DU FER ET DE SES COMPOSÉS

Le fer est un des métaux les plus utiles, et en meme tems un des plus abondans dans la nature; on le trouve en alliage ou à l’état métallique, souvent en sulfure, en carbure, en oxide et en combinaison avec différons acides. Son extraction varie suiyant la nature de la mine. En général , on réduit celle-ci par le charbon qui en sépare l’oxigène et la chaux qui s’étaient unis aux matières terreuses de sa gangue.

Le fer est gris-bleuâtre, très-remarquable par son brillant métallique. Sa pesanteur spécifique est de 7.6 à 8.16; il produit une odeur -particulière en le frottant; et il est as-

tringent, Sa vertu magnétique est une de ses propriétés les plus remarquables; sa malléabilité est considérable, ainsi que sa ductilité et sa ténacité. Le fer est très-infusible, et requiert i5o° de Wcdgewood pour le fondre. Il rougit avant la fusion, et passe par différens degrés de couleur, suivant sa température : ondes distingue en rouge, rouge cerise, rouge brillant et rouge blanc ou incandescence.

Le fer se ternit bientôt à l’air et se couvre d’une pellicule connue sous le nom de rouille : c’est le procédé de l’oxidation qui se trouve accéléré par l’humidité. Cet oxide est en partie combiné avec l’acide carbonique de l’atmosphère; on le nommait autrefois saffran de mars.

Oxides. — L’oxigène se combine en deux proportions avec le fer. Le premier , qui est brun ou rouge , est le péroxide ; il se prépare en exposant de la tournure de fer à une chaleur rouge, à vase ouvert, en le remuant; il est composé de l\i d’oxigène et 58 de fer. Quand on fait un mélange d’oxide rouge et de tournure de fer en parties égales, et qu’on l’expose à la chaleur, la masse se convertit en oxide noir dont les proportions sont de 27 d’oxigène et 73 de métal. On le forme aussi en passant de la vapeur d’eau dans un tube rouge contenant des fragmens de fer (1).

(1) Dans les fabriques de bleu de Prusse, on emploie l’oxide de fer avec avantage dans le, rapport de 1 à 80 , c’est-à-dire 2 onces par calcination de 10 livres de matières animales; on le prépare en prenant une quantité de tournure de fer, qu’on introduit dans un petit tonneau ouvert par un des côtés; on ajoute de l’eau nécessaire pour couvrir à peine cette tournure, et on agite de tems en tems avec un fer ou un canon de fusil. Âu bout de quelques jours, on lave à grande eau, et on obtient pour dépôt un mélange des deux oxides de fer, que l’on fait sécher. Je me suis assuré que cette partie d’oxide de fer, ajoutée aux matières, lors de la calcination des matières animales, produit un trèsbon effet, par la combinaison d’une partie de cet. oxide avec l’acide hydrocyanique (principe colorant du bleu de Prusse), qu’il fixe, et dont il bonifie la lessive alkaline. (Note du Traducteur . )

Carbure. — Le fer se combine facilement avec le carbone. La plombagine ou mine de plomb , est un carbure de fer naturel; sa composition paraît être de 4 de fer et de 96 de carbone. L 'acier est aussi un composé de fer et de carbone.

Fer cru. — Lorsqu’on extrait le fer de ses mines , il n’est pas entièrement dégagé de son oxigène et il reste encore combiné avec une portion considérable de carbone; il est alors cassant et à peine malléable.

Fer ouvré. — Pour lui donner cette qualité de malléabilité , on l’introduit dans un fourneau et 011 le fait fondre à la flamme de matières combustibles , dirigées à sa surface ; on le remue constamment pendant la fusion , pour mettre successivement toute la masse au contact de l’air; le fer se gonfle alors, produit une flamme bleue, et après avoir été tenu en cet état pendant une heure, il acquiert de la consistance et devient solide. On l’enlève du fourneau pendant qu’il est encore élevé en température ; on le bat fortement par l’action d’une machine et il se trouve alors amené à l’état de fer doux , ou ouvré.

