Sciences · Éléments chimiques
Étain
L’étain (Sn, numéro atomique 50) est un métal argenté, mou et peu toxique, qui fond à seulement 232 °C. Allié au cuivre, il a donné le bronze ; il sert aujourd’hui surtout aux soudures électroniques et au fer-blanc.
Mis à jour le 4 min de lecture
L'étain a une place à part dans l’histoire humaine : sans lui, pas d’âge du bronze. Les routes commerciales de l’étain ont relié la Méditerranée aux îles Britanniques dès l’Antiquité. Aujourd’hui, ce métal discret assemble tous les circuits électroniques du monde et protège nos boîtes de conserve.
Fiche d’identité
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Symbole | Sn |
| Numéro atomique | 50 |
| Masse atomique | 118,71 u |
| Famille | Métal pauvre (groupe 14, période 5) |
| État à 20 °C | Solide |
| Fusion | 231,9 °C |
| Ébullition | 2 602 °C |
| Découverte | connu depuis l’Antiquité (bronze dès environ 3000 av. J.-C.) |
| Abondance | environ 2 ppm dans la croûte terrestre |
Propriétés
L’étain ordinaire, dit étain blanc (ou étain β), est un métal argenté, brillant, malléable et ductile, de masse volumique 7,3 g/cm³. Il résiste bien à la corrosion à l’air et à l’eau. Lorsqu’on plie une barre d’étain, elle émet un crépitement caractéristique, le cri de l’étain, dû au frottement des cristaux entre eux.
En dessous de 13,2 °C, l’étain blanc peut se transformer lentement en étain gris (étain α), une forme non métallique, friable, qui tombe en poudre. Cette transformation, très lente sauf au grand froid et en présence de germes, est appelée la peste de l’étain. Elle a détruit des tuyaux d’orgue d’églises froides et des objets de musées ; les alliages modernes y sont peu sensibles.
Isotopes
L’étain détient le record du plus grand nombre d’isotopes stables : dix, de l’étain 112 à l’étain 124. Le plus abondant est l’étain 120 (environ 32,6 %). Ce record s’explique par son nombre de protons, 50, l’un des « nombres magiques » qui confèrent une stabilité particulière aux noyaux (voir isotopes).
Où le trouve-t-on ?
Le seul minerai important est la cassitérite, dioxyde d’étain (SnO₂), lourde et résistante, qui se concentre dans des filons associés aux granites et dans des alluvions, où on la récupère comme l’or, par lavage. Les Cornouailles, en Angleterre, ont été une source majeure de l’Antiquité au XIXᵉ siècle ; la Bretagne a aussi été exploitée.
Production
La Chine, l'Indonésie (îles de Bangka et Belitung), la Birmanie, le Pérou, la République démocratique du Congo et la Bolivie sont les principaux producteurs. La cassitérite est concentrée par gravité, puis réduite par le carbone dans des fours. Dans l’est de la RDC, l’extraction de la cassitérite a alimenté des conflits armés : l’étain fait partie des « minerais de conflit » soumis à des obligations de traçabilité dans l’Union européenne et aux États-Unis.
Usages
| Usage | Détail |
|---|---|
| Soudure | environ la moitié de l’étain : brasures des circuits électroniques, désormais sans plomb (étain-argent-cuivre) dans l’Union européenne depuis 2006 |
| Fer-blanc | fine couche d’étain sur l’acier des boîtes de conserve et des emballages, pour éviter la rouille |
| Chimie | stabilisants du PVC, catalyseurs, oxyde d’étain conducteur et transparent des écrans (ITO, avec l’indium) |
| Bronze | cuivre-étain : cloches, statues, médailles, coussinets |
| Verre flotté | le verre plat des fenêtres est formé en flottant sur un bain d’étain fondu (procédé Pilkington, années 1950) |
| Étain d’art | vaisselle, objets décoratifs (alliage à forte teneur en étain) |
| Batteries | recherches sur des anodes à l’étain pour les batteries lithium-ion |
Les objets courants dits « en étain », comme le papier d’emballage, sont en réalité en aluminium depuis le milieu du XXᵉ siècle.
Rôle biologique et toxicité
L’étain n’a pas de rôle biologique démontré chez l’être humain. L’étain métallique et ses composés inorganiques sont peu toxiques, ce qui explique son usage pour la vaisselle et les emballages alimentaires. Une grande quantité d’étain dissous, par exemple dans des conserves très acides ouvertes depuis longtemps, peut provoquer des troubles digestifs.
Les composés organostanniques sont en revanche très toxiques. Le tributylétain (TBT), utilisé dans les peintures antisalissures des coques de bateaux, a provoqué des malformations sexuelles chez des mollusques marins et l’effondrement d’élevages d’huîtres, notamment dans le bassin d’Arcachon à la fin des années 1970. Il est interdit dans le monde par une convention de l’Organisation maritime internationale entrée en vigueur en 2008.
Histoire du nom
L’ajout d’environ 10 % d’étain au cuivre produit un bronze plus dur et plus facile à couler que le cuivre seul. Cette découverte, au Proche-Orient vers 3000 av. J.-C., ouvre l'âge du bronze (voir Préhistoire). Les gisements d’étain étant rares, un commerce à longue distance s’organise : les Phéniciens puis les Grecs et les Romains importaient l’étain de Cornouailles et d’Ibérie. Le nom vient du latin stagnum puis stannum, qui a donné le symbole Sn.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre étain et fer-blanc ?
Le fer-blanc est de l’acier recouvert d’une fine couche d’étain. L’étain apporte la résistance à la corrosion et un aspect brillant, l’acier la solidité.
Le papier aluminium est-il du papier d’étain ?
Plus aujourd’hui. On parlait de « papier d’étain » quand les feuilles étaient réellement en étain ; elles ont été remplacées par de l’aluminium, moins cher.
La peste de l’étain a-t-elle causé l’échec de la campagne de Russie ?
C’est une légende fréquemment racontée à propos des boutons des uniformes de la Grande Armée, mais elle n’est appuyée par aucune preuve sérieuse.