Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les métaux sont un des trois groupes d'éléments distingués par leurs propriétés d'ionisation et de liaison chimique ; les deux autres sont les métalloïdes et les non-métaux.
D'autres particules organiques et inorganiques tels la biomasse et les colloïdes adsorbent les métaux et diminuent ainsi leur toxicité en réduisant leur biodisponibilité. Par contre, d'autres macromolécules anioniques des organismes vivants, comme certains acides nucléïques ou les glycosaminoglycanes, se lient involontairement aux ÉTM et provoquent des mutagenèses dommageables pour l'organisme.
Paramètres influençant la spéciation des métaux [modifier]
La spéciation des métaux dans les phases aqueuses et solides est influencée par plusieurs paramètres (Voir aussi section Environnement de cette page) :
Le pH : en général, un pH acide tend à solubiliser les métaux alors qu'un pH alcalin favorise leur adsorption;
La matière organique : la matière organique adsorbe les métaux et est synonyme de stabilité (non biodisponibilité)
La concentration des ligands : plus la concentrations des ligants inorganiques et organiques est élevée, plus le métal se lie à ce ligant et forme une espèce chimique populeuse
La force du lien ionique ou covalent : plus le lien métal-composé est fort, plus l'espèce chimique associée à ce composé sera stable;
La stoechiométrie : les principes stoechiométriques doivent évidemment être respectés pour engendrer la formation des composés.
Cette spéciation implique que l'équilibre chimique est atteint. Or, la complexation des métaux avec les ligands inorganiques est très rapide car ils sont nombreux dans la phase aqueuse, mais la complexation des métaux avec les ligands organiques nécessite plus de temps car les sites d'adsorption ou d'attachement sont moins accessibles. Par conséquent, il est préférable d'analyser la spéciation d'une contamination métallique sur une matrice contaminée stable depuis plusieurs années qu'une matrice fraîchement contaminée avec une dynamique chimique évolutive, sans quoi les analyses risquent d'être biaisées.
De plus, la constante d'équilibre relative à la notion d'équilibre chimique peut être illustrée par la réaction :
Métaln+ + Ligandn- -> Métal-Ligand
La constante d'équilibre Kéq associée à cette équation varie selon le type de lien :
Lien ionique: ~ 100 < Kéq < 104
Complexe: ~ 104 < Kéq < 108
Chélateur: ~ 108 < Kéq < 1020
Ainsi, puisque Kéq est relativement faible pour les paires ioniques et plus élevée pour les complexes, les métaux préfèrent s'associer à long terme aux complexes stables qu'aux paires ioniques de plus faible énergie de liaison.
Environnement [modifier]
Contrairement aux composés organiques, les métaux ne sont pas biodégradables par les micro-organismes. Cette caractéristique engendre certains problèmes de gestion de la contamination métallique. En effet, le sort des métaux dans l’environnement pose de grands défis analytiques; les métaux se retrouvent sous plusieurs formes dans le sol et dans l'eau (complexe avec la matière organique du sol, avec les minéraux, précipitation, ions libres, etc.) complexifiant les prédictions de toxicité et d'écotoxicité 7,8.
Toxicité et écotoxicité terrestre [modifier]
La toxicité et l'écotoxicité des métaux dans les sols sont étroitement liées à leur spéciation chimique et à la notion de biodisponibilité; plus l'espèce métallique est mobile, plus elle est biodisponible et plus il y a un risque de toxicité sur les organismes vivants. En général, les ions métalliques libres (en solution) constituent la forme chimique la plus disponible pour les organismes et donc la plus susceptible d'être toxique. Cependant, d'autres espèces ou fractions de métaux peuvent être instables et mobiles (fraction labile ou liée aux oxydes libres par exemple) et engendrer un risque pour les organismes.
En plus, certains métaux comme le fer, le cuivre et le zinc constituent des éléments essentiels auxquels de trop faibles expositions entraîneront des carences métaboliques; or, ces métaux peuvent aussi être toxiques si l'exposition des organismes excède la dose recommandée.
Ainsi, plusieurs paramètres peuveut influencer la toxicité des métaux dans les sols9,10:
le pH : généralement, un pH acide solubilise les métaux normalement immobiles et augmente donc le risque de toxicité
la composition du sol : les argiles et la matière organique du sol adsorbent les contaminants et les séquestrent sous forme de complexes stables faiblement mobiles, alors que les particules plus grosses comme le sable ou le gravier retiennent moins les métaux du sol
le vieillissement de la contamination : un site fraîchement contaminé est normalement plus toxique qu'un site qui subit une contamination diffuse (lente) depuis un certain temps
le niveau de saturation des sites d'adsorption : plus les sites capables de fixer les métaux approchent leur niveau de saturation, plus le métal aura tendance à se solubiliser
Astronomie [modifier]
On appelle métaux les produits des réactions qui ont lieu au cœur des étoiles, ce qui signifie que, astronomiquement parlant, tous les éléments sauf l'hydrogène sont des métaux. (bien que sous certaines conditions de température et de pression, l'hydrogène peut avoir un comportement métallique : voir hydrogène métallique)
Liste [modifier]
slt voila se ke je pens du metal