title: Cobalt

text: Il entre dans la composition de nombreux silicates, comme l'augite, la biotite, l'hornblende, l'olivine... Il est ainsi beaucoup plus présent dans les roches magmatiques basiques et ultra-basiques que sont les gabbros et les péridotites.


title: Cobalt

text: On trouve aussi des composés de cobalt dans les nodules manganésifères, du plancher marin du l'océan Pacifique et surtout à faible profondeur marine dans les encroûtements cobaltifères caractéristiques de certains atolls polynésiens .


title: Cobalt

text: Ses principaux minerais se trouvent sous forme d'arséniures, d'arsénio-sulfures, de sulfures et d'oxydes, d'arséniates. Les teneurs en cobalt sont généralement faibles dans ces gisements spécifiques, mais ils sont parfois enrichis par des processus géochimiques ou concentrés par l'érosion naturelle.


title: Cobalt

text: Les principaux minéraux constitutifs de ces minerais sont la smaltite cubique , autrefois smaltine, la cobaltite orthorhombique , autrefois cobaltine ou "cobalt gris", ou le produits d'oxydation comme l'érythrite , autrefois "fleur de cobalt". Citons encore la modderite orthorhombique, la safflorite orthorhombique et la clinosafflorite monoclinique , la skuttérudite cubique , l'alloclasite monoclinique ... . Les smaltines désignaient de manière générique les minerais arséniés de cobalt, alors que les cobaltines correspondaient aux minerais sulfo-arséniés.


title: Cobalt

text: Son extraction se fait surtout à partir de minerais de cuivre et de nickel, voire de plomb. La carrolite est un sulfure mixte de cuivre et de cobalt.


title: Cobalt

text: Les minerais les plus exploités ou les plus prometteurs sont en Afrique, notamment en République démocratique du Congo qui produit 65 % de la production mondiale, en Zambie et au Maroc, en Amérique du Nord, par exemple au Canada et aux États-Unis, mais aussi en Russie, en Australie et en Nouvelle-Calédonie, autrefois connue au pour ses gisements de manganèses cobaltifères.


title: Cobalt

text: Les minerais concentrés des anciennes exploitations de cobalt gris, smaltines et de cobaltines, ou aujourd'hui les rares minerais sulfurés ou arséniés, permettent par grillage à l'air d'obtenir l'oxyde de cobalt, sous une forme généralement hydraté appelées "asbolane". Celle-ci est réduite soit par le gaz hydrogène soit par le charbon de bois, en métal cobalt.


title: Cobalt

text: Au cours des années 1990, les minerais de sulfures cobaltifères devaient assurer une teneur de 0,1 à 0,03 % en masse. Mais la majeure partie du cobalt est un sous produit des traitements de l'industrie extractive du cuivre. L'enrichissement est réalisé par flottation à l'aide de lessives.


title: Cobalt

text: Si l'extraction des sulfures passe par la pyrolyse, l'extraction des oxydes utilise les procédés de l'hydrométallurgie. La séparation du cuivre et du cobalt est réalisé lors des procédés d'électrolyse. de minerais donnent une tonne de cobalt. La production annuelle de cobalt au début des années 1990 était de l'ordre de .


title: Cobalt

text: Le corps simple est un métal blanc brillant, gris acier ou blanc argent à reflet rouge, assez cassant, assez peu malléable, de densité entre 8,8 et 8,9 à et de dureté Mohs avoisinant 5,5. Il est plus dur et plus cassant que le fer. Mais le métal pur est suffisamment ductile et malléable pour pouvoir être forgé, laminé à chaud et à froid, étiré en fil.


title: Cobalt

text: Il existe deux variétés allotropiques de cobalt. Le est un cristal métallique de maille hexagonale, avec les paramètres "a" = et "c" = , de densité 8,9 à , le plus stable à température ambiante et le de maille cubique face centrée, "a" = , moins compacte et nettement moins stable en dessous de . La transition de phase entre et avec accroissement de volume de 0,3 % s'opère à ± , elle est sensible à certaines impuretés spécifiques. Mais cette transition est lente, et il subsiste assez communément un mélange des deux variétés sur une large gamme de températures, ce qui explique les légères variations de propriétés physiques du matériau métal cobalt. est une forme métastable à température ambiante peut néanmoins être obtenue par trempe ou par certains procédés d'électrolyse. Il est probable que la transition différée joue un rôle dans l'éclatement de certains dépôts cathodiques de cobalt par électrolyse.


title: Cobalt

text: Ce corps est ferromagnétique (capable de conserver une forte aimantation) à température ordinaire. Le point de Curie avoisine . La perméabilité est de l'ordre de 68, soit deux tiers de celle du fer, avec un maximum de 245. Le champ coercitif avoisine 707 A/m.


title: Cobalt

text: La conductivité électrique est 26 % IACS, c'est-à-dire un peu plus du quart de celle du cuivre pur.


title: Cobalt

text: Il est aussi peu fusible que le fer. Il fond au-dessus de , pur à . Il bout vers , en pratique entre et .


title: Cobalt

text: L'eau et l'air sont sans action en pratique sur le métal cobalt. Le cobalt massif est inaltérable à l'air froid, il est stable à l'air et l'eau à température ambiante. Ce n'est pas le cas du cobalt finement divisé en poudre qui s'enflamme à l'air ou qui n'est pas insoluble dans l'eau, avec une solubilité atteignant . Ce type de cobalt pyrophorique et pulvérulent est obtenu par chauffage au rouge de l'oxyde de cobalt (II) dans un courant de gaz hydrogène. Il peut constituer des mousses de cobalt qui peuvent dissoudre 100 volumes de gaz hydrogène.


title: Cobalt

text: Toutefois le cobalt massif ne s'oxyde radicalement que chauffé au rouge :  ou


title: Cobalt

text: L'oxydation du cobalt en surface commence pourtant entre et de manière similaire à la première réaction. Au-delà de cette dernière température, l'oxyde mixte se transforme en oxyde divalent . Il est rapidement soluble dans les acides oxydants dilués, comme l'acide nitrique qui forme un abondant précipité rouge de nitrate de cobalt . L'attaque est plus lente dans les acides non oxydants, comme l'acide chlorhydrique, mais similaire, avec dégagement de gaz hydrogène.


title: Cobalt

text: Elle est d'autant plus rapide que l'acide est concentré, comme c'est le cas avec l'acide sulfurique.


title: Cobalt

text: Mais, s'il est traité par des acides oxydants forts, comme l'acide nitrique fortement concentré de densité 1,5, une passivation de surface est constatée.


title: Cobalt

text: L'ammoniaque dissout le métal cobalt en présence d'air. Les bases fortes, comme les hydroxydes alcalins, sont pratiquement sans action.


title: Cobalt

text: Une technique ancienne permet de traiter les minerais arséniés au laboratoire :


title: Cobalt

text: Le sulfoarséniure de potassium est soluble dans l'eau, alors que le sulfure de cobalt précipite ou reste solide. Ce dernier est lavé puis traité par l'acide sulfurique. Le sulfate de cobalt est repris par la potasse caustique qui laisse un précipité d'oxyde de cobalt hydraté. Par chauffage, on obtient un oxyde de cobalt le plus souvent impur.


title: Cobalt

text: L'oxyde de cobalt, s'il est exempt d'impuretés, peut être calciné avec du charbon actif pour obtenir du cobalt métal. Néanmoins, pour séparer le nickel du cobalt , l'oxyde de cobalt est précipité de ces solutions aqueuses par l'acide oxalique. Une redissolution est obtenue dans l'ammoniaque pure. L'oxalate de nickel donne un précipité bleu verdâtre en premier lieu. L'oxalate de cobalt rose est décantée avec la liqueur restante, un oxalate de cobalt purifié bien rose est ensuite séché. Sa décomposition par la chaleur laisse du métal cobalt et du gaz dioxyde de carbone.


title: Cobalt

text: Le grillage des minerais sulfurés ou arséniés conduit à des oxydes, qui sont réduits par le charbon ou le gaz hydrogène, pour obtenir du métal cobalt impur. Il existe surtout des procédés d'extraction du cobalt lié à la métallurgie extractive du cuivre. Le procédé d'affinage du cobalt par électrolyse est aussi utilisé, à partir d'hydroxydes, d'oxyhydroxydes ou de sulfates de cobalt.


title: Cobalt

text: Ces alliages sont nombreux, citons les aciers spéciaux au cobalt, par exemple acier rapide au Co et molybdène Mo ou acier au Co et tungstène W, ou encore au Cr avec Co, Mo et V tel que l'acier martensitique N690Co, pour outil de coupe très rapide à températures élevées, ainsi que les multiples superalliages en passant par les aimants permanents à champ intense du type AlNiCo ou alliages dans lesquels entrent 66 à 12 % d'aluminium, 28 à 14 % de nickel, 35 à 5 % de cobalt, 6 à 0 % de cuivre ou 8 à 0 % de titane. Les alliages de cobalt au samarium du type figurent parmi les meilleurs aimants permanents.


title: Cobalt

text: Il existe également de nombreux outils de coupe (fraises, forets) HSS avec adjonction de cobalt. Ces outils sont plus résistants à l'usure et adaptés à l'usinage des matériaux durs tels que le titane. Les outils HSS-CO (M35) contiennent 5 % de cobalt tandis que les outils HSS-CO8 (M42) contiennent 8 % de cobalt.


title: Cobalt

text: Le cobalt est rendu malléable par alliage avec le magnésium. Il est rendu ductile par alliage avec le cuivre. Il améliore la dureté du nickel. La réalisation de revêtement par alliage nickel cobalt à 30 % de Co est possible par dépôt d'électrolyse, en présence d'additifs spécifiques à à pH entre 3,5 et 5 et en maintenant environ 6,5 fois plus d'ions nickel que d'ions cobalteux. La présence d'ions cobalt dans les bains de nickel joue aussi un rôle « brillanteur », conférant aux pièces traitées un bel aspect. La tenue à la corrosion et la résistance à l'usure de ce revêtement sont "grosso modo" équivalentes à un revêtement métallique de « chrome dur », à partir de chrome (VI).


title: Cobalt

text: Les aciers au cobalt sont très solides et résistent à hautes températures. Ils peuvent être recherchés pour leur propriétés magnétiques. Ainsi les aciers à 72 % de fer, à 17 C de cobalt, 8 % de tungstène, 2,5 % de chrome et 0,75 % de Cs sont des aimants permanents à champs intenses de l'ordre de 5000 à 10000 gauss.


title: Cobalt

text: Le cobalt est un métal relativement léger et dur, résistant à la rayure, prenant par polissage une brillance argentée et pour ces raisons, il est apprécié par les bijoutiers orfèvres et joailliers. Les alliages cobalt chrome sont encore plus résistants à l'usure, tout en perdant les propriétés ferromagnétiques.


title: Cobalt

text: Citons encore des alliages ferreux, les FeNiCo, déclinés en Fernico ou en Kovar, le Permendur comportant 58 % de fer, à 40 % de cobalt, 2 % de vanadium pour les électroaimants ou le Comol à 71 % de fer, 17 % de molybdène et à 12 % de cobalt pour fabriquer des aimants permanents à champ de moyenne intensité. L'alliage modèle FeNiCo présente un coefficient de dilatation très proche du verre des ampoules électriques classiques, ils étaient utilisés pour le passage des fils dans ces ampoules.


title: Cobalt

text: Les superalliages réfractaires peuvent des « fontes » HS-31 à 54 % de cobalt, 25,5 % de cuivre, 10,5 % de nickel, 7,5 % de tungstène, et seulement 2 % de fer et 0,5 % de carbone. Les stellites sont d'autres superalliages très durs, résistants à l'usure par les agents chimiques, soient comportant 66 % de cobalt, 26 % de chrome, 6 % de tungstène et 2 % de carbone. L'alliage « vitellium » conçu pour les prothèses et l'ostéosynthèse comporte 65 % de cobalt, 30 % de chrome et 5 % de molybdène.


title: Cobalt

text: Voir aussi les alliages de platine et cobalt.


title: Cobalt

text: La chimie du cobalt fait place aux multiples états d'oxydations -I, 0, I, II, III, IV et V. Les sels et composés divalents et trivalents sont les plus communs, quoique le Co(III) soit déjà assez instable, en l'absence de complexation stabilisante.


title: Cobalt

text: Présentons quelques composés du cobalt. Le Co(-I) est représenté par des composés carbonylés et . Le Co(0), outre le corps simple métal, est illustré par les corps composés carbonyles et . Le Co(I) se présente le plus souvent sous forme de composés de coordination.