Acier. — Cette substance est un composé de fer doux et de carbone. On suit différens procédés dans sa préparation. L 'acier naturel se prépare en exposant le fer cru dans un fourneau, pendant que la surface est couverte de scories. Après ce procédé , le fer reste en combinaison avec une petite portion d’oxigène; mais cette espèce d’acier est inférieure en qualité. Pour obtenir de l’acier d'e cémentation, on arrange des couches de fer et de poussier de charbon, alternativement, dans des auges; on en exclut l’air avec soin , et on expose les auges, pendant huit ou dix jours, à la chaleur d’un fourneau; le fer se trouve converti en acier : on traite ensuite cet acier de différentes manières , suivant les usages auxquels on le destine. On prépare V acier fondu en faisant fondre dans un creuset de l’acier naturel,' du poussier de charbon et du verre pilé, dans la proportion de 3o parties de fer et une de chacune des deux autres substances. C’est la meilleure espèce d’acier qui soit employée par les fabricans de lames tran-

chantes. Les propriétés de l’acier sont très-différentes de celles du fer : il est dur et cassant ; il résiste à l’action du feu et retient beaucoup plus long-tems les propriétés magnétiques ; quand il est battu , sa pesanteur spécifique est plus grande que celle du fer, et il n’est malléable que lorsqu’il est rouge.

Phosphure. — On obtient cette combinaison en projetant des morceaux de phosphore dans du fer fondu. Ce phosphure est blanc et cristallin. Beaucoup de fer du commerce, qui est cassant à froid , mais malléable étant rouge , doit cette qualité à une certaine portion de phosphure de fer qui s’y trouve combiné.

Sulfure. — Le sulfure de fer s’obtient en faisant fondre ensemble , dans un creuset, parties égales de tournure de fer et de soufre : on obtient une masse grisâtre, qui, étant réduite en poudre et mouillée , se convertit èn sulfate. Le sulfure de fer est très-abondant dans la nature et se trouve cristallisé en cubes.

Sulfate. — Lorsqu’on verse de l’acide sulfuriqne faible sur du fer, il se produit une effervescence avec dégagement de gaz hydrogène. L’eau est décomposée ; son hydrogène se dégage , tandis que son oxigène forme l’oxide de fer, qui s’unit avec l’acide et se change en sulfate. Cette solution , de coupleur verte, produit des cristaux rhomboïdaux qui sont astringens. Ce sel , soluble dans l’eau , rougit presque toujours les couleurs bleues végétales; on le trouve dans la nature, et on le forme en décomposant les pyrites ou sulfures de fer, dont on accélère la décomposition par le grillage et l’humidité. Après l’oxidation du fer et la conversion du soufre en acide sulfurique , les sels sont enlevés par de l’eau que l’on évapore, et dont on obtient les cristaux connus dans le commerce sous le nom de vitriol vert. Quand on l’expose à une forte chaleur, il perd son eau de cristallisation et dégage du gaz acide sulfureux. On obtient une poudre rouge connue sous le nom de colcothar. En cet état, le sel est presque entièrement décomposé , le fer est fortement oxidé , et la poudre rouge n’est qu’un composé de sulfate de fer et d’oxide

rouge. Quqnd on 1 expose à l’air, ce sulfate devient opaque et se couvre de taches de rouille par l’absorption de l’oxigène, qui fait passer l’oxide noir à l’état d’oxide rouge; c’est-à-dire que le protoxide passe à l’état de tritoxide. On amène la solution du sulfate à l’état de tritoxide ou au s.ummum d’oxidation, en dissolvant le tritoxide de fer (rouge) dans l’acide sulfurique concentré, par la chaleur. Ce sulfate est incristallisable, et dépose son oxide lorsqu’on le chauffe ou qu’on le met à l’air. Quand on ajoute des batitures de fer à la solution au maximum , on obtient du sulfate vert , c’est-à-dire au minimum , lorsqu’on a le soin de l’étendre d’une certaine quantité d’eau.

L’infusion de noix de galle produit un précipité noir avec le sulfate de fer au maximum , mais ne produit aucun changement sur le sulfate vert. Le sulfate vert absorbe le gaz nitreux et devient jaune , ce qui le distingue du sulfate au maximum.

