Alchimie

Pendant des siècles, les alchimistes ont cherché des méthodes pour transformer des métaux bon marché et abondants comme le cuivre, en métaux rares et précieux comme l'or et l'argent. Ils ne savaient pas alors que tous leurs efforts étaient vains ! Les progrès de la science ont permis de mettre en évidence que la chimie pouvait seulement réarranger les atomes, et non pas transformer l'un en l'autre. La mystérieuse transformation à laquelle vous venez d'assister n'était-elle qu'un exemple de ce réarrangement ?

Oui ! Le zinc Zn  dans le fil  et le cuivre Cu  dans l'anneau  existent sous forme de particules chargées positivement (  et ) et enveloppées dans un nuage d'électrons chargés négativement . Les particules de zinc chargées positivement Zn²⁺  sont plus mobiles que les particules de cuivre . Lorsqu'elles sont chauffées, elles commencent à sauter du nuage vers la solution  et vice-versa . Mais parfois, elles se déposent sur le cuivre  au lieu du zinc, car leurs nuages d'électrons sont trop proches les uns des autres. C'est ainsi que l'anneau de cuivre se recouvre d'une couche de zinc  qui ressemble à de l'argent.

L'anneau n'est qu'en « argent », et non pas en « or ». Peut-on le transformer davantage ? Oui ! En fait, c'est même étonnamment facile ! Si vous chauffez soigneusement l'anneau avec une bougie, les particules de zinc de la surface vont « s'enfoncer » dans les atomes de cuivre en dessous, produisant une surface composée d'un mélange des deux . Ce mélange de zinc et de cuivre s'appelle « laiton » et il est vraiment doré !

Bien qu'il soit impossible de transformer un élément en un autre par réarrangement d'atomes, la science peut aujourd'hui changer les atomes eux-mêmes ! Les physiciens nucléaires transforment aisément un élément en un autre. Mais c'est une toute autre histoire…

Comment pouvons-nous réellement transformer quelque chose en or ?

La chimie étudie le réarrangement des atomes, et non les transformations des atomes eux-mêmes. Elle est donc impuissante lorsqu'il s'agit d'obtenir de l'or à partir d'autres éléments. C'est une tâche pour la physique nucléaire ! Dans un réacteur nucléaire, certains éléments sont convertis en d'autres ; par exemple, l'uranium peut être transformé en plutonium et le soufre en chlore. Fabriquer de l'or artificiel est aussi possible... Mais cela en vaut-il la peine ?

Le moyen le plus abordable pour fabriquer de l'or artificiel est la désintégration radioactive de ses voisins du tableau périodique : le mercure et le platine. La transformation du platine en or n'est pas du tout rentable, car le premier est plus cher. Et même si le mercure est moins cher, le processus de transformation est, lui, extrêmement coûteux et laborieux. De plus, seulement une petite quantité du « métal noble » peut être obtenue de cette façon. De ce fait, l'exploitation de l'or par des réacteurs nucléaires est possible, mais n'est pas viable à l'heure actuelle, puisque le processus de fabrication de l'or par réactions nucléaires est plus onéreux que l'or lui-même.

Par tradition, les médailles d'or sont décernées pour la première marche du podium, l'argent pour la deuxième et le bronze pour la troisième. Pourquoi ?

​Tout d'abord, le bronze est un alliage composé d'environ 80 % de cuivre et 20 % d'étain. Il suffit de jetter un œil sur le tableau périodique pour voir que le cuivre Cu, l'argent Ag et l'or Au sont tous situés dans la même colonne. Le tableau périodique est organisé de telle manière que les éléments d'une même colonne ont tendance à avoir des propriétés similaires. Ainsi, les métaux « olympiques » ont ceci en commun, qu'on les trouve à l'état pur dans la nature. Et ce, à la différence d'autres métaux, qui ne se trouvent généralement dans la nature que sous forme de composés complexes. Ces métaux ont également la particularité d'être assez malléables, ce qui les rend adaptés à la production d'articles tels que les médailles olympiques.

Mais les propriétés qu'ils ont en commun ne sont pas la seule chose que le tableau périodique nous révèle sur ces métaux. Les éléments sont classés dans le tableau périodique par ordre croissant de masse. Ceux qui ont la plus faible masse sont les plus abondants dans la nature. Le cuivre étant le plus léger des trois, nous pouvons conclure qu'il est beaucoup plus répandu dans la croûte terrestre. L'argent, situé un rang en dessous dans le tableau périodique, est un peu moins courant, et l'or, qui a le numéro atomique le plus élevé de ces trois métaux précieux, en est par conséquent le plus rare.

Ainsi, l'ordre des médailles, dont l'importance augmente du bronze, à l'argent, à l'or, est basé sur la rareté de ces éléments, tandis que le choix d'utiliser ces matériaux pour fabriquer des médailles repose sur leurs propriétés physiques.

Cependant, les médailles d'or olympiques actuelles sont, en réalité, constituées essentiellement d'argent. La couleur or provient des 6 grammes d'or pur qui sont utilisés pour dorer l'extérieur, représentant à peine un peu plus de 1% du volume total de la médaille.