Arsenic – Propriétés – Prix – Applications – Production

À propos de l’Arsenic

L’arsenic est présent dans de nombreux minéraux, généralement en combinaison avec du soufre et des métaux, mais aussi sous forme de cristal élémentaire pur. L’arsenic est un métalloïde.

Résumé

Élément	Arsenic
Numéro atomique	33
Catégorie d’élément	Métalloïdes
Phase à STP	Solide
Densité	5,727 g/cm3
Résistance à la traction ultime	N / A
Limite d’élasticité	N / A
Module de Young	8 GPa
Échelle de Mohs	3,5
Dureté Brinell	1440 MPa
Dureté Vickers	N / A
Point de fusion	817°C
Point d’ébullition	614°C
Conductivité thermique	50 W/mK
Coefficient de dilatation thermique	5,6 µm/mK
Chaleur spécifique	0,33 J/g·K
Température de fusion	N / A
Chaleur de vaporisation	34,76 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre]	333
Susceptibilité magnétique	−5,5e-6cm^3/mol

Applications de l’Arsenic

L’arsenic est utilisé comme agent dopant dans les semi-conducteurs (arséniure de gallium) pour les dispositifs à semi-conducteurs. Il est également utilisé en bronzage, en pyrotechnie et pour durcir la grenaille. Les composés d’arsenic peuvent être utilisés pour fabriquer du verre spécial et préserver le bois.

 

 

Production et prix de l’Arsenic

Les prix des matières premières changent quotidiennement. Ils dépendent principalement de l’offre, de la demande et des prix de l’énergie. En 2019, les prix de l’Arsenic pur se situaient autour de 3200 $/kg.

Les minéraux de formule MAsS et MAs2 (M = Fe, Ni, Co) sont les principales sources commerciales d’arsenic, avec le réalgar (un minéral sulfuré d’arsenic) et l’arsenic natif (élémentaire). En 2014, la Chine était le premier producteur d’arsenic blanc avec près de 70 % de part mondiale, suivie du Maroc, de la Russie et de la Belgique, selon le British Geological Survey et le United States Geological Survey.

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques de l’Arsenic

Force de l’Arsenic

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine. La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique.

Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence.

Voir aussi: Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime de l’Arsenic

La résistance à la traction ultime de l’arsenic est N/A.

Limite d’élasticité de l’Arsenic

La limite d’élasticité de l’arsenic  est N/A.

Module de Young de l’Arsenic

Le module de Young de l’arsenic est de 8 GPa.

Dureté de l’Arsenic

En science des matériaux, la dureté est la capacité à résister à  l’indentation de surface (déformation plastique localisée) et  aux rayures. Le test de dureté Brinell est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

La dureté Brinell de l’arsenic est d’environ 1440 MPa.

La méthode d’essai de dureté Vickers a été développée par Robert L. Smith et George E. Sandland chez Vickers Ltd comme alternative à la méthode Brinell pour mesurer la dureté des matériaux. La méthode d’essai de dureté Vickers peut également être utilisée comme méthode d’essai de microdureté, qui est principalement utilisée pour les petites pièces, les sections minces ou les travaux en profondeur.

La dureté Vickers de l’arsenic est d’environ N/A.

La dureté à la rayure est la mesure de la résistance d’un échantillon à la déformation plastique permanente due au frottement d’un objet pointu. L’échelle la plus courante pour ce test qualitatif est l’échelle de Mohs , qui est utilisée en minéralogie. L’échelle de Mohs de dureté minérale est basée sur la capacité d’un échantillon naturel de minéral à rayer visiblement un autre minéral.

L’arsenic a une dureté d’environ 3,5.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Arsenic – Structure cristalline

Une structure cristalline possible de l’ arsenic est la structure rhomboédrique.