Sulfite de fer. — On obtient deux composés d’acide sulfureux et de fer, dont l’un est un sulfite simple , et l’autre ayant une portion additionnelle de soufre, ce qui en fait un sulfite sulfuré de fer. Aucun des deux ne précipite la noix de galle en noir, ni le prussiate de potasse en bleu; d’où on conclut que le fer y est à l’état de protoxide ou oxide noir.

Nitrate de fer. — L’acide nitrique étendu d’un peu d’eau produit une action violente sur le fer et dégage de l’acide nitreux. La solution est d’un Vert jaunâtre, devenant pâle à l’air, en raison de la combinaison de l’acide nitreux avec l’oxigène , pour former de l’acide nitrique. Le fer est au minimum d’oxidation dans ce composé. On peut en général précipiter l’oxide de toutes ces sortes de combinaisons , par les alkalis. Le nitrate au maximum d’oxidation se forme en dissolvant l’oxide rouge dans l’acide nitrique, ou en exposant le nitrate simple à l’air. Cette solution est brune , incristallisable , et se prenant en gelée par l’évaporation. L’acide se dégage par la chaleur, et l’oxide rouge reste. La solution de ce nitrate précipite la noix de galle en noir, et le prussiate de potasse en bleu vif.

Hydrochlorate de fer. — L’acide hydrochlorique a une action violente sur le fer; il se dégage du gaz hydrogène , et on obtient une solution pâle très-stiptique : évaporée jusqu’à consistance sirupeuse, on obtient des petits cristaux déliquescens; exposée à l’air ou fortement chauffée , cette solution devient brune et l’oxide de fer se dépose. L’acide hydrochlorique dissout l’oxide de fer au maximum. La solution est foncée : évaporée à siccité, on obtient une masse déliquescente jaune. Quand on précipite le fer de cette solution par les alkalis , l’oxide qu’on obtient n’est plus susceptible de changemens à l’air ; enfin elle précipite la noix de galle en noir, ainsi que le prussiate de potasse en bleu, comme le sulfate au maximum.

Phosphate de fer. — L’acide phosphorique n’agit que faiblement sur le fer, mais il se combine avec ses deux oxides. Le phosphate au maximum , qui est presque insoluble dans les acides et l’eau , est soluble dans le sérum du sang et rou git ce fluide animal.

Arseniate de fer. — L’acide arsenique forme des composés avec les deux oxides de fer. Le proto-ar'seniate est préparé en ajoutant une solution d’arseniate d’ammoniaque à une solution de sulfate de fer : il a la forme d’une poudre insoluble.

L’ arseniate au maximum s’obtient en ajoutant de l’arseniate d’ammoniaque à une solution de sulfate rouge, ou en faisant bouillir le proto-arseniate de fer avec de l’acide nitrique.

Tungstate de fer. — On le trouve natif dans le minéral appelé wolfram. Le chromate de fer est une autre production naturelle. Le columbate de fer contient un nouveau métal appelé columbium.

Acétate de fer. — L’acide acétique dissout le fer avec effervescence et dégagement de gaz hydrogène : la liqueur est brune et produit , par l’évaporation , une masse gélatineuse , dans' laquelle on trouve de petits cristaux bruns. Ce sel est stiptique et douceâtre , déliquescent à l’air et décomposable par la chaleur. Chauffé jusqu’à ce qu’il cesse de développer son odeur de vinaigre, il reste un oxide jaunâtre , facilement

‘aGo ÉLÉMENS DE CHIMIE. PRATIQUE

réduit et attirable à l’aimant. La solution de ce sel produit un précipité noir avec l’infusion de noix de galle, et un précipité bleu avec le prussiate de potasse. On s’en sert beaucoup dans la teinture pour imprimer les toiles : on peut le fabriquer en grand avec de vieux fers et du vinaigre de grain ou des mélasses. On les expose à l’air dans de grands vases , et bientôt la fermentation acide en change les solutions en vinaigre ; le fer se trouve en meme tems oxidé et dissous par l’acide. Lorsqu’on dissout le sulfure de fer dans l’acide acétique, on obtient par l’évaporation des cristaux prismatiques verts, stiptiques et douceâtres. Leur solution ne trouble pas celle de la noix de galle, et produit un précipité blanc avec le prussiate de potasse. Exposée à l’air, elle absorbe l’oxigène , et se convertit en acétate au maximum , ou rouge.

