente sous forme de paillettes jaune d'or. On l'utilise comme poudre à bronzer sous le nom d'or mussif.

Alliages de l'étain
Les alliages d'étain sont très nombreux et connus depuis très longtemps. On peut les classer en quatre groupes.

Les bronzes sont des alliages de cuivre et d'étain, qui peuvent contenir jusqu'à 25 % de ce dernier métal.

Les alliages antifrictions ont une composition qui dépend de l'usage auquel on les destine. Ils contiennent en général de 60 à 90 % d'étain, de l'antimoine (de 5 à 15 %), du cuivre (de 5 à 10 %) et du plomb (jusqu'à 15 %).

Les soudures sont constituées par des alliages de métaux à bas point de fusion (étain et plomb en général). La soudure des plombiers contient 25 % d'étain; la soudure des chaudronniers et celle des zingueurs contient de 30 à 40 % d'étain. La soudure des ferblantiers contient de 45 à 65 % d'étain.

Les alliages destinés à la fabrication d'ustensiles domestiques contiennent, en plus de l'étain, en général de l'antimoine (de 15 à 20 %), qui les rend plus durs. Le métal anglais contient 10 % d'antimoine et environ 2 % de cuivre et de plomb.

Les caractères d'imprimerie étaient fabriqués avec 65 % de plomb, 25 % d'antimoine, 10 % d'étain.

Les alliages très fusibles (de Darcet, de Lipowitz, Cerrolow à température de fusion de 47 °C, etc.) contiennent du bismuth, du cadmium et même de l'indium, en plus de l'étain et du plomb.

L'art de l'étain
Connu comme métal pur dès le début de notre ère, l'étain est utilisé depuis fort longtemps pour la fabrication d'objets d'usage courant et d'ustensiles de cuisine.

Dès l'Antiquité, l'étain, qui peut s'allier au cuivre comme au plomb, entra dans la composition du bronze. Les Phéniciens d'abord, les Carthaginois, puis les Phocéens s'en procuraient en abordant les îles Scilly au large du comté de Cornouailles.

Les cités méditerranéennes qui possédaient les mines de cuivre d'Italie et de Chypre dépendaient, pour leur approvisionnement en étain nécessaire à la fabrication du bronze, des Phéniciens, puis des Carthaginois. En effet, ceux-ci veillaient jalousement sur leur monopole, gardant le secret sur leurs routes maritimes et sur les entrepôts où ils achetaient le métal: la péninsule ibérique, l'Armorique, la presqu'île de Cornouailles, désignées de façon générale par le nom d'îles Cassitérides (étain se dit kassitéros en grec). Ils répandaient de faux récits de voyage, et envoyaient par le fond les navires concurrents qu'ils rencontraient. La fondation de Marseille mit fin à ce monopole, le commerce pouvant désormais se faire par une voie presque uniquement terrestre avec l'Armorique et la presqu'île de Cornouailles.

Au Moyen Âge, la vaisselle d'étain, imitant les formes de l'argenterie, était d'un usage courant sur la table des bourgeois. Les couverts s'ornèrent, à partir du XVIe siècle, de motifs décoratifs en dentelle. Le relief accusé d'un plat ou d'une assiette s'obtenait par le coulage de l'étain en fusion dans des moules, soit en bronze, soit en pierre.

L'art mineur de l'étain eut ses maîtres: François Briot (vers 1550), Charles Boulle (1842-1732), qui l'utilisa en marqueterie. Au XVIIe siècle, cet art atteignit son apogée. Les styles rococo et baroque du XVIIIe siècle permirent encore de belles réalisations, mais à partir du XIXe la céramique supplanta peu à peu l'étain.

Cet autre article provient du site Le patrimoine à domicile

http://www.mcq.org/patrimoine/diffusion/bulletin/v1n14/v1n14p4.html
Les étains (pewter), omniprésents dans les maisons d'autrefois, sont relativement rares de nos jours. Il s'agit en fait d'alliages d'étain. Ayant un point de fusion peu élevé (230 oC), ces alliages étaient couramment refondus. Plusieurs ont d'ailleurs servi à faire des munitions.

Les étains romains étaient riches en plomb, jusqu'à 30 %, et comme tous les sels de plomb sont toxiques, ils pouvaient causer une intoxication grave : le saturnisme. Les étains des XVIIe et XVIIIe siècles comportaient déjà beaucoup moins de plomb, soit environ 5 %, celui-ci ayant été remplacé progressivement par du cuivre et de l'antimoine.

Vers 1770, le britannia, un alliage d'étain, d'antimoine et de cuivre, est fabriqué en Angleterre. L'utilisation de l'antimoine donne un métal plus dur et l'exclusion du plomb le rend plus brillant (et plus sécuritaire). Ce nouvel alliage, qui renferme au moins 85 % d'étain, est devenu la norme par la suite. Le britannia est parfois recouvert d'une mince couche d'un autre métal (argent ou chrome) ; on parle alors d'un placage. Ces pièces portent généralement les inscriptions suivantes : EPBM (electroplated on Britannia metal) ou CPBM (chromeplated on Britannia metal).
Les étains modernes contiennent environ 4 % d'antimoine et moins de 2 % de cuivre.

Autres usages des alliages d'étain
Les alliages d'étain servent aussi à d'autres fins, dont l'étamage et la soudure, et donnent une large gamme d'alliages antifriction.

Les articles étamés
L'étamage est le principal usage de l'étain-métal (tin). La tôle de fer étamée (fer-blanc) destinée à la construction et le cuivre étamé utilisé pour la fabrication de contenants illustrent bien cet usage. Les méthodes de production évoluent beaucoup au XIXe siècle, ce qui rend les matériaux beaucoup plus accessibles. En 1810, l'Anglais Peter Durand fera breveter un procédé pour conserver les aliments dans des boîtes de fer-blanc. Il les appellera tin canisters, expression qui deviendra par la suite tins en Angleterre et cans aux États-Unis et au Canada.

L'étain entre, en outre, dans la composition du tain, cet amalgame (étain/mercure) métallique appliqué derrière une glace ou un miroir pour réfléchir la lumière. Cette technique étant gardée secrète, Colbert, en 1660, fait venir en France 18 ouvriers vénitiens et accorde privilèges et avantages à la « Manufacture des glaces et miroirs par des ouvriers de Venise ». De nos jours, le dos des miroirs est souvent recouvert d'une mince couche d'argent, ce qui les rend beaucoup plus réfléchissants.

Pas de zèle!
Les étains anciens sont le plus souvent utilisés à des fins décoratives, ce qui les met à l'abri de certains dommages. Il faut cependant se rappeler qu'ils sont constitués d'un métal très tendre qui peut facilement être rayé ou bosselé. De plus, la patine, qui fait toute leur beauté, doit être conservée.

L'eau peut altérer les finis. On doit donc conserver les étains dans un endroit propre et sec et veiller à essuyer dès que possible les surfaces mouillées. Les produits acides attaquent également les surfaces. Les objets ayant un fort pourcentage d'étain sont aussi vulnérables au froid (peste de l'étain).

Un simple dépoussiérage à l'aide d'un chiffon doux, propre et sec suffit à leur entretien.


Attention!

ne pas mettre les étains en contact avec une flamme directe ou une source de chaleur;

ne pas les laisser longtemps en contact avec de l'eau ou des produits acides;

éviter le froid.