title: Cobalt

text: Le cation , peu acide et stable, confère une couleur rose à ses solutions. Les composés cobalteux ou sels de Co(II), le plus souvent solubles dans l'eau, sont communément rose ou rouge à l'état hydraté, et bleu par chauffage. Citons les composés de coordination 4 tétraédrique , , , et les composés de coordination 6 octaédrique rose, jaune, jaune, brun...


title: Cobalt

text: Les composés cobaltiques ou sels Co(III) sont difficiles à obtenir s'ils ne sont pas stabilisés. Il n'existe pas d'ion simple dans l'eau dans la mesure où l'ion oxydant fort, libère l'oxygène de l'eau. Ainsi est un agent fluorant, mais la complexation le rend très stable. Pour obtenir un complexe précis de Co(III), il existe plusieurs techniques :


title: Cobalt

text: Ainsi il existe un grand nombre de complexes de Co(III), notamment de coordination 6 en arrangement octaédrique avec les ions chlorure, iodure, cyanure, hydroxyde, carbonate, nitrite, oxalate... mais aussi l'ammoniac et les amines. Citons pour illustrer les cobaltiammines jaune, rose, pourpre, pourpre, jaune. Pour terminer sur d'autres complexes, mentionnons violet et l'ion cobaltihexanitrite jaune.


title: Cobalt

text: Les composés Co(IV) instable en milieu aqueux sont bien plus rares, il n'existe qu'à l'état d'oxydes supérieures par exemple et , ce dernier analogue de .


title: Cobalt

text: La présentation détaillée suivante des composés met l'accent sur quelques composés binaires puis présente un tableau récapitulatif des principaux composés communément connus. La chimie des ions en solution aqueuse est abordée, avec les complexes ; dans une approche plus spécifique, ces derniers complexes sont séparés d'une part en complexes de coordination, et d'autre part le composé bioinorganique emblématique qu'est la vitamine B-12.


title: Cobalt

text: Le cobalt a deux oxydes de maille cubique courants : CoO et . Ce dernier corps est un composé oxyde de cobalt à valence mixte avec deux types d'ions cobalt, un au degré d'oxydation III et un au degré II. Cet oxyde possède une structure spinelle normale. Il est formé à partir de CoO par chauffage entre 600 et . L'oxyde a une existence douteuse.


title: Cobalt

text: Un grand nombre de sulfures existent, les plus courants et les plus simples sont :


title: Cobalt

text: Les sulfures de cobalt se trouvent souvent dans la nature associés à d'autres sulfures (nickel, fer, cuivre, etc.). Ce sont la jaipurite hexagonale, la cobaltpentlandite , la cattiérite cubique , la linnaéite .


title: Cobalt

text: L'arséniure de cobalt est polymorphe, il peut correspond à la modderite, gris acier de maille orthorhombique, ou à la langisite, rose de maille hexagonale.


title: Cobalt

text: Les fluorures de cobalt existent à différents degrés d'oxydation : , brun isomorphe de et peu courant. Les autres halogénures n'existent qu'au degré d'oxydation II : bleu à l'état anhydre, vert et bleu-nuit. Le cobalt est toujours entouré d'un octaèdre d'ions halogénure.


title: Cobalt

text: À part les fluorures qui sont peu solubles dans l'eau, les autres halogénures se dissolvent facilement et donnent des solutions rose-pâle. Ainsi le dichlorure de cobalt est utilisé pour détecter la présence d'eau ou déceler l'humidité. Une fois humecté, il vire au rose.


title: Cobalt

text: En solution aqueuse, la forme stable du cobalt est l'ion Co sous forme d'un composé de coordination 6 octaédrique . Les sels de cobalt divalent dissous dans une grande quantité d'eau sont le plus souvent rose fleur de pêcher ou rose grenat. Les dissolutions plus concentrées, une fois chauffées ou maintenues à la chaleur, deviennent bleues.


title: Cobalt

text: L'ion Co(III) existe en solution aqueuse mais généralement au sein de complexes (voir ci-dessous). L'ion cobalt est précipité par les ions hydroxydes à froid vers pH = 7,5 pour une solution environ 0,01 M. Ce n'est d'ailleurs pas qui précipite initialement pur, mais des sels basiques de couleur bleu. Il faut chauffer pour obtenir la formation de l'hydroxyde de cobalt rose.  Notons qu'en grand excès d'alcalis ou de bases concentrées, l'hydroxyde de cobalt se redissout, notamment avec l'ion cobaltite bleu.


title: Cobalt

text: De plus, les sels basiques obtenus à froid deviennent roses par excès d'alcalis à froid, ces compositions complexes s'oxydent à l'air en brunissant.


title: Cobalt

text: Les précipités d'hydroxydes de cobalt, comme les premiers précipités d'hydroxyde de cobalt bleu-verdâtres obtenus en milieu légèrement ammoniacal, sont solubles dans un excès d'ammoniaque, car en milieu ammoniacal plus concentré il y a formation d'amminocomplexes.


title: Cobalt

text: L'ammoniaque précipite les solutions neutres de l'ion cobalteux. Par exemple :


title: Cobalt

text: Mais en excès de réactif ammoniaque,


title: Cobalt

text: Le complexe cobaltiammine jaunâtre est rapidement oxydable à l'air, et laisse un complexe amminé de cobalt (III) brun-rouge, stable vis-à-vis de l'action de la soude ou de la potasse.


title: Cobalt

text: Les sulfures alcalins précipitent les sels de cobalt, laissant un précipité noir.


title: Cobalt

text: La formation du précipité peut être amélioré par tampon du milieu aqueux à l'acétate de sodium. Il n'y a ni suspension stables ni formations colloïdales comme c'est le cas avec . Notons que l'acide tartrique empêche la précipitation de en formant des complexes solubles. est très peu soluble dans les solutions acides diluées. Sa formation, sa purification, puis son attaque par l'eau régale ou l'acide nitrique concentré peut être une méthode de séparation des ions cobalteux.


title: Cobalt

text: L'ion carbonate des carbonates alcalins laisse précipiter également les sels basiques de cobalt roses, en particulier le solide rose-rouge . En présence de carbonate d'ammonium, il y a redissolution suivant l'équation précédente (i).


title: Cobalt

text: Les ions Co(II) précipitent aussi en présence d'ions phosphates, oxalates, ferrocyanures et mercurithiocyanates notamment.


title: Cobalt

text: Les ions Co(II) forment avec les ions thiocyanates un complexe caractéristique de couleur bleu . C'est une façon de les mettre en évidence. Le changement de coloration (rose → bleu) est dû à un changement de coordination : octaédrique (rose), tétraédrique (bleu). Cette bicoloration des complexes de cobalt intervient avec de nombreux autres ligands et sert de repère analytique.


title: Cobalt

text: Co(II) et Co(III) donnent avec l'ammoniac et les amines de nombreux complexes colorés, les cobaltiammines.


title: Cobalt

text: Les complexes permettent également de titrer les ions cobalt dans l'eau. Par exemple l'edta vers pH 10 (ajusté avec de l'ammoniac), le titrage se fait avec du noir ériochrome T (NET) comme indicateur de fin de réaction.


title: Cobalt

text: Le potentiel standard du couple Co(III)/Co(II) dans l'eau, donc de l'aquacomplexe, est "E"° = . La valeur du potentiel standard étant supérieure à celle de l'oxydation de l'eau, le complexe n'est pas stable dans l'eau. Le potentiel standard du couple Co(II)/Co est - . Il est possible de déposer le cobalt par électrolyse. C'est une façon en chimie analytique de le séparer d'autres ions, voire de le titrer par gravimétrie.


title: Cobalt

text: L'oxydation de Co(II) en Co(III) peut être utilisée comme méthode de titrage par exemple par le cérium(IV). Cependant comme le potentiel standard d'oxydation du cobalt est supérieur à celui du couple Ce(IV)/Ce(III), on ne peut pas titrer directement une solution de Co(II). Pour abaisser le potentiel standard, on stabilise le Co(III) en le complexant par exemple en utilisant l'ortophénantroline. L'indicateur de fin de titrage est l'ortophénantroline ferreuse On peut aussi choisir de suivre ce titrage par potentiométrie.


title: Cobalt

text: La chimie de coordination est née des travaux du chimiste Alfred Werner portant sur l'étude de complexes de colbalt. C'est à leur sujet que la célèbre compétition avec Jorgensen intervint, aux dépens de ce dernier. Aujourd'hui les composés de coordination sont décrits par la théorie du champ des coordinats, qui allie les propriétés magnétiques, spectroscopiques, structurales et thermodynamiques.


title: Cobalt

text: Bien qu'il existe des composés de coordination du cobalt à tous les degrés d'oxydation entre (-I) et (+V), la plupart des complexes sont aux degrés II et III. De par son nombre impair d'électrons, les complexes mononucléaires au degré (II) sont forcément paramagnétiques.


title: Cobalt

text: Les ligands anioniques monodentates (Cl, Br, I, SCN, N) : les complexes sont souvent tétraédriques, donc bleus ; c'est aussi le cas avec les complexes bidentates encombrés : salicylate, bétadicétonate substitué.


title: Cobalt

text: Quelques ligands donnent des complexes plan-carré, comme le diméthylglyoximate (ligand d'importance analytique), les porphyrines, les bases de Schiff, etc.


title: Cobalt

text: De nombreux ligands donnent des complexes octaédriques (eau, ammoniac, éthylènediamine, cyanure...). Les solutions aqueuses de cobalt sont rose pâle. Dans le visible, trois bandes apparaissent sur le spectre :


title: Cobalt

text: Les coefficients d'absorbance ε sont faibles, traduisant des transitions interdites de symétrie (transition entre niveaux "d").


title: Cobalt

text: Ces données s'interprètent à l'aide du diagramme d'Orgel ou du diagramme de Tanabe-Sugano.


title: Cobalt

text: Les différents niveaux du diagramme d'orgel ci-contre sont issus du terme F (fondamental de l'ion libre Co ou de son premier niveau excité P). Ce sont donc tous des quadruplets de spin entre lesquels les transitions électroniques sont permises (de spin, elle reste interdite de symétrie).


title: Cobalt

text: Que ce soient des complexes tétraédriques ou octaédriques, tous sont censés présenter trois bandes d'absorption dans la gamme d'énergie UV-visible. Dans les faits, la transition de plus haute énergie est l'élément le plus caractéristique du spectre. C'est donc A → T(P) pour les complexes tétraédriques, et T(F) → T(P) pour les complexes octaédriques. L'enveloppe des bandes de ces transitions est généralement compliquée par la présence, dans la même gamme d'énergies, de transitions interdites de spin, mais dont l'intensité est renforcée par l'existence d'un couplage spin orbite.


title: Cobalt

text: Les autres transitions sont dans le proche infrarouge. Elles s'analysent bien avec le diagramme de Tanabe-Sugano. Pour , "B" = et Δ = . La valeur de "B" est égale à 80 % de la valeur "B"* = de l'ion libre Co.


title: Cobalt

text: Les complexes octaédriques à bas champ et tétraédriques du cobalt(II) diffèrent dans leur propriétés magnétiques à cause de la contribution du moment orbital non nul dans le cas octaédrique, puisque le fondamental est un triplet d'orbital (terme T), alors que le fondamental des complexes tétraédriques est un singulet d'orbital (terme A).


title: Cobalt

text: Le moment magnétique pour les complexes de niveau fondamental T(F) est généralement entre 4,7 et 5,2 M.B., alors qu'il devrait être de 3,89 si la seule contribution du spin était présente.


title: Cobalt

text: Dans le cas des complexes tétraédriques, la situation est compliquée pour une autre raison. Bien que le fondamental soit un singulet d'orbitale (terme A), une contribution orbitalaire intervient aussi, mais indirectement, par l'intermédiaire du premier niveau excité T. Ainsi, les moments magnétiques des tétrahalogénocobaltates(II) sont :


title: Cobalt

text: Peu de complexes octaédriques à haut champ ont été étudiés.


title: Cobalt

text: À l'exception de quelques rares complexes comme CoF, les très nombreux complexes octaédriques du cobalt(III) sont des complexes à bas spin, et sont donc paramagnétiques. Leurs 6 électrons remplissent le niveau électronique t en s'appariant, et le terme fondamental est A.


title: Cobalt

text: De nombreux composés organométalliques du cobalt ont été préparés. Le plus célèbre d'entre eux, la vitamine B12, est présente dans la nature et est détaillée dans la section bioinorganique plus loin.


title: Cobalt

text: Le cobalt étant dans la , il possède, au degré d'oxydation zéro, un nombre impair d'électrons. Il ne peut donc satisfaire la règle des 18 électrons (qui s'applique bien pour les composés carbonylés) qu'en créant au moins une liaison cobalt-cobalt. C'est le cas de , ou qui peuvent être formés. Les ponts entre cobalts existent sous plusieurs structures géométriques en équilibre, par exemple, pour le composé dinucléaire .


title: Cobalt

text: La réduction de par un amalgame de sodium dans le benzène conduit à , qui est un cobalt au degré d'oxydation (-I). En milieu acide, celui-ci donne l'hydrure jaune pâle . Dans des conditions plus drastiques, il est même possible de former un cobalt au degré d'oxydation (-III). Les éléments chimiques de la même colonne (rhodium et iridium) se comportent de la même façon.


title: Cobalt

text: Les composés cobalt-carbonyles possèdent des applications industrielles puisqu'ils constituent le catalyseur des réactions d'hydroformylation. Le cobaltocène est un composé violet sombre, sensible à l'air, homologue du ferrocène. Il est préparé à partir de cyclopentadiénure de sodium et de CoCl. Il est stable (à l'abri de l'air) jusqu'à , mais sa grande réactivité par rapport à son homologue ferreux vient du fait qu'il possède 19 électrons dans sa sphère de coordination. Son nombre impair d'électrons lui confère une propriété paramagnétique avec un moment magnétique de 1,76 M.B., en conformité avec la formule du spin seul. Il s'oxyde assez facilement en ion cobalticinium, de couleur jaune : . Ce dernier résiste à une autre oxydation, il est même stable dans l'acide nitrique concentré.


title: Cobalt

text: Il existe aussi de nombreux composés semi-sandwich du cobalt de formule , L étant un ligand phosphine, carbonyle, etc.


title: Cobalt

text: Le principal composé biologique du cobalt est la vitamine B. Celle-ci fut extraite pour la première fois depuis des résidus de foie. Elle a été trouvée responsable de l'efficacité des traitements au fer, contre l'anémie, qui étaient d'autant plus efficaces qu'ils contenaient des impuretés à base de colbalt.


title: Cobalt

text: La vitamine B est un complexe organométallique du cobalt. L'ion cobalt y est au centre d'un noyau porphyrine. Une telle situation ressemble à celle du fer dans l'hémoglobine. En plus des 4 atomes d'azote du noyau porphyrine, le cobalt est entouré d'un atome d'azote appartenant à un résidu imidazole d'une désoxyadénosine. La est occupée par un groupe alkyle lié au cobalt par une liaison sigma. Cela fait de cette vitamine le seul composé organométallique de cobalt existant dans la nature.


title: Cobalt

text: La vitamine B peut être isolée sous forme de cyanocobalamine, dans laquelle un groupe CN remplace la désoxyadénosyl sur la sixième position de coordination. D'autres substitutions de ce sixième ligand peuvent être effectuées (CH3-, OH).


title: Cobalt

text: L'incorporation du cobalt dans le noyau porphyrine donne à cet élément des propriétés rédox originales puisque trois formes existent suivant les conditions :


title: Cobalt

text: Ces différents états d'oxydation sont accessibles naturellement. Des composés modèles contenant du cobalt(II) complexé par une base de Schiff peuvent reproduire ce comportement.


title: Cobalt

text: Le rôle biochimique de la vitamine B est de permettre l'isomérisation du type Elle permet en particulier la production d'érythrocytes ou globules rouges.


title: Cobalt

text: Les composés minéraux de cobalt colorent en bleu les perles de phosphore. Les sels de cobalt sont oxydés en oxyde de cobalt, le borax corps dissolvant d'oxydes, une fois imprégné à chaud, donne des "perles de verres bleues" après chauffage au chalumeau.


title: Cobalt

text: Le thiocyanate de potassium donne avec les ions cobalteux un complexe de cobalt de couleur bleu, déjà décrit ci-dessus. Les solutions neutres ou peu acides d'ions cobalteux donnent avec le composé α-nitroso β-naphtol un précipité rouge-vineux de cobalt (III) de formule , soluble dans les solutions basiques et les acides dilués. Elles réagissent aussi avec les ions mercurithiocyanates, laissant un précipité bleu caractéristique .


title: Cobalt

text: L'analyse quantitative peut être conduite par précipitation d'oxyde de cobalt . L'électrolyse est également une technique pour les sels de cobalt.


title: Cobalt

text: Le cobalt est utilisé en métallurgie (environ un tiers ou 33 % en 2006) pour les superalliages (22 %) et les alliages durs (11 %). Une part importante (22 %) est utilisée dans la fabrication d'accumulateurs, secteur en pleine évolution et une autre (7 %) dans la fabrication d'aimants. En 2017, la production de batterie a représenté près de 50 % de la consommation de cobalt, alors que les superalliages en représentaient 18 % et les alliages durs 8 %.


title: Cobalt

text: On retrouve le cobalt dans divers alliages, tels que :


title: Cobalt

text: En dehors des alliages, les céramiques très dures comportent du cobalt, par exemple les carbures ou composés frittés de carbures métalliques dits "métaux durs", par exemple pour des forets ou des fraises dentaires. Il existe des matériaux composites ou céramique à matrice métallique à base de cobalt, comme les cermets.


title: Cobalt

text: La principale utilisation du cobalt à l'heure actuelle est dans les accumulateurs du type accumulateur lithium-ion, une des deux électrodes est constitué de LiCoO. Panasonic, principal fabricant mondial de batteries lithium-ion et partenaire de Tesla dans la Gigafactory, cherche en 2018 à développer des batteries sans cobalt pour ne plus dépendre de ce métal relativement rare et coûteux. Selon Kenji Tamura, responsable chez Panasonic du secteur des batteries automobiles, cette recherche bénéficie du plus haut niveau de priorité chez le géant japonais : « Nous visons le zéro cobalt dans un proche avenir et le développement est en cours ». Les batteries utilisées dans les Tesla Model 3 fabriqués en Chine ne contiennent pas de cobalt. En juillet 2019, le fabricant chinois de cellules pour batteries SVOLT Energy Technology annonce avoir mis au point une nouvelle technologie de batteries lithium-ion sans cobalt, dénommée « NMx ».


title: Cobalt

text: Le cobalt et surtout certains composés est également utilisé dans des secteurs non métallurgiques comme la catalyse notamment dans le secteur des hydrocarbures, autrefois le procédé Fischer-Tropsch, les pigments (9 %), les pneus, les colles, les savons…


title: Cobalt

text: Le cobalt est bien représenté parmi les catalyseurs de l'industrie chimique et pétrolière. Le métal cobalt, souvent associé au Fe et au Ni, est un catalyseur de la réaction de Bosch. Le molybdate de cobalt figure parmi les catalyseurs de conversion et de désulfuration pour obtenir de l'essence et d'autres produits pétroliers. Les carboxylates de Cobalt(II) sont des catalyseurs communs. L'oxyde de cobalt (III) monohydraté est un catalyseur d'oxydation. Le fluorure de cobalt(III) permet la perfluoration des hydrocarbures. L'acétate de cobalt(III) catalyse la décomposition du peroxyde de cumène, par exemple dans la fabrication industrielle du phénol et de l'acétone.


title: Cobalt

text: Les oxydes de cobalt(II) et (III) sont des produits de frittage, employés avec les carbures de titane et de tungstène, pour fabriquer des outils de coupe toujours efficaces à grande vitesse malgré un échauffement élevé. Présents dans divers matériaux semi-conducteurs, ces oxydes sont en outre utilisés comme pigments colorés des céramiques et des verres. Les hydroxydes de cobalt à structure lamellaire peuvent être utilisés dans les supercondensateurs.


title: Cobalt

text: Le carbonate de cobalt(II) est un pigment rouge pour céramiques. Le chlorure de cobalt(II) est un pigment pour vernis minéraux, il est employé en peinture sur verre et céramiques.


title: Cobalt

text: L'acétate de cobalt(II) et les carboxylates de cobalt(II) sont des corps siccatifs ou agents séchants pour les laques et vernis, les peintures et les encres. Le chlorure de cobalt(II) (anhydre bleu pâle et rose hydraté) est présent dans les encres sympathiques, il peut être employé dans les indicateurs d'humidité, avec les dessicateurs classiques.


title: Cobalt

text: L'ion cobalt complexé à des molécules organiques peut être utilisé comme absorbeur d'oxygène, mais aussi de chlore, de soufre, d'arsenic.


title: Cobalt

text: L'élément cobalt est un additif alimentaire pour les animaux d'élevage, principalement les ruminants (bovins, ovins et caprins) et les lapins, pour permettre la production par leur flore digestive de vitamine B. Le cobalt est un facteur de croissance des bactéries du rumen. L'administration du cobalt passe par l'ingestion de granules d'argiles, le besoin journalier pour un bovin adulte avoisine et pour un mouton. Toutefois, le fourrage traditionnel de nombreuses régions agricoles satisfait généralement ce besoin minimal. Si ce n'est pas le cas, une autre stratégie consiste à répandre 1 à de sulfate de cobalt ou carbonate de cobalt par ha sur les prairies artificielles ou les cultures fourragères.


title: Cobalt

text: Il sert aussi comme matière première pour la production par fermentation bactérienne de vitamine B destinée à servir d'additif alimentaire pour animaux d'élevage ou pour l'alimentation humaine.


title: Cobalt

text: En 2012, les résultats des premiers essais de catalyseur "bio-inspirés" (ici imitant le fonctionnellement d'enzymes naturelles) montrent qu'il pourrait éventuellement se substituer au platine pour la production d'hydrogène et/ou la production d'oxygène par électrolyse de l'eau ; Deux composés sont proposés (en 2012), le premier utilisable en solutions aqueuses de pH neutre sous forme de ; et l'autre étant ' (des catalyseurs bio-inspirés, à base de nickel sur nanotubes de carbone étaient déjà proposés, mais efficace uniquement en milieu fortement acide). Ce nanocatalyseur est commutable, ceci signifie qu'il '. Reste à industrialiser le processus. Cet élément trace est surtout retrouvé dans les sols et les sédiments. À très faible dose, c'est un oligoélément utile à quelques rares plantes qui savent fixer l'azote, et indispensable à un plus grand nombre de bactéries fixatrices associées à la sphère racinaire (rhizobium de nombreux végétaux.


title: Cobalt

text: Les tissus animaux vivants n'en contiennent que de très faibles doses (quelques milligrammes pour cent grammes). L'ion cobalt est associé à certaines protéines et surtout à la vitamine B12.  Les ruminants (décrits précédemment) sont vulnérables à la carence en cobalt qui cause une baisse de l'appétit et fait chuter la production de lait et le poids des veaux et génisses d'élevage. Cette carence a été observée dans des cas rares de certaines régions agricoles (Vosges granitiques et secteurs similaires de l'Ouest de la France). La carence en cobalt (II) favorise aussi l'action toxique du sélénium et sa pénétration dans l'organisme.


title: Cobalt

text: Le besoin journalier en cobalt ne dépasse pas 0,6 à chez l'Homme ; encore faut-il que ce soit uniquement sous forme de vitamine B12. Chez les ruminants, la microflore du rumen transforme l'ion cobalt divalent en cyanocobalamine ou vitamine B12. Une exposition aiguë au cobalt avoisinant 25 à par jour est toxique.


title: Cobalt

text: On n'a pas noté d'affections cardiaques chez les patients anémiques ou les femmes enceintes ayant été médicamentés au cobalt, mais des anomalies fœtales sont provoquées chez des animaux exposés en laboratoire à des taux élevés de cobalt lors de la grossesse.


title: Cobalt

text: Dès les années 1960, certaines brasseries américaines ont commencé à ajouter du sulfate de cobalt, comme stabilisateur de la mousse de la bière ; ceci a provoqué chez les grands buveurs de bière des nausées, vomissements et graves affections cardiaques (mort avérée de quarante grands buveurs qui ingéraient ainsi 6 à de cobalt par jour dans plus de 12 litres de bière. Cette bière aujourd'hui interdite par la US FDA contenait 1,2 à par litre.


title: Cobalt

text: Une source émergente d'exposition humaine la pose de certaines prothèse (prothèses de hanche notamment) ; elles sont sources - par usure - de particules nanométriques qui diffusent systémiquement dans le corps "via" la lymphe et le système vasculaire, avec des réactions locales indésirables dans les tissus mous entourant la prothèse, et avec une toxicité systémique. Il est démontré que les particules nanométriques de cobalt (et d'autres métaux) sont bien plus toxiques que les particules micrométriques. Dans ce cas il faut faire appel à la nanotoxicologie pour l'évaluation des risques ; Un des indices (à interpréter avec prudence toutefois) est une augmentation du taux de cobalt sanguin après insertion de la prothèse.


