DU FER
on sait quïl a été réduit en fils assez minces pour pouvoir en faire des perruques ; sa ténacité est extrême : on ne peut rompre un fil de fer de 2 millimètres de diamètre qu’en lui faisant supporter un poids de 242,659 kilogrammes; il est très-dur, et répand une odeur sensible lorsqu’on le frotte; il jouit, à un très-haut degré, de la propriété magnétique, en sorte qu’on l’emploie pour faire les aimants artificiels (1) : il ne partage celte propriété qu’avec le nickel et le cobalt, qui la possèdent à un degré beaucoup plus faible ; son poids spécifique est de 7,7 et de 7,9 , s’il . a été mai’telé.
^‘*** • Le fer pur obtenu en réduisant au rouge vif un de ses oxydes pure par l’hydrogène sec est d’un blanc d’argent; il est , au contraire, en poudre noire très-poreuse et pyrophorique , si la réduction a été opérée à l’aide d’une lampe à alcool ( Magnus ).
Le fer exige pour se fondre la température la plus élevée que l’on puisse produire dans un fourneau à vent; il semble pