Introduction
L'étain est un élément chimique métallique appartenant au groupe 14 (anciennement groupe IVA) du tableau périodique, situé entre l'indium et l'antimoine. C'est un métal argenté, brillant, relativement mou et très ductile, qui émet un son caractéristique, le « cri de l'étain », lorsqu'on le plie. Bien que moins abondant que d'autres métaux communs, son impact sur le développement des civilisations humaines est immense, marquant notamment le passage de l'âge de pierre à l'âge du bronze.
Description
L'étain existe sous deux formes allotropiques principales à pression atmosphérique. La forme β, ou étain blanc (stable au-dessus de 13,2 °C), est le métal familier, ductile et métallique. En dessous de cette température, il se transforme lentement en étain α, ou étain gris, une forme non métallique, poudreuse et semi-conductrice. Cette transformation, connue sous le nom de « peste de l'étain », peut détruire les objets par désagrégation, notamment dans les climats très froids. L'étain résiste bien à la corrosion par l'eau et l'air, formant une fine couche protectrice d'oxyde. Il est facilement allié, le plus célèbre alliage étant le bronze (environ 90% de cuivre, 10% d'étain), qui est plus dur et plus fusible que le cuivre pur. Un autre alliage important est le fer-blanc (acier recouvert d'une fine couche d'étain par électrolyse) pour les boîtes de conserve, et les soudures sans plomb (à base d'étain, d'argent et de cuivre).
Histoire
L'utilisation de l'étain remonte à l'Antiquité, vers 3000 av. J.-C., avec la découverte décisive que l'ajout d'étain au cuivre produisait le bronze, un matériau bien supérieur pour les outils et les armes, inaugurant l'Âge du bronze. Les sources principales dans l'Antiquité étaient les gisements alluvionnaires de Cornouailles (Grande-Bretagne) et de la péninsule Ibérique, dont le commerce était contrôlé par les Phéniciens. Le terme latin 'stannum' désignait d'abord un alliage argent-plomb, avant de s'appliquer à l'étain pur. Au Moyen Âge, il était utilisé pour les ustensiles de cuisine et les récipients. La révolution de la conserve alimentaire par Nicolas Appert et Peter Durand au début du XIXe siècle, avec le développement de la boîte en fer-blanc, a donné un nouvel essor à son utilisation. Au XXe siècle, l'étain est devenu indispensable à l'industrie électronique pour les soudures.
Caracteristiques
Symbole : Sn. Numéro atomique : 50. Masse atomique : 118,71 u. Point de fusion bas : 231,93 °C. Point d'ébullition : 2602 °C. Densité : 7,31 g/cm³ (étain blanc). Configuration électronique : [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p². Il possède dix isotopes stables, le plus grand nombre de tous les éléments. Chimiquement, l'étain existe aux degrés d'oxydation +2 et +4. L'étain(IV) est généralement plus stable. Il forme des composés organométalliques importants, comme le tributylétain (TBT), autrefois utilisé comme antifouling pour les coques de bateaux, mais aujourd'hui largement interdit pour sa toxicité environnementale élevée.
Importance
L'importance de l'étain est à la fois historique et moderne. Historiquement, il fut le catalyseur de la révolution technologique de l'Âge du bronze. Aujourd'hui, son importance économique reste considérable. Près de la moitié de la production mondiale est utilisée pour les soudures, essentielle à la fabrication de tous les circuits imprimés et composants électroniques (téléphones, ordinateurs, automobiles). Environ 20% sert à la production de fer-blanc pour l'emballage alimentaire et industriel, garantissant une protection contre la corrosion et l'oxydation. Les alliages (bronze, métal à cloche, métal Babbitt pour les paliers) représentent une autre part significative. L'oxyde d'étain(IV) (SnO2) est un matériau transparent conducteur utilisé dans les vitrages à faible émissivité et les écrans tactiles. Les principaux producteurs sont la Chine, l'Indonésie et le Pérou. Le recyclage de l'étain, notamment à partir des déchets électroniques, est un enjeu environnemental et économique majeur.
