Quelques questions sur l'or

Lorsqu'on achète un bijou en or, il est rarement constitué d'or pur au sens chimique du terme car l'or est un métal trop mou et n'est pas d'utilisation pratique en joaillerie. le bijou sera en plaqué or, en or 18 carats, 14 carats ....

Que veut dire carat en parlant d'or ?

Le système "carat" a été inventé au XIVème siècle en Angleterre pour faciliter l'usage de l'or dans le commerce. L'or pur est de l'or à 24 carats et l'or des bijoutiers est en général de l'or à 18 ou 14 carats c'est-à-dire un alliage d'or de fraction massique 18/24 ou 14/24.

En France, on ne peut vendre sous le nom d'or des alliages de moins de 18 carats tandis qu'en Grande Bretagne la proportion peut descendre jusqu'à 9 carats!

Le reste de la matière dans l'alliage peut être une variété d'autres métaux; les plus fréquents étant le cuivre, le nickel et l'argent dont on ne connait pas les proportions.

Les différentes couleurs de l'or en joaillerie proviennent de la composition de l'alliage:

l'or jaune: Au, Cu, Ag, Zn

l'or blanc: Au, Cu, Ni, Zn

l'or rouge: Au, Cu

l'or vert : Au, Ag

Comment les bijoutiers vérifient-ils rapidement la teneur en or ?

C'est par le "test à l'acide" que les bijoutiers contrôlent la teneur approximative en or des bijoux qu'ils doivent expertiser.

Le bijou à tester est frotté sur une pierre de touche, pierre noire, dure et légèrement abrasive, de manière à y laisser une légère trace métallique que l'on soumet au test à l'acide.

Un alliage qui contient moins de 9 à 10 carats devient rapidement vert en réagissant avec l'acide nitrique.

l'or, jusqu'à 18 carats est testé à l'eau régale (mélange d'acide nitrique et chlorhydrique en proportions grossièrement égales) qui dissout rapidement les autres métaux présents, laissant une trace dorée et puis plus lentement l'or.

Un peu de chimie:

Savoir s'il est possible d'oxyder un métal et donc de produire un sel coloré est largement reflété par les potentiels standards d'oxydation :

 Au3+ + 3 e- ------> Au  E° = 1,42 V
 Ag+ + e- ------> Ag  E° = 0,80 V
 Cu2+ + 2 e- ------> Cu  E° = 0,34 V
 Ni2+ + 2 e- ------> Ni  E° = - 0,23 V
 Zn2+ + 2 e- ------> Zn  E° = - 0,76 V

Ces valeurs indiquent que l'or est un métal noble : le potentiel requis pour l'oxyder est très élevé. Considérons les demi-réactions suivantes :

Au3+ + 3 e- ------> Au avec E° = - 1,42 V

ou

Cu2+ + 2 e- ------> Cu avec E° = - 0,34 V et la demi-réaction d'un bon oxydant tel que l'acide nitrique :

NO3- + 4 H3O+ + 3 e- ------> NO + 6 H2O avec E° = 0,96 V

On s'aperçoit que l'acide nitrique oxydera facilement le cuivre mais pas l'or. Cependant, les conditions dans lesquelles un métal peut être oxydé ne dépendent pas uniquement du potentiel pour produire l'ion métallique hydraté. On doit considérer aussi que l'ion métallique peut être stabilisé en solution par la formation d'un ion complexe. C'est la raison pour laquelle la présence simultanée de l'acide nitrique : l'oxydant et de l'acide chlorhydrique : l'agent complexant est requise dans l'eau régale pour dissoudre l'or.

La réaction peut s'écrire: Au(s) + 4 Cl- + NO3- + 4 H3O+ ------> AuCl4- + NO(g) + 6 H2O

Car le potentiel pour la réaction : AuCl4-+ 3 e- ------> Au + 4 Cl- est de 1,0 volt

L'oxydation par l'air ambiant ou contaminé par des sulfures peut ternir l'argent, le cuivre et le nickel mais pas l'or.

La présence de l'ion chlorure dans la transpiration peut faciliter l'oxydation de certains métaux dans les alliages d'or et provoquer le ternissement du bijou.

Certaines personnes souffrent d'une allergie lorsqu'elles portent des bijoux en "or", c'est la plupart du temps l'un des métaux de l'alliage le responsable: le nickel est de loin le métal le plus susceptible de provoquer ces allergies.

 

Référence:

Harold H.Harris, "Is It Real Gold", Journal of Chemical Education, vol.76 n°2, pp.198-199, 1999