title: Cobalt

text: Ce produit ne figurant pas sur la liste des produits interdits aux sportifs, il a été suspecté que certains athlètes aient pu utiliser des sels de cobalt pour se doper, comme « alternative » à l'injection d'EPO pour améliorer leur performance aérobie en échappant aux contrôles anti-dopage, bien qu'avec de graves risques pour leur santé (Il a été utilisé comme anti-anémique en médecine, efficacement mais avec des ); il pourrait ainsi être recherché dans le sang complet, le sérum, le plasma ou l'urine.


title: Cobalt

text: Elle est restée longtemps mal connue ; si le mot cobalt provient de l'allemand "kobalt" ou "kobold", véritable esprit maléfique qui hantait les mines dans la tradition germanique, le métal a été fabriqué tardivement et la toxicité du métal a longtemps été considérée comme faible. Il fallait toutefois, pour les métallurgistes prudents, que les poussières fines de métal cobalt soient inférieures à . L'inhalation de ces poussières provoque en effet des troubles pulmonaires et le contact avec la peau provoque des irritations. Son ingestion entraîne souvent nausées et vomissement.


title: Cobalt

text: C'est un oligoélément nécessaire à dose infime à certaines cellules et processus biologiques ; il est présent dans la vitamine B et utilisé contre l'anémie, car favorisant la constitution des globules rouges. À des doses plus élevées, il est . Les tests faits "in vitro" avec des ions cobalt sur des cellules de mammifères montrent qu'il est cytotoxique et induit l'apoptose et la nécrose cellulaire à des concentrations plus élevées que celle induisant une réponse inflammatoire.  L'ingestion de chlorure de cobalt (II) provoque aussi rapidement nausées et vomissement voire la mort.  La dose létale est facilement atteinte, surtout chez l'enfant. Des effets cardiaques et pulmonaires indésirables sont démontrés pour une exposition au cobalt proche ou légèrement inférieures aux limite d'exposition professionnelle actuelle.  L'exposition au cobalt peut induire des affections pulmonaires (difficultés respiratoires évoluant éventuellement en asthme, ou pneumonie chez des travailleurs ayant respiré un air chargé en cobalt), et il peut gravement affecter le tractus gastro-intestinal, la thyroïde (voir perturbation endocrinienne), le cœur et les systèmes sensoriels.


title: Cobalt

text: Cette toxicité est due :  Dans tous les cas, il est plus toxique sous forme de nanoparticules, mais la recherche est encore lacunaire dans ce domaine.


title: Cobalt

text: Le cobalt et ses sels sont génotoxiques, principalement en raison des dommages oxydatifs sur l'ADN par des espèces réactives de l'oxygène, et peut être en raison d'une inhibition de certains processus de réparation de l'ADN.


title: Cobalt

text: Le cobalt est classé comme "cancérogène possible" par le Centre international de recherche sur le cancer ; car il provoque un cancer lorsqu'il est introduit dans un muscle ou sous la peau, mais il ne semble pas être cancérogène lorsqu'il est inhalé par des animaux exposés via l'air, la nourriture ou l'eau. Les preuves de cancérogénicité du cobalt métallique et du sulfate de cobalt sont considérées comme suffisantes chez l'animal de laboratoire, mais encore jugées insuffisantes chez l'humain.


title: Cobalt

text: Il est encore incomplètement cerné, mais on comprend mieux ses liens avec la carence en oxygène (hypoxie) dans les cellules animales : le Cobalt sous forme d'ion Co stabilise les dégâts cellulaires dus à l'hypoxie et stimule la production d'érythropoïétine (EPO) et semble (par le même mécanisme) contribuer à coordonner et réguler d'autres réponses adaptatives à l'hypoxie, mais pour la plupart de ces réponses avec des effets cancérogènes potentiels (avérés dans le modèle animal). Une hypothèse récemment proposée est que certains des effets toxiques de l'ion Co sont dus à une interférence négative (à confirmer) avec la pompe à Ca des cellules.


title: Cobalt

text: Sa cinétique dans le corps (Co) et son temps de séjour ont surtout été étudiés chez l'animal de laboratoire et un peu chez l'Homme. Il est principalement accumulé dans le foie, le rein, le pancréas et le cœur, et la teneur relative du squelette et du muscle squelettique augmentent lentement avec le temps après l'administration de cobalt.


title: Cobalt

text: Chez l'homme, l'excrétion rénale d'abord rapide, diminue en quelques jours. Ensuite dans une seconde phase qui dure quelques semaines, elle est ralentie, et une partie du cobalt reste piégé dans les tissus durant plusieurs années (notamment dans le derme en cas de tatouage).


title: Cobalt

text: Dans le sérum, l'ion Co se lie à l'albumine outre des ions libres (5 à 12 % de la concentration totale de cobalt).  Dans les globules rouges humains, il semble utiliser la même voie trans membranaire que le calcium, avec une absorption essentiellement irréversible quand il est effectivement engagé dans le cytosol (il n'est alors plus expulsé par la pompe à calcium).


title: Cobalt

text: Elle semble presque systématique dans les pays riches (dont France) mais en des proportions encore mal connue, et elle varie vraisemblablement selon de nombreux paramètres (environnementaux et alimentaires notamment).  En 2018 en France le « "Volet périnatal" » du "programme national de biosurveillance" a publié une évaluation de l'imprégnation des femmes enceintes notamment par le cobalt (et par 12 autres métaux ou métalloïdes et quelques polluants organiques). Ce travail a été fait à l'occasion du suivi d'une cohorte de 4 145 femmes enceintes (« "Cohorte Elfe" »). Cette cohorte comprenait des femmes ayant accouché en France en 2011 hors Corse et TOM). Le dosage urinaire de 990 femmes enceintes arrivant à la maternité a confirmé l'omniprésence du Cobalt dans l'environnement ; il a été retrouvé dans 100% des échantillons d’urine analysées (moyenne géométrique : 0,85 μg/L avec comme taux de créatinine : 1,16 μg/g relativement similaires à ceux cités hors de France pour les femmes en fin de grossesse. - Ils sont cependant très supérieurs aux taux mesurés chez les femmes non-enceintes (en France notamment). La littérature cite cette différence, peut être explicable par des modifications métaboliques liées au manque de fer fréquent chez la femme enceinte. Dans l'étude française de 2018 dans le contexte périnatal, l'excrétion urinaire de cobalt est plus élevée en cas de tabagisme, et de consommation plus élevée de produits chocolatés et de thé, et elle tend par ailleurs à diminuer avec l’âge et la consommation de poisson. Les auteurs évoquent une possible corrélation avec le statut en fer de la femme (cf associations avec le thé et poisson) mais le bilan martial n'étant pas connu pour toutes les femmes de la cohorte Elfe cela reste une hypothèse.


title: Cobalt

text: Hormis pour les travailleurs ou personnes exposées à des sources industrielles ou naturelles importantes, 99 % du cobalt que nous absorbons proviendraient de la nourriture, plutôt que de l'eau ou de l'air.


title: Cobalt

text: Sols, érosion, volcans, eau de mer et feux de forêt. Le taux moyen dans le sol, dans le monde, est de huit ppm (parties par million), mais variant de presque zéro à ppm voire plus à proximité de mines (en Ontario, 16 et de cobalt ont été mesurées respectivement dans des parcs ruraux et de vieux parcs urbains).


title: Cobalt

text: Eau, air, sol et écosystèmes sont pollués par les mines et l'industrie du cobalt, les fumées des incinérateurs et issues de la combustion du charbon et du pétrole qui en contiennent une faible proportion, de même que les gaz d'échappement des véhicules et avions. Des contaminations accidentelles surviennent parfois (ex : 61 boutons d'ascenseurs suisse, d'origine française (produits avec un acier indien contaminé par du cobalt radioactif), émettaient environ 7000 Bq chacun ; le transport de 14 de ces boutons suffisait à imposer d'appliquer l'accord européen relatif au transport international des marchandises dangereuses par route (ADR)).


title: Cobalt

text: Globalement, les sources principales sont les retombées des essais nucléaires, puis de l'accident de Tchernobyl. Leur radioactivité varie selon les lieux et diminue globalement progressivement avec le temps (voir figure 21 du rapport 2008 de la Division Radioprotection suisse ; "« Césium 137 (en Bq/kg de matière sèche) dans les échantillons de sol de différentes stations de Suisse (1964–2008) »", et la figure 22 ("« Strontium 90 dans divers échantillons prélevés entre 1950 et 2008 »")) mais localement par lessivage, ruissellement puis bioconcentration les taux peuvent augmenter (dans les champignons, et les sangliers qui les mangent par exemple.


title: Cobalt

text: Dans les écosystèmes : Le cobalt a été peu tracé dans les environnements aquatiques. Selon Ifremer, on en trouve de 1 à 5 ng.L en mer et les fleuves pollués en amènent des quantités significatives (de 200 ng.L ont été mesurées à faible salinité dans la Seine et son estuaire). La chair des bivalves en contient ; par exemple de 3 à .kg (poids sec) en hiver et de 0,8 à .kg en été chez des moules du Devon en 1977 et 1978. Des huîtres du lagon de Navachiste au Mexique en contenaient de 0,3 à .kg (p.s.) en 1991. La moule zébrée (moule d'eau douce) peut aussi en accumuler d'importantes quantités dans sa coquille.


title: Cobalt

text: Son écotoxicité varie selon les organismes, les individus, le contexte et l'espèce chimique considérée (cobalt pur, ion, nanoparticule, cobalt II ou cobalt III, radioactif ou non, ou encore type de sels organiques et/ou inorganiques). Sa toxicité et sa mobilité environnementale (pour les plantes, animaux, champignons) augmentent avec l'acidité du sol.  Les pluies acides peuvent en accentuer la mobilité et la biodisponibilité, avec risque de bioaccumulation et bioturbation par certaines plantes, champignons et animaux.


title: Cobalt

text: En 2020, il n'existe toujours pas de norme réglementaire de qualité de l'eau de surface, de nappe ou potable pour le cobalt dans l'Union européenne ni aux Etats-Unis.


title: Cobalt

text: Une étude s'est basée sur des algues, une plante aquatique et quelques espèces d'invertébrés et de poissons classiquement utilisées pour les tests de toxicité aiguë et chronique, afin de proposer des seuils pour une future norme.  En suivant l'approche européenne, un concentration dangereuse médiane pour 5% des organismes (HC5,50%) serait de 1,80 µg Co/L. Une approche de type US EPA, serait sept fois plus tolérante (7,13 µg Co/L).


title: Cobalt

text: Certains invertébrés et les algues/plantes aquatiques se montrent bien plus sensibles aux expositions chroniques au Co que les poissons.


title: Cobalt

text: Pour extraire la forme ionique (dissoute) du cobalt d'un liquide on peut utiliser des chélateurs, des résines échangeuses d'ions, du charbon de bois activé, des techniques de nanofiltration, et peut-être bientôt des polymères susceptibles d'absorber ce polluant des systèmes de refroidissement des centrales nucléaires sont à l'étude.  Des chercheurs allemands et indiens cherchent à développer des polymères capables de concentrer des isotopes de cobalt radioactifs pour traiter l'eau de refroidissement de centrales nucléaires : un nouveau procédé pour réduire les déchets radioactifs.  Ce cobalt provient de l'alliage d'acier spécial qui compose des tubes dans lesquels circule sous pression l'eau bouillante. Ce cobalt est bombardé de neutrons quand il passe dans le cœur du réacteur, ce qui donne des isotopes radioactifs (Co 60 ; dont la période de demi-vie radioactive dépasse 5 ans). La nanostructure de ce polymère forme une "« empreinte moléculaire »", c'est-à-dire que les vides contenus par le polymère sont exactement à la forme d'un ion de cobalt. Ce polymère est en fait un produit antérieurement riche en ions cobalt qui a été passé à l'acide pour extraire le cobalt de la matrice ; Quand on place cette matrice dans un environnement contenant du cobalt, celui-ci tendrait à s'insérer dans les vides laissés par le passage à l'acide. Ainsi, une grande quantité d'isotopes radioactifs de cobalt en solution pourrait être piégée et éliminée avec ce polymère.


title: Cobalt

text: La bourse du marché du cobalt est gérée par le London Metal Exchange.


title: Cobalt

text: Principaux pays producteurs miniers en métal contenu en 2014 :


title: Cobalt

text: Considéré comme un minerai stratégique et non-renouvelable, sa consommation en 2014 faisait que les réserves connues (de 7,1 millions de tonnes) en République du Congo (50 %), en Australie (15 %) et à Cuba (7 %)) seront épuisées en 60 ans. Les nodules polymétalliques et encroûtements cobaltifères sous-marins en contiennent néanmoins beaucoup (dont en Polynésie Française) mais on ignore encore si on pourra les exploiter sans trop dégrader le milieu marin.


title: Cobalt

text: L'Afrique détient l'essentiel des ressources mondiale connues de cobalt. Environ 50% se trouveraient en République démocratique du Congo (principalement dans la région de Kolwezi) qui vise à redevenir leader mondial en termes de production de minerai de cobalt. La Zambie est le premier producteur de cobalt mais le minerai peut être fondu et raffiné ailleurs dans le monde, dont en Europe. Le Cameroun en possède peut-être le plus grand gisement au monde (sous la zone forestière de l'est du pays), qui devrait être mis en exploitation dans quelques années par le groupe américain Geovic.


title: Cobalt

text: À la fin du , le belge Umicore (devenu Nyrstar après avoir fusionné avec Zinifex qui détient 60 % des parts) était leader mondial dans ce domaine. Dans les années 1980, il est l'une des huit matières premières stratégiques jugées "indispensables" (en temps de guerre comme en temps de paix). En 1993, 63 % de tout le minerai de cobalt venait de trois pays : Russie (32 %), Zambie (20 %) et Canada (11 %) ; En 2006, ont été produits (contre en 1994, et alors répartie de manière équilibrée entre Russie , Zaïre , Finlande , Canada , Norvège , Zambie distançant la Chine ). En 2018 le cobalt, plus convoité que jamais (pour les batteries de véhicules électriques notamment) est classé "rouge" par le BRGM et le WMF (« "World Materials Forum" ») car combinant un risque de rupture d'approvisionnement et une importance très haute pour l'industrie car il pourrait manquer "entre 2025 et 2030" et la République démocratique Congo qui possède la moitié des ressources pourrait être politiquement instable. Son prix a quadruplé en 2 ans et à ce rythme, en 10 ans "les 70 ans de réserves actuelles de cobalt tomberont à 25 ans si elles ne sont pas renouvelées". Tesla a réussi à produire des batteries (LFP) pour la "Model 3" n'utilisant pas de cobalt là où les autres constructeurs n'arrivent pas encore à descendre sous 8 %. Par ailleurs, dans le futur, de nouveaux gisements sous-marins pourraient être découverts et exploités.


title: Cobalt

text: En 2018 (novembre) la Commission européenne estime que la demande mondiale en cobalt pourrait tripler en moins de 15 ans (avant 2030), malgré une chimie optimisant le minerai. La part du véhicule électrique ( soit 9 % de la demande mondiale en cobalt) pourrait passer en 2030 à ; une pénurie serait possible dès 2025 : la consommation mondiale pourrait atteindre alors pour une production de . L'Europe dispose de 239 gisements identifiés, mais sa production annuelle de cobalt est d’environ pour une demande neuf fois supérieure. Avec un recyclage efficace et l'accélération de ses gisements l'Europe pourrait couvrir 15 % de sa demande en 2030. Des batteries innovantes (substituant par exemple le cobalt par du nickel, pourraient réduire la demande mondiale de 30 % d'ici 2030.


title: Cobalt

text: Après une envolée en 2017 pour atteindre au printemps 2018 des sommets inconnus depuis dix ans, dépassant , du fait des craintes de pénurie due au boom attendu des ventes de voitures électriques, les cours du cobalt ont plongé à début février 2019.  Les producteurs miniers ont en effet massivement investi pour répondre à cette demande, multipliant les projets en République démocratique du Congo ; l'engouement pour ce minerai et la situation politique instable de la République démocratique du Congo a entraîné la création de nombreuses mines artisanales où travailleraient, fin 2018, de 110 000 à 150 000 clandestins, dont des enfants qui extraient, souvent à la main, environ 20 % du cobalt alors exporté hors de la RDC, surtout vers la Chine, pour y produire des batteries pour au moins 26 entreprises ne respectant pas les normes internationales de devoir de diligence en matière de droits humains (Huayou Cobalt notamment), ce qu'a dénoncé un rapport d'Amnesty International et d'African Resources Watch ("Afrewatch") en 2016 . Un nouveau rapport, "Le temps est venu de recharger des batteries « propres » !", (2017) insiste sur tous ces points et fait le bilan de l'inertie générale.


title: Cobalt

text: Le cobalt étant une ressource stratégique et non renouvelable, face à l'envolée des cours et malgré les difficultés techniques pour passer à des méthodes industrielles, recycler le cobalt devient un enjeu stratégique. Le rapport de l'UNEP de 2011 fait état pour le cobalt des données suivantes :


title: Cobalt

text: En matières de raffinage, transformation et commercialisation de Chimie fine spécialités chimiques (produits chimiques, poudres, pigments à base de cobalt), depuis 1912, le leader mondial est ""Cobalt & Specialty Materials"" (CSM), filiale d'Umicore (devenu Nyrstar). Ce groupe contrôle toute la chaîne d'approvisionnement et de production pour le cobalt, via des unités réparties sur plusieurs continents. Les composés de cobalt, sous forme organique et inorganique produit et mis sur le marché par CSM, sont notamment utilisés comme pigment pour le verre, la céramique, les peintures, les encres, etc. et - avec le nickel - dans les batteries et piles rechargeables, ou comme catalyseurs ainsi que pour divers usages dans le domaine de l'électronique ou des alliages et du traitement de surface.


title: Cobalt

text: En Europe, la principale usine ("Umicore - Cobalt & Specialty Materials" au sein de "Umicore Specialty Materials Bruges" (USMB)), active depuis 1907 est celle de Bruges en Belgique ; elle produit des composés inorganiques et organiques du cobalt, rachetée par Umicore en 2007.


title: Cobalt

text: Des particules, nanopoudres et nanoparticules stables de cobalt (nanoparticules superparamagnétiques) ou à base de cobalt (ex : particules magnétiques de cobalt-nickel) sont produits depuis quelques années, et par exemple intégrées à de nouveaux catalyseurs au palladium


title: Nickel

text: Le nickel est l'élément chimique de numéro atomique 28, de symbole Ni. Le corps simple nickel est un métal.


title: Nickel

text: Le nickel est un élément métal de transition du bloc d, le plus léger du groupe 10.


title: Nickel

text: L'atome de nickel possède deux configurations électroniques, [Ar] 3d 4s et [Ar] 3d 4s, qui sont très proches en énergie – le symbole [Ar] désigne les électrons du cœur qui ont la configuration de l'atome d'argon. Il existe un désaccord au sujet de la configuration devant être considérée comme étant de plus basse énergie. Les manuels de chimie indiquent la configuration électronique du nickel comme étant [Ar] 4s 3d, ou bien de façon équivalente comme étant [Ar] 3d 4s. Ce choix est en accord avec la règle de Klechkowski, qui prévoit que la sous-couche 4s sera remplie avant la 3d. Il est d'ailleurs appuyé par le fait expérimental que l'état de plus basse énergie de l'atome de nickel est un niveau de la configuration 3d 4s, à savoir le niveau 3d(F) 4s F, "J" = 4.


title: Nickel

text: Cependant, chacune de ces deux configurations correspond à un ensemble d'états quantiques d'énergies différentes. Les deux ensembles des énergies se recouvrent, et l'énergie moyenne des états de la configuration [Ar] 3d 4s se trouve en fait inférieure à l'énergie moyenne des états de la configuration [Ar] 3d 4s.


title: Nickel

text: Pour cette raison, les publications de recherche au sujet des calculs de la structure atomique considèrent que la configuration électronique fondamentale du nickel est [Ar] 3d 4s.


title: Nickel

text: L'atome de nickel est paramagnétique.


title: Nickel

text: Le nickel est fréquemment associé au cobalt dans les dépôts miniers, il est particulièrement apprécié pour les alliages qu'il forme. Longtemps confondu avec l'argent ou le cuivre, le nickel est aujourd'hui utilisé pour la confection de monnaie et en alliage dans l'industrie.


title: Nickel

text: Le corps simple, métal dense blanc argenté, plus dur et plus tenace que le fer, a été isolé en 1751 à partir d'arséniures de nickel, dénommés de manière générique Kupfernickel en allemand, "kopparnickel" en suédois ou "nickeline" en français, par le chimiste suédois, le baron Axel Frederik von Cronstedt. L'opérateur, ancien élève de Georg Brandt, maître spécialiste des arséniures et découvreur de l'élément cobalt, étudie des résidus verts provenant d'une mine de minerai de cobalt à Helsingland. Est-ce un dernier essai au départ d'extraire du cuivre de ce minerai verdâtre, ce "Kupfernickel" considéré autrefois comme une sorte de « cuivre du diable » puisqu'il en a l'apparence verdâtre et rejeté par les mineurs chevronnés s'ils le détectaient avant l'étape du four ? Il obtient d'abord par chauffage en présence de soufre et de carbonate de potassium de l'oxyde de nickel avant de réduire ce dernier protoxyde de nickel en creuset brasqué avec du charbon actif pour obtenir une poudre qui une fois compactée et mise en lamelle donne un échantillon de métal blanc brillant qu'il appelle trivialement "nickel", pour signifier que cela n'était selon lui nullement du cuivre ou du moins un « faux cuivre ». En observant la chimie différente de ce corps simple, il découvre qu'il s'agit d'un élément chimique.


title: Nickel

text: L'allemand "kupfernickel" fait aussi référence à l'action supposée des nains, génies ou gnômes maléfiques des mines, les "nickels du cuivre", sur les veines de cuivre ou de minerais de cuivre, comme d'ailleurs sur les autres veines de minéraux intéressants, par exemple riches en métaux précieux. Selon les auteurs, les nains ou nickels cachaient, subtilisaient ou rendaient invisible la bonne matière évidemment recherchée, comme ils provoquaient malicieusement des tremblements, des bruits ou résonances inquiétantes, des failles perverses où s'infiltraient de l'eau qui ennoyait les galeries ou étaient larguées des vapeurs méphitiques. La dénomination des nains vient de leur patron ou intercesseur médiéval saint Nicolas ou sankt Nickelaas, en latin ecclésiastique "Sanctus Nicolaus". Au , ce saint protecteur des navigateurs, garant de l'équilibre et de la stabilité du monde naturel et des équipements de l'artifice humain, assurait, par sa dévotion et la perpétuation sous son égide des anciennes pratiques ritualisées de mineurs saxons ou germaniques, la tranquillité et la sécurité du milieu minier, comme le calme des flots marins ou fluviaux.


title: Nickel

text: Ces appellations proviennent en partie de l'impossibilité d'extraire le cuivre de ce qu'on croyait à l'époque être apparemment du minerai de cuivre ; on croyait que le « minerai de cuivre » avait subi un mauvais sort de petits démons. En fait, l'erreur rationnelle repose sur ce que les savants naïfs confondaient les minerais de cuivre avec les minerais de nickel, élément chimique qui était tout à fait inconnu, distinct du cuivre.


title: Nickel

text: Le terme "nickel" est attesté en français écrit vers 1765. L'adjectif "nickélifère", déjà attesté en 1818 mais beaucoup plus commun en 1900, qualifie une matière ou un corps contenant du nickel. Le "nickelage" désigne avant le milieu du l'action du verbe "nickeler", c'est-à-dire couvrir d'une mince couche de nickel, ainsi que le revêtement métallique de nickel protecteur, c'est-à-dire le résultat du verbe nickeler en galvanoplastie. L'adjectif "nickelé" qualifie un métal ou un alliage recouvert d'une couche de nickel. En 1857, la "nickelure" désigne une technique particulière, à préciser, par laquelle les métaux peuvent être nickelés et de manière générale, l'art de nickeler et le travail fait par nickelage. Le chimiste Adolphe Wurtz popularise en 1873 l'adjectif "nickélique" pour qualifier certains composés de nickel. L'alliage NiCr ou nickelchrome est mentionné dans le "Grand Larousse encyclopédique" en 1932.


title: Nickel

text: Le nickel possède 31 isotopes de nombre de masse variant entre 48 et 78, ainsi que sept isomères nucléaires. Il existe dans la nature sous la forme de cinq isotopes stables ou quasi stables : Ni, Ni, Ni, Ni et Ni, Ni étant le plus abondant (abondance naturelle de 68,077 %). On lui attribue une masse atomique standard de 58,6934(2) u. 26 radioisotopes ont été caractérisés, le plus stable étant Ni avec une demi-vie de , suivi de Ni () et de Ni (). Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie inférieure à 60 heures, et la plupart inférieure à .


