Objet et matériau
Un objet a une fonction précise, il est fabriqué dans un matériau. Il ne faut pas confondre les deux. En effet un verre qu’on utilise pour boire désigne un objet, cet objet peut être bien sur fabriqué en verre (la matière) mais aussi en plastique. Un objet selon différents paramètres est fabriqué dans des matériaux différents.
Exemple : Bouteille
à en plastique
à en verre
Le choix du matériau utilisé dépend des
propriétés physiques, des propriétés chimiques
et du coût. Ce sont trois critères importants mais il peut en
y avoir d’autres.
Par exemple, le choix de faire une bouteille en plastique permet d’avoir
les avantages suivants :
Malgré tous ses avantages, on ne mettra jamais un grand vin en bouteille dans du plastique car il n’a pas le caractère noble du verre. Le choix d’un matériau peut donc s’avérer plus complexe qu’il n’y paraît…
Familles de matériaux
On va considérer par la suite trois grandes familles de matériaux : les métaux, les composés organiques et les céramiques. Il existe bien sur d'autres familles et surtout d'autres méthodes de délimiter ces familles. Chacune des familles citées ici est acompagnée de propriétés physiques et chimiques très générales.
Les métaux
Propriétés physiques :
Ils sont solides dans les conditions usuelles de pression et
température.
Ils sont déformables.
Ils possèdent tous un " éclat métallique "
en réfléchissant la lumière.
Conducteurs électriques
Conducteurs de chaleur
Propriétés chimiques :
Ils sont attaqués par certaines solutions (le fer rouille en
présence d’eau).
Ils ne brûlent pas facilement.
Les composés organiques
Ils contiennent par définition du carbone, on les trouve dans la nature
sous forme de matière végétale ou animale.
Les chimistes élaborent des composés organiques de synthèse qui
n'existent pas dans la nature
à partir du pétrole.
Exemple : Les matières plastiques
PVC : Polychlorure de vinyle (gouttières, bouteilles d’eau minérale…)
PP : polypropylène (pot de yaourt, crème fraîche..)
PET : Polyéthylène téréphtalate (bouteille de boissons gazeuses…)
PS : Polystyrène (isolant thermique…)
Propriétés physiques :
Isolants électriques.
Mauvais conducteurs de chaleur.
Propriété chimique :
Ils brûlent facilement.
Les céramiques (verre, terre cuite, porcelaine…)
Ils sont obtenus après cuisson sous une forme solide.
Propriétés physiques :
Peux déformables, ils sont cassants.
Isolants électriques
Mauvais conducteurs de chaleur
Tests d’appartenance à une famille
Test de conductibilité electrique
On réalise le circuit série suivant avec le matériau intercalé, deux cas se présentent.
Lampe brille : Le courant circule donc c’est un matériau
conducteur
Lampe éteinte : Matériau isolant ou
mauvais conducteur.
Test de présence du carbone
Pyrolyse : on porte un échantillon
à haute température.
S’il se forme un solide noir, il y a présence de carbone.
Combustion :
on porte un
échantillon à la flamme.
S’il se forme une fumée noire ou un résidu noir, il y
a présence de carbone.
Test de réflexion de la lumière
Si le matériau est transparent, ce n’est pas du métal.
Si le matériau se comporte comme un miroir, il présente
<<l’éclat métallique>>
Test de cassure
Si à température ordinaire, le matériau ne peut être défomé sans être cassé, ce doit être une céramique.
Chaîne d’identification d’une famille
Pour identifier la famille d'un matériau inconnu, on peut soumettre le matériau
aux divers tests présentés précedemment. On aboutira en fonction des résultats à une conclusion
ou éventuellement à un échec (autre famille, tests insuffisants...).
Notez qu'un test seul ne permet pas de conclure, il faut généralement plusieurs tests pour
arriver à une conclusion fiable.
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