Gallale de fer. — Quand on ajoute une infusion de noix de galle à une solution des sels de fer, il se produit généralement un précipité noir. L’encre à écrire est un composé de la solution de gallate de fer et de tannin. Pour en augmenter la couleur et tenir le précipité en suspension , on ajoute du bois de Fernambouc et de la gomme arabique. Quand on emploie le proto -sulfate de fer (sulfate vert) à la préparation de l’encre, celle-ci est d’abord très -pâle, mais devient bientôt noire par l’absorption de l’oxigène , qui convertit l’oxide de fer au maximum d’oxidation (i).

(0 Chaque fabrique a son procédé différent pour faire l’encre, et toutes les encres du commerce manquent par quelque qualité qui constitue essentiellement un composé indélébile. Je proposerais l’addition d’une certaine quantité d’un sel d’argent , pour la rendre permanente et indestructible par les acides. La présence de l’indigo empêcherait qu’on ne pût enlever les caractères par l’acide oxalique (sel d’oseille). Quand on réfléchit au grand nombre de faux qui se commettent journellement, les banquiers pourraient s’estimer heureux de se servir de pareils moyens , et compteraient pour nulle l’augmentation de quelques centimes que leur coûterait une encre entièrement indélébile. La meilleure

Hydrocyanate de fer (prussiate). — Quand on ajoute l ’hydrocyanate de potasse aux sels de fer au minimum d’oxidation, il se forme un précipité blanc, tandis qu’avec ceux au maximum d’oxidation , le précipité est d’un beau bleu. Ce précipité blanc , exposé à Pair, ou lavé à différentes reprises , absorbe l’oxigène et se convertit en bleu ; tandis que le précipité bleu que l’on renferme dans des vases clos, où on a introduit des lames d’étain ou de fer, perd sa couleur en raison de l’oxidation du métal.

Alliages . — Le fer forme des alliages avec le plus grand nombre des métaux ; le composé est presque toujours cassant. L’alliage avec l’arsenic est blanc et plus fusible que le fer. On n’obtient qu’avec difficulté , l’alliage de fer et de l’étain ; mais celui-ci adhère fortement à la surface du fer. Cette espèce de couverture , qui en empêche l’oxidation ou la rouille , est de la plus grande utilité dans l’économie domestique. C’est ainsi qu’on obtient le fer blanc , qui se prépare par le procédé suivant. Après avoir été réduites à l’épaisseur voulue, on nettoie les feuilles de fer en les frottant avec du sable pour enlever la rouille , et on les plonge ensuite , pendant vingt-

encre des fabriques de Paris s’obtient par le procédé suivant : On mêle un tiers de copeaux de bois de campéche à deux tiers de noix de galle pulvérisée , que l’on fait bouillir pendant deux heures dans 20 fois leur poids d’eau , en ayant soin de maintenir le volume d’eau par l’addition de la quantité qui s’évapore. On prépare une dissolution de gomme à l’eau tiède, et une autre de sulfate de fer, qu’on a calciné dans un creuset de fer pour en enlever l’eau de cristallisation , et le réduire au maximum d’oxidation. Cette dernière dissolution doit marquer 12 à i5 degrés du pèse-sel de Beaumé, et on y ajoute du sulfate de cuivre dans la proportion d’un treizième de la noix de galle employée. Ces différentes dissolutions préparées, on fait un mélange de 6 parties de solution de noix de galle et de campéche, 4 d’eau gommée, et ensuite on y verse 3 à quatre mesures de solution de sulfate de fer. Il faut avoir soin d’agiter le mélange, qui devient d’un beau noir.

{Note du Traducteur . )

quatre heures , dans de l’eau acidulée d’acide sulfurique; on les frotte avec des linges pour en rendre les surfaces parfaitement propres : on fait fondre de l’étain dans un pot, et pour empêcher son oxidation , on en garnit la surface de quelque matière huileuse ou résineuse; on trempe à différentes reprises les feuilles de fer, ou bien on les meut dans le bain pendant quelque tems. Après qu’on les a retirées, on les frotte avec de la sciure de bois, pour en nettoyer les surfaces.

SECTION XI