title: Nickel

text: Le nickel est le élément le plus abondant dans la Terre (2,4 %), mais loin derrière les quatre premiers (fer : 35 %, oxygène : 30 %, silicium : 15 %, magnésium : 13 %). C'est le dans la croûte terrestre, avec un clarke de () selon les estimations, et le dans le manteau avec . C'est en revanche un élément majeur du noyau, le (après le fer) dans le noyau interne (environ 20 %) et le ou le dans le noyau externe (environ 5 %).


title: Nickel

text: Le nickel métallique existe à l'état naturel, c'est le nickel natif, qui contient souvent divers autres métaux comme impuretés. Les météorites métalliques, dites météorites de fer, sont constituées d'un alliage fer-nickel (comme le noyau terrestre, et c'est aussi le cas des astéroïdes de type M. Les nodules polymétalliques des profondeurs océaniques sont à base de Mn, Ni, Co, Fe, Cr Le nickel se substitue facilement au fer ou au magnésium dans divers silicates de la croûte et du manteau, en particulier ceux des roches magmatiques alcalines ou basiques, voire ultrabasiques comme les péridots et les pyroxènes. Les péridotites peuvent en contenir plus de par tonne. Ainsi le nickel apparaît sous forme de silicates ou hydrosilicates, comme les variétés de serpentines comme la garniérite ou nouméite, un silicate complexe de nickel et de magnésium de formule simplifiée qui peut être aussi considéré comme un composant de roches détritiques ou de latérites. Comme ces derniers assemblages à garniérite sont dénommés minerais saprolithiques, l'adjectif latéritique qualifie souvent les formations plus altérées, à base de limonites nickélifè̠res .


title: Nickel

text: On le trouve sous forme combinée au soufre dans la millérite , la polydymite , la pyrrolite , la pentlandite très souvent insérées dans une matrice rocheuse à base de pyrrhotite. Il s'agit de chalcopyrite ou de pyrrhotite nickélifère des anciens auteurs.


title: Nickel

text: Combiné à l'arsenic ou sous forme d'arséniures ou d'arséniates, il est présent dans la nickéline ou niccolite de couleur rouge, de chloantite , de smaltite, l'annabergite ou "nickel ocre" , d'aerugite...


title: Nickel

text: Il apparaît aussi sous forme d'oxydes, de sulfates, de carbonates, de phosphates, d'antimoniures (breithauptite ou alliage ), de phosphures, de sulfoarséniures (gersdorffite ou disomose)... Tous ces minéraux sont liés à des gîtes associés à des roches magmatiques, parfois ayant constitués des filons excentrés.


title: Nickel

text: Les minerais de nickel étaient connus en France au dans les Pyrénées, les Alpes ou en Algérie. L'extraction du nickel est compliquée par les associations fréquentes avec Fe, Cu, Co Les minerais sulfurés préalablement oxydés ou grillés étaient réduits par la vapeur d'eau. Pour purifier efficacement le nickel, il faut attendre le procédé Mond qui utilise la formation entre et du tétracarbonyle de nickel volatile et la pyrolyse de ce corps instable vers , laissant un dépôt de nickel métal.


title: Nickel

text: Le nickel est communément présent dans les résidus de la préparation du smalt, à base de sulfoarséniures de nickel parfois dénommé speiss. Le grillage du speiss permet d'obtenir du nickel impur, qui peut être purifié après quelques étapes réitérées d'affinages.


title: Nickel

text: Le nickel ou plutôt le silicate de magnésie et de nickel préalablement décrit a longtemps constitué la principale richesse de la Nouvelle-Calédonie, découvertes par l'ingénieur Jules Garnier en 1864. Le minerai était exploité à partir d'une teneur supérieure à en masse dans les années 1990. Ce territoire autonome possède environ 30 % des réserves mondiales, estimé alors à plus de .


title: Nickel

text: Dans les années 1990, les autres pays producteurs étaient la Russie, le Canada, l'Australie et Cuba, les Ètats-Unis. Des gisements importants sont encore exploités en Russie, dans la région de Norilsk. 27 % de la production mondiale de nickel proviennent de mines situées dans le cratère d'impact d'une énorme météorite dite de Sudbury il y a 1,8 milliard d'années.


title: Nickel

text: Au début du , le nickel est extrait de deux types de minerais : les latérites et les sulfures de nickel, ces derniers exploités dans de nombreux gisements dans le monde, en association avec des roches mafiques et ultramafiques. Deux principaux contextes géologiques ont été reconnus: (1) les complexes ignés lités, vastes ensembles magmatiques issus du manteau, exploité notamment dans l'Oural (Norilsk), le bouclier canadien (Sudbury), et la province de Gansu en Chine (Jinchuan). (2) le volcanisme mantellique primitif riche en magnésium de l'Archéen, ou komatiite, formant des gisements par exemple en Australie (Kambalda), au Québec (Raglan) ou au Brésil. Tous ces gisements associent le nickel avec le cuivre, souvent le cobalt et les éléments du groupe du platine. Certains gisements sont associés à des niveaux de shales noirs, notamment à Sotkamo en Finlande.


title: Nickel

text: Mais bien que 70 % des réserves de nickel soient des minerais latéritiques, ceux-ci ne correspondent qu'à 40 % de la production mondiale. Les minerais latéritiques sont essentiellement destinés à la production de ferronickel, les minerais sulfureux, par l'intermédiaire de mattes, étant généralement dédiés à la production de nickel très pur. Le grillage des sulfures s'opère au moins entre et . Les matières fondues subissent ensuite des procédés classiques d'hydrométallurgie.


title: Nickel

text: Qu'ils soient latéritiques ou sulfureux, les minerais de nickel sont exploités dès que leur richesse dépasse 1,3 % de nickel. Cette faible teneur explique la complexité et la diversité des procédés, déterminés par la nature de la gangue du minerai, ainsi que par la qualité du nickel désiré à la fin de l'extraction.


title: Nickel

text: Le nickel est un métal blanc argenté, parfois légèrement grisâtre, de densité 8,9. Il existe sous deux variétés allotropiques, le hexagonale instable et le cubique face centrée, variété la plus stable.


title: Nickel

text: Ce corps cristallin de maille cubique est souvent déjà brillant, il possède un bel éclat brillant par polissage. Il fait partie du groupe des métaux non-ferreux. Le nickel est classé comme métal de transition, c'est un corps solide assez dur, le plus dur des métaux après le chrome, tenace, ductile, malléable, en particulier plus malléable que le cobalt. Pour le métallurgiste, les propriétés mécaniques du nickel sont voisines de celles du fer. Il se laisse laminer et étirer en fils assez fins.


title: Nickel

text: Le nickel est bon conducteur de la chaleur et de l'électricité. Il est ferromagnétique.


title: Nickel

text: La maille du nickel β est cubique à faces centrées avec un paramètre cristallin de , ce qui correspond à un rayon atomique de . Cette structure cristalline est stable jusqu'aux pressions d'au moins .


title: Nickel

text: Le nickel, comme le cobalt, est plus tenace que le fer. Sa cassure est fibreuse. Métal moins fusible que le fer, mais plus fusible que le chrome, il est facile à travailler. Sa densité apparente peut varier après écrouissage, les pièces montrant une densité apparente passant de 8,3 à 8,8.


title: Nickel

text: Le corps simple est dilatable par la chaleur. La conductivité électrique est 24 % IACS, c'est-à-dire moins du quart que celle du cuivre pur. Il est fusible au-dessus de et, très pur, bout vers .


title: Nickel

text: Le nickel paramagnétique est ferromagnétique aux températures ordinaires. Seuls trois autres éléments possèdent cette propriété: le fer, le cobalt et le gadolinium. Sa température de Curie est de , ce qui signifie que le nickel solide est non magnétique au-dessus de cette température. En pratique, le champ magnétique s'atténue dès .


title: Nickel

text: Le nickel est stable à l'air et à l'eau. Le nickel ne s'oxyde pas facilement à l'air humide. Le nickel ne s'oxyde pas à l'air froid, l'oxydation existe à l'air très chaud, et d'autant plus importante avec la température croissante. Un fil fin de nickel chauffé brûle dans le gaz oxygène pur. La mousse de nickel, corps poudreux très divisé à haute surface spécifique, peut s'enflammer dans l'air, une fois soumise à un point chaud ou à une étincelle. Le nickel de Raney est un corps pyrophorique.


title: Nickel

text: Le métal nickel pulvérulent est un super-adsorbant de molécules gazeuses, comme l'hydrogène ou le monoxyde de carbone. Il peut retenir et libérer facilement plus de de monoxyde de carbone. Les "mousses de nickel", mises au point au cours des années 1980, ont révolutionné la catalyse, notamment en hydrogénation, de même que l'électrochimie.


title: Nickel

text: Le nickel massif est attaqué lentement par les acides non oxydants. Le nickel est facilement dissout dans l'acide sulfurique et l'acide chlorhydrique avec dégagement de gaz hydrogène. La réaction de dissolution peut être conduite dans ces acides dilués ou étendus d'eau.


title: Nickel

text: Mis en contact avec l'acide nitrique concentré, la surface du métal devient passive, au même titre que la passivité du fer. En pratique, s'il est attaqué rapidement par l'acide nitrique dilué, le métal Ni est insoluble dans les acides oxydants concentrés. De manière générale, en condition oxydante, l'attaque est lente.


title: Nickel

text: Le nickel est insoluble dans le solvant ammoniac.


title: Nickel

text: Ainsi le métal en plaque ou en revêtement de nickelage pour protéger des métaux oxydables résiste bien à la corrosion et à l'exposition durable à l'air humide, en formant une couche d'oxyde passivante ou protectrice . Il prend souvent une teinte blanc grisâtre.


title: Nickel

text: Le nickel reste le plus souvent intact en solution neutre ou alcaline, en présence d'eau de mer, ou exposé à des conditions atmosphériques clémentes.


title: Nickel

text: Le nickel résiste bien à l'action des bases, même à chaud. Les conditions réductrices retardent de manière générale l'attaque. C'est pourquoi le nickel sert à la manipulation ou au transport d'alcalis concentrés.


title: Nickel

text: Grâce à sa résistance à l'oxydation et à la corrosion, il est utilisé dans les pièces de monnaie, pour le plaquage du fer, du cuivre, du laiton, dans certaines combinaisons chimiques et dans un grand nombre d'alliages.


title: Nickel

text: L'oxyde de nickel était préparé, à partir des arséniures ou sulfo-arséniures de nickel selon les techniques du laboratoire de Georg Brandt, par chauffage avec du soufre et du carbonate de potasse , qui donne de la potasse caustique par chauffage.


title: Nickel

text: La récupération du sulfure de nickel était également possible. Les minerais sont traités par le pentasulfure de potassium , ce dernier corps étant soluble dans l'eau alors que le sulfure de nickel est insoluble.


title: Nickel

text: Le sulfure de nickel, qui peut aussi être un minerai sulfuré concentré, était ensuite grillé, puis traité par l'acide sulfurique selon un procédé ancien mis au point au laboratoire de Friedrich Wöhler. le soufre part sous la forme de gaz hydrogène sulfuré. Le traitement ultérieur par la potasse donnait un "oxyde de nickel hydraté" ou vert pomme, insoluble.


title: Nickel

text: Au laboratoire, l'oxyde de nickel était ensuite réduit à basse température en tube de verre sous un balayage de gaz hydrogène.


title: Nickel

text: Les chimistes obtenaient une poudre pulvérulente, réactive et "pyrophorique" puisqu'elle s'enflammait à l'air, une fois mis en contact avec le gaz oxygène composant minoritaire de l'air. L'industrie procédait par une réduction moins coûteuse au charbon, dans un creuset réfractaire, pour obtenir un nickel impur, la poudre métal du commerce contenant les corps simple cobalt, cuivre et fer.


title: Nickel

text: Pour obtenir un nickel purifié, l'oxyde de nickel était traité à l'acide oxalique, et l'oxalate de nickel obtenu chauffé au feu de forge en vase clos se décomposait en corps simple Ni et en dioxyde de carbone. Le nickel était réduit dans un creuset fermé adapté, le métal se plaçant au culot.