Dans les métaux et dans de nombreux autres solides, les atomes sont disposés en réseaux réguliers appelés cristaux. Un réseau cristallin est un motif répétitif de points mathématiques qui s’étend dans tout l’espace. Les forces de la liaison chimique provoquent cette répétition. C’est ce motif répété qui contrôle les propriétés telles que la résistance, la ductilité, la densité, la conductivité (propriété de conduire ou de transmettre la chaleur, l’électricité, etc.) et la forme. Il existe 14 types généraux de ces modèles connus sous le nom de réseaux de Bravais.

Voir aussi: Structure cristalline des matériaux

Structure cristalline de l’Arsenic

Propriétés thermiques de l’Arsenic

Arsenic – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion de l’arsenic est de 817°C.

Le point d’ébullition de l’arsenic est de 614°C.

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard.

Arsenic – Conductivité thermique

La conductivité thermique de l’arsenic est de 50 W/(m·K).

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la conductivité thermique, k (ou λ), mesurée en W/mK. C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction. Notez que la loi de Fourier s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

Coefficient de dilatation thermique de l’arsenic

Le coefficient de dilatation thermique linéaire de l’ arsenic est  de 5,6 µm/(m·K)

La dilatation thermique est généralement la tendance de la matière à changer ses dimensions en réponse à un changement de température. Il est généralement exprimé sous la forme d’un changement fractionnaire de longueur ou de volume par unité de changement de température.

Arsenic – Chaleur spécifique, chaleur latente de fusion, chaleur latente de vaporisation

La chaleur spécifique de l’arsenic est de 0,33 J/g K.

La capacité calorifique est une propriété extensive de la matière, c’est-à-dire qu’elle est proportionnelle à la taille du système. La capacité thermique C a l’unité d’énergie par degré ou d’énergie par kelvin. Lors de l’expression du même phénomène en tant que propriété intensive, la capacité thermique est divisée par la quantité de substance, de masse ou de volume, ainsi la quantité est indépendante de la taille ou de l’étendue de l’échantillon.

La chaleur latente de fusion de l’arsenic est de – kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation de l’arsenic est de 34,76 kJ/mol.

La chaleur latente est la quantité de chaleur ajoutée ou retirée d’une substance pour produire un changement de phase. Cette énergie décompose les forces d’attraction intermoléculaires, et doit également fournir l’énergie nécessaire pour dilater le gaz (le pΔV travail). Lorsque la chaleur latente est ajoutée, aucun changement de température ne se produit. L’enthalpie de vaporisation est fonction de la pression à laquelle cette transformation a lieu.

Arsenic – Résistivité électrique – Susceptibilité magnétique

La propriété électrique fait référence à la réponse d’un matériau à un champ électrique appliqué. L’une des principales caractéristiques des matériaux est leur capacité (ou leur incapacité) à conduire le courant électrique. En effet, les matériaux sont classés selon cette propriété, c’est-à-dire qu’ils sont divisés en conducteurs, semi-conducteurs et non-conducteurs.

Voir aussi: Propriétés électriques

La propriété magnétique fait référence à la réponse d’un matériau à un champ magnétique appliqué. Les propriétés magnétiques macroscopiques d’un matériau sont une conséquence des interactions entre un champ magnétique extérieur et les moments dipolaires magnétiques des atomes qui le constituent. Différents matériaux réagissent différemment à l’application du champ magnétique .

Voir aussi: Propriétés magnétiques

Résistivité électrique de l’Arsenic

La résistivité électrique de l’arsenic est de 333 nΩ⋅m.

La conductivité électrique et son inverse, la résistivité électrique, est une propriété fondamentale d’un matériau qui quantifie la manière dont l’arsenic conduit le flux de courant électrique. La conductivité électrique ou conductance spécifique est l’inverse de la résistivité électrique.

Susceptibilité magnétique de l’Arsenic

La susceptibilité magnétique de l’arsenic est de −5,5e-6 cm^3/mol.

En électromagnétisme, la susceptibilité magnétique est la mesure de l’aimantation d’une substance. La susceptibilité magnétique est un facteur de proportionnalité sans dimension qui indique le degré d’aimantation de l’arsenic en réponse à un champ magnétique appliqué.