title: Nickel

text: Le principal problème technique était la séparation du nickel du cobalt. Les solutions salines concentrées, préparées avec un oxyde mixte de cobalt et de nickel, étaient neutralisées par la potasse. Au mélange était ajouté en excès une solution de nitrite de potasse, avant qu'il soit mis au repos en milieu acide, par exemple en milieu acide acétique, une journée. Le nitrite double de potassium et de cobalt avait lentement précipité, et le précipité était récupéré par filtration de la solution, après un lavage soigneux avec une solution aqueuse de chlorure de potassium. Ce corps solide récupéré permettait de fabriquer le jaune de cobalt, utilisé pour la peinture à l'aquarelle. La liqueur filtrée, contant l'ion nickel, était traité à l'hydroxyde de potasse pour précipiter un "oxyde de nickel hydraté" ou hydroxyde de nickel.


title: Nickel

text: Tous les procédés d'extraction actuels combinent encore des techniques d'hydrométallurgie et de pyrométallurgie, dont l'optimisation dépend fortement de la nature du minerai traité. L'activité est éminemment capitalistique : une usine produisant par an de ferronickel à partir de latérite, coûte environ de dollars (Koniambo, Nouvelle-Calédonie), soit un investissement de par tonne de nickel produite annuellement. Or en 2010, la tonne de nickel commercialisée sous la forme de ferronickel est cotée . Le coût de transformation du minerai en ferronickel se situe à la même époque entre pour une usine performante : l'amortissement du capital explique la différence entre prix de vente et coût de production.


title: Nickel

text: Le nickel peut être moulu, fondu, mis en forme par moulage. Il est aussi facilement usinable et soudable. Le nickel se soude bien au fer. Autrefois, par laminage de tôles, issues d'un montage composé d'une lame d'acier prise entre deux plaques de nickel, étaient obtenues des tôles plaquées de nickel sur les deux faces.


title: Nickel

text: Le nickel peut s'allier en principe avec tous les métaux, sauf avec le plomb, l'argent, le thorium et les métaux alcalins.


title: Nickel

text: Les alliages de Ni les plus courants sont avec les métaux Fe, Mn, Cr, Co, Cu, Zn, Al... et les non-métaux comme le Si. Le nickel renforce notamment la résistance de l'acier à la rupture et à l'attaque chimique.


title: Nickel

text: Les propriétés mécaniques et thermiques des alliages fabriqués sont remarquables, notamment la résistance à l'usure sur de vastes plages de températures, des basses-températures à parfois plus de . Ce sont des matériaux non ou très peu déformables, montrant souvent une quasi-absence de dilatation, une résistance aux réactifs chimiques et à la corrosion atmosphérique, une très faible usure, des propriétés physiques, comme la résistance électrique, peu influencées par le paramètre température...


title: Nickel

text: Le nickel est présent dans un grand nombre d'alliages, des aciers inoxydables et réfractaires à fortes teneurs en chrome et nickel aux fontes de nickel tels que le Ni-resist, des alliages de blindage magnétique, type alliage fer-nickel ou ferro-nickels très durs, sinimax et permalloy aux aimants permanents Alnico, des alliages résistants à la corrosion type hastelloy (par exemple hastelloy C résistant à la corrosion ou hastelloy D à grande résistance mécanique , parfois au molybdène) ou des nickel-chrome ou chrome-nickel à l'alliage Monel à grande résistance à l'attaque chimique, principalement à base de Ni et Cu, par exemple ou aux divers cupro-nickels, par exemple pour les pièces de monnaies ou encore le nigusil...


title: Nickel

text: Le nickel est pour le physicien métallurgiste un élément gammagène, c'est-à-dire qui stabilise la phase cubique à faces centrées, et, du coup, favorise l'obtention d'une structure martensitique sur des pièces à grosses sections, en améliorant le résultat de la trempe.Pour les aciers faiblement alliés, par exemple à base de fer associé à 1,85 % de Ni, 0,8 % de Cr, 0,7 % de Mn, 0,4 % de C, 0,25 % de Mo..., le nickel accroît la résistance mécanique, améliore indéniablement les propriétés à basses températures et la résistance à la corrosion. Pour un acier inox classique, comme le 18/8 (Fe avec 18 % de Cr et 8 % de Ni) ou le 18/10, les métallurgistes s'accordent sur la caractéristique de "surface inoxydable" apportée par le chrome et la résistance mécanique à l'étirement et la résistance à la corrosion, apportées par le nickel. Au niveau des surfaces, il se forme un film d'oxydes protecteurs qui peut annihiler en grande partie les conditions favorables d'oxydation. A contrario, en condition réductrice, et par exemple avec la dissémination de l'ion chlorure responsable de piqûres et de crevasses, la destruction de la couche d'oxydes peut être très rapide sous diverses contraintes, libérant les possibilités d'attaques plus profondes.


title: Nickel

text: La microstructure des aciers spéciaux et super-alliages, observables en partie par les sous-grains et grains, est tributaire de la déformation à chaud de l'acier ou de l'alliage.


title: Nickel

text: On le retrouve dans les "bronzes au nickel" à base de à de Cu, de à Zn et de à Ni, avec des chouïas de Pb entre et , et de Mn et Fe , les alliages "Nickel-Bronze-Aluminium" à base de Ni, Cu, Zn et Al, le packfong ou les maillechorts, à base de Cu, Zn et Ni, qui ressemblent peu ou prou au métal argent, mais aussi l'argentan, l'argenton, le ruolz... Des bijoux de faible prix sont ainsi fabriqués en alliage de nickel dit argenté. L'alliage nickel molybdène est vendu en poudre, ces alliages à partir de jusqu'à ont été des modèles précoces pour l'étude de l'oxydation jusqu'à .


title: Nickel

text: Les propriétés thermiques et électriques justifient les alliages dénommés : invar à de Fe et de Ni, constantan (résistance de précision de formule ), kovar, platinite, alumel, nimonic à environ Ni, cunife, inconel ou incoloy DS, à l'origine des alliages intermétalliques... Le coefficient de dilatation thermique de l'alliage est proche de celui du verre soufflé, il était utilisé comme conducteur dans les ampoules d'éclairage.


title: Nickel

text: Les propriétés magnétiques sont recherchées, par exemple le Mu-métal qui tire sa dénomination de sa perméabilité magnétique, l'Alnico des aimants permanents...


title: Nickel

text: Le nickel-chrome est un alliage anti-corrosion et à résistance électrique élevé. L'alliage karma est un alliage spécifique de jauge de déformation.


title: Nickel

text: Les techniques électrochimiques nous ont laissé d'autres alliages de Ni, comme les zincs alliés. Les procédés de vaporisation thermiques (formant des dépôts limités à des couches fines) ou de métallurgie des poudres (en masse plus compacte) permettent de réaliser des alliages , servant de cibles de pulvérisation pour revêtements électrochrome. Les alliages , comme l'alliage nitinol, sont parmi les premiers reconnus à mémoire de forme. L'alliage nickel phosphore peut constituer un matériau en réseau ultra-léger tridimensionnel de tubes creux de masse volumique avoisinant une masse volumique de .


title: Nickel

text: Le nickel est moins réactif que le fer et le cobalt, surtout vis à̠ vis des acides et de l'oxygène.


title: Nickel

text: Notons la valence 0 du complexe et du composé volatile Ni-tétracarbonyle . Son nombre d'oxydation le plus commun est II, il atteste d'un caractère ionique.


title: Nickel

text: Il existe encore les degrés d'oxydation -II, -I, I, III, IV. Le degré d'oxydation III caractérisé par de nombreux complexes avec des ligands donneur pour la liaison σ-comme les familles des thiols et des phosphines, est minoritaire, tout comme le degré I, présent dans les alliages avec le sodium, les complexes tétraédriques bien stabilisé, et les enzymes à fonction d'hydrogénation (hydrogénases) et le IV, surtout communément préparé sous forme d'oxyde par les électrochimistes spécialisés dans les cathodes. Plus rares encore sont les degrés d'oxydation -II, -I.


title: Nickel

text: Les sels de nickel sont souvent isomorphes de ceux du fer. Il existe une vaste gamme de sels doubles, diversement hydratés, avec les métaux alcalins et le cation ammonium. Ainsi ... Ils sont très souvent isomorphes des sels doubles où le nickel(II) est remplacé par l'ion fer, cobalt, magnésium... ions métalliques divalents.


title: Nickel

text: Un grand nombre de sel de nickel divalent, une fois dissous dans l'eau, a la couleur vert-pomme de l'ion hydraté , tout comme les cristaux hydratés de différents sels de nickel. Anhydres, ils sont plutôt jaune ou à nuance de vert plus faible. La couleur dépend toutefois de l'anion, à la fois de son électronégativité et de sa polarisabilité, ainsi est jaune alors que est noir. Dissous dans l'ammoniaque, la coloration des solutions est bleue ou violette, grâce aux ions complexes du nickel ammoniacal .


title: Nickel

text: La chimie du nickel est marquée par les complexes colorés de Ni(II) avec des configurations électroniques suivant la théorie des ligands ou champ de coordination. Leurs structures peuvent être selon l'hybridation :


title: Nickel

text: Les complexes de Ni(II) sont difficilement oxydables en complexes de Ni(III), au contraire des ions et complexes de cobalt et de fer. Mais les complexes de Ni(II) peuvent facilement réduit en Ni(I) voire en Ni(0). Ainsi le complexe cyanuré peut être réduit en , voire en .


title: Nickel

text: Le cyanure de nickel qui cristallise dans un mélange ammoniac-benzène laisse un cyanure de nickel ammino-benzénique. Tout se passe comme si les molécules de benzène, sans être liés, étaient captés dans les mailles du réseau cristallin formé. Ces complexes sont nommés clathrates.


title: Nickel

text: L'ion nickel, comme l'ion vanadium, se retrouve aussi piégé dans les structures supramoléculaires de type porphyrine, par exemple au sein des fractions lourdes de pétrole brut.


title: Nickel

text: Il est possible de fabriquer de la "fonte au nickel" ou du "métal carburé".


title: Nickel

text: L'oxyde de nickel était réduit directement dans un creuset brasqué au feu de forge.


title: Nickel

text: Le nickel réagit à chaud avec les corps oxydants, comme le gaz oxygène ou les halogènes, comme le chlore.Le nickel est chalcophile et arsénophile. Il réagit facilement avec le soufre et l'arsenic. Parmi les principaux composés, citons :


title: Nickel

text: Il existe aussi des composés organo-nickéliques mieux stabilisés


title: Nickel

text: Le nickel colore la perle de borax en jaune pâle à froid, en rouge orange à chaud.


title: Nickel

text: L'analyse quantitative peut utiliser la , ou « réactif de Tschugaeff » : le cation nickel divalent réagit avec la diméthylglyoxime pour donner un composé électriquement neutre, chélate rouge ou écarlate, le bis(diméthylglyoxime) de nickel. Ce complexe important, en analyse qualitative et quantitative du nickel, précipite dans des solutions légèrement ammoniacales.


title: Nickel

text: Le nickel extrait est utilisé pour produire des aciers inoxydables (à hauteur de 68% du tonnage) des alliages non ferreux (10%), nickelage électrolytique (9%), alliages d'acier (7%), en fonderie (3%) et enfin pour d'autres usages dont les accumulateurs (4%)


title: Nickel

text: Le nickel entre dans la composition de plusieurs familles d'alliages métalliques. En dehors des aciers inoxydables (qui n'appartiennent pas à la famille des alliages de nickel mais à celle des aciers), les alliages de nickel peuvent être classés en trois catégories :


title: Nickel

text: Le nickel est souvent présent dans les aciers spéciaux. Les aciers au Ni et Cr servent à fabriquer des plaques-blindées, des coffres-forts et portes blindées, des chars d'assaut... Le nickel-chrome est utilisé comme résistance chauffante , mais aussi en particulier pour les soins dentaires et comme matériau de soudure. En bijouterie, on associe le nickel à l’or afin d'obtenir une meilleure tenue mécanique ainsi que des couleurs originales. Ainsi, du cuivre, du nickel et de l’or donnent de l’or jaune ou rosé. L’or et le nickel donnent de l’or blanc. Les "bronzes au nickel" se retrouve dans les profilés pour architecture ou élément de décoration et dans les couverts des services de table, en petite bijouterie avec les alliages alpacca, mais aussi dans les instruments de dessin industriels (compas, pinte-sèche...), les mécanismes d'horlogerie comme les ressorts, les pièces de précision de l'instrumentation scientifique et technique, divers composants de mécanique de précision et d'optique, .


title: Nickel

text: Le nickelage est le plus souvent un revêtement anti-corrosion, obtenu par placage électrolytique à l'aide de sels hydrosolubles. Il est très utile sur le fer, métal plus sensible à la corrosion.


title: Nickel

text: Un débouché « historique » du nickel sont les pièces de monnaie, où les qualités de malléabilité et de résistance du produit, à faible usure, sont particulièrement appréciées. Ainsi, on trouve du nickel dans les pièces américaines, canadiennes et dans les pièces d'un et de deux euros. Les pièces de nickel pur ou à revêtement de nickel sont blanches, les pièces en cupronickel sont jaunes.


title: Nickel

text: Le nickel sert à fabriquer des aimants, des écrans magnétiques. Il sert à fabriquer des contacteurs électriques et des électrodes, des bougies de moteurs à explosion. Il est utilisé comme résistance chauffante (grille pain, radiateur ou encore sèche-cheveux) grâce à son coefficient de conductibilité thermique très faible, ou comme revêtement sur les casques F1 des sapeurs pompiers.


title: Nickel

text: Le nickel sert à fabriquer des spatules, des creusets et divers instruments pour analyse. Des cuves de nickel sont employées pour le transport sur les navires de soude caustique, concentrée ou très pure. Il sert au raffinage et au stockage des solvants chlorés ou de divers composés, comme le phénol. Sa surface propre évite aussi toute contamination ou décoloration de ces matières. Le nickel pur est utilisé pour certains types de cordes de guitare électrique.


title: Nickel

text: Le nickel est aussi utilisé dans divers accumulateurs alcalins, type fer-nickel, nickel-cadmium... ou autres. Par exemple il constitue la cathode des piles alcalines nickel-dioxyde de manganèse, et des accumulateurs alcalins nickel-cadmium, nickel-métal hydrure et nickel-zinc.


title: Nickel

text: En dehors de son rôle d'élément d'alliage et de partie d'accumulateurs, le nickel est également utilisé comme catalyseur d'hydrogénation. Les catalyseurs à base de Ni est utilisé pour hydrogéner les corps gras insaturés, pour fabriquer de la margarine ou certains savons par exemple.


title: Nickel

text: Le nickel de Raney ou le nickel de Sabatier-Senderens catalysent l'hydrogénation. La "mousse de nickel" joue ce rôle.


title: Nickel

text: Certains complexes de Ni(II), comme les thiophénolates alkyl-aminés, jouent un rôle stabilisant vis-à-vis de la lumière, ils sont nommés désactivateurs ou "quenchers" en anglais scientifique. Insérés dans les parties chromophores d'un polymère, ces centres jouent un rôle dans le stockage de l'énergie, qui peut être ensuite libérée par la chaleur, la fluorescence et/ou la phosphorescence.


title: Nickel

text: En chimie radicalaire, les complexes de Ni(II) tels que les dialkylthiocarbamates, les thiobisphénolates et autres phosphites, sont des désactivateurs d'hydroxy-peroxydes et des piégeurs efficaces de radicaux libres. Ils peuvent stopper une réaction radicalaire, suffisamment lente.


title: Nickel

text: Ni est un ion actif dans certaines enzymes qui utilisent du nickel comme centre catalytique.


title: Nickel

text: Les sels de nickel (hydroxycarbonate, chlorure, sulfate, hypophosphite...) ne sont seulement utilisés en catalyse, mais dans différentes industries telles que l'électronique, la galvanoplastie.


title: Nickel

text: Les billes de nickel agarose sont employées comme matrice ou résine pour effectuer la chromatographie d'affinité des protéines ou pour leur purification après marquage en biochimie. Il convient de remarquer que, pour certains usages, le nickel pourrait être remplacé par d'autres éléments exemple : platine et palladium pour l'hydrogénation, cobalt pour les alliages magnétiques ou inoxydables. Le nickel est utilisé principalement en raison de son faible coût d'extraction et de traitement par rapport aux autres solutions techniquement envisageables à ce jour.


title: Nickel

text: Actuellement dans l'Union Européenne, environ 80 % des produits contenant du nickel arrivés en fin de vie sont collectés et recyclés. Au niveau mondial, ce sont plus de 50 % du nickel en fin de vie qui est recyclé.


title: Nickel

text: La bourse de la valeur nickel est située à Londres. Mais la production mondiale reste diverse, selon les pays et les entreprises. En 2018 (octobre) une étude McKinsey, du CRU et du BRGM a ré-évalué la disponibilité du nickel et d'une cinquantaine d'autres éléments (dans les conditions techniques et économiques du moment, et en tenant mieux compte du besoin de minerai de « qualité », du temps d'épuisement des réserves connues, mais aussi du risque géopolitique et du faible nombre d’acteurs de la chaine d’approvisionnement, etc.) Ce travail réalisé dans le cadre du « "World Materials Forum" » voulait inciter à réfléchir aux « impacts de l'exploitation de nouvelles matières premières en amont du développement des filières », plutôt qu’aux seuls « critères uniques de prix/performance ». Il conclut qu’un risque de pénurie existe pour des métaux stratégiques moyennement rares : cobalt, nickel, tungstène (demandé par l’aéronautique, le secteur des munitions), l’étain et 3 terres rares nécessaires ou utiles à l’électronique/informatique (dysprosium, néodyme et praséodyme), à la transition énergétique (pour le stockage d'énergie et la mobilité notamment). Pour l’étain il s’agit de la conséquence croisée de l’épuisement des mines faciles à exploiter et d’un déficit d’exploitation, l’industrie en ayant sous-estimé la demande


title: Nickel

text: Selon un rapport de GlobalData, la production mondiale de nickel a baissé en 2020 de 7,4 % par rapport à 2019 pour s'établir à en 2020.


title: Nickel

text: Pour l'Institut d'études géologiques des États-Unis, la production mondiale de nickel minier était de en 2020, une baisse de 4 % par rapport à 2019 (), les cinq premiers pays producteurs étant :


title: Nickel

text: Les principaux pays producteurs en 2014 sont :


title: Nickel

text: En 2010, les principaux producteurs sont:


title: Nickel

text: En 2014, la France est nette importatrice de nickel, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'import était de .


title: Nickel

text: L'utilisation du nickel est très ancienne, attestée jusque Des bronzes trouvés en Syrie possèdent une teneur en nickel jusqu'à 2 %. D'anciens manuscrits chinois suggèrent que « le cuivre blanc » était utilisé en Chine entre le . Toutefois, compte tenu du fait que le minerai de nickel était souvent confondu avec celui d'argent, sa connaissance et ses usages ne seront développés que bien plus tard.


title: Nickel

text: Les premières pièces connues de cupronickel blanc-argent, contenant environ 20 % de nickel, ont été frappées au Bactria (Asie Mineure) pendant le règne d'Euthydemus II, d'Agathocles et de Pantaleon, aux environs de


title: Nickel

text: La niccolite, minerai de nickel, était très appréciée pour sa capacité à colorer le verre en vert.


title: Nickel

text: Le nickelage est mis au point par le chimiste anglais Michael Faraday en 1834. La grande résistance à l'oxydation de la couche nickelée justifie l'emploi de cette technique.


title: Nickel

text: Aux États-Unis, "nickel" ou "nick", dans le langage populaire désigna d'abord le cent Indien de cupro-nickel, introduit en 1859. En 1865, la désignation se transféra à la pièce de trois cents et l'année suivante à la pièce de cinq cents dite "Shield" (Armoiries). La première pièce de monnaie de nickel pur est suisse et date de 1881.


title: Nickel

text: En bijouterie, le nickel était auparavant utilisé pur. Le journal "L'Avenir des Colonies et de la Marine" du 31 décembre 1884 offrait ainsi à ses abonnés la possibilité d'acquérir "un assortiment varié de bijoux en nickel pur de la Nouvelle-Calédonie, du meilleur goût et du modèle le plus nouveau".


title: Nickel

text: Vers 1880, les pièces de monnaies de 5, 10 et 25 centimes de la République Française sont soit en cuivre pur, soit en cupronickel . Le cupronickel est un alliage monétaire allemand à la Belle Époque. Les alliages sont des alliages monétaires belges et chiliens. Nommés maillechorts en France ou "German silver" (argent des Allemands), ils servent à fabriquer des couverts de tables brillants.


title: Nickel

text: Les métallurgistes en quête d'amélioration des propriétés mécaniques et physico-chimiques des produits ferreux s'aperçoivent que, outre sa facilité d'alliage avec de nombreux métaux, le nickel confère une grande résistance à l'acier et au fer. Il incorpore le nickel dans leurs productions de plus en plus sophistiquées via divers ferronickels patiemment mis au point. L'acier à 3 % en masse de nickel est très vite utilisé dans les roues de wagons ferroviaires, puisque l'addition minime de Ni fait passer la charge de à . Les marines nationales emploient les aciers au nickel pour le blindage des navires. Les aciers faiblement alliés sont facilement durcis, par 2 % de nickel et 1 % de nickel.


title: Nickel

text: Ludwig Mond découvre le nickel carbonyle, intermédiaire du procédé de purification du Ni qui porte son nom, mis au point en 1890. L'exploitation du gisement canadien de Sudbury, à base de "pyrrhotines nickélifères", a permis en grande partie l'essor de la , créée en septembre 1900 et autorisée par la représentation du fils aîné de Ludwig, Robert Mond en Ontario en octobre suivant. La compagnie Mond a été englobée en 1929 dans l'International Nickel Company.


title: Nickel

text: Le traitement électrochimique s'est aussi développé à la Belle Époque. Les chimistes ou métallurgistes Becquerel, Roseleur, Adams et Pfannhauser mettent au point un traitement à base de sulfate double de nickel et d'ammonium. Ce sont les premières pièces nickelées, aujourd'hui communes dans les appareils usuels. Le nickelage s'impose comme un procédé de galvanoplastie à la mode. Le fourreau des sabres et les objets apparents de la sellerie sont nickelés. Le recouvrement de nickel concerne les objets en laiton ou en fer facilement oxydables, de façon à les utiliser de manière plus durable. Cet effet de longue durée d'usage, allié à une surface propre et brillante, est recherchée autant sur les instruments de chirurgie que sur les galvanos d'imprimerie en cuivre. Les bains de nickelage utilise par exemple de sulfate double de nickel et d'ammonium pour un litre d'eau, imposant le dépôt par une densité de courant de à .


title: Nickel

text: Vers 1916, un bain électrochimique a base de chlorure de nickel, sulfate de nickel et acide borique est testé par Watts, qui emploie des adjuvants.


title: Nickel

text: Dans les années 1920, la confection d'ustensiles de cuisine en employant des alliages de nickel et/ou les procédés de nickelage est commune.


title: Nickel

text: L'incorporation du nickel dans les aciers des blindages lors de la Seconde Guerre mondiale, a entraîné chez les belligérants la restriction de son usage dans les pièces de monnaie. Mais les nations ou puissances militaires prévoyantes avaient en toute conscience envisagé cette récupération après thésaurisation.


title: Nickel

text: En très faible quantité et sous des formes assimilables par l'organisme, le nickel est considéré comme un oligo-élément pour les animaux, également indispensable à la croissance des plantes.


title: Nickel

text: Si le corps simple métal nickel sous forme compacte et massive n'est en principe pas toxique, un contact prolongé avec la peau et les muqueuses peut provoquer des démangeaisons, des prurits et parfois des allergies. L'ingestion de sels solubles dilués dans l'eau provoque nausées, vomissements, diarrhées.


title: Nickel

text: Certains composés de nickel sont des corps dangereux ou très toxiques, par exemple le nickel tétra-carbonyle, cancérigène reconnu, présent dans les vapeurs ou fumées. Même la poussière de nickel ou les diverses poudres de nickel finement divisés, utilisé en catalyse, sont également reconnues cancérigènes, ils provoquent d'abord par contact et à faibles doses chroniques des dermites et des allergies cutanées.


title: Nickel

text: La présence conséquente de nickel d'origine naturelle est toxique : c'est le cas sur les sols ultramafiques. Les sols contaminés massivement par le nickel deviennent stériles et la végétation rare, mises à part quelques rares espèces végétales à grande résistance. Il existe ainsi des plantes hyper-accumulatrices, comme l'Alyssum murale, qui peut récupérer à la terre souillée .


title: Nickel

text: Elle est "a priori" plus élevée dans les régions industrielles minières respectivement concernées par l'extraction et le travail de ce métal;


title: Nickel

text: En 2018 en France le « "Volet périnatal" » du "programme national de biosurveillance" a publié une évaluation de l'imprégnation des femmes enceintes dont pour le nickel (et 12 autres métaux ou métalloïdes ainsi que quelques polluants organiques).


title: Nickel

text: Le dosage du nickel a été fait dans les urines de enceintes au moment de leur arrivée à la maternité. Elles faisaient toutes partie de la « "Cohorte Elfe" », un pannel ne comprenant que des femmes ayant accouché en France en 2011 hors Corse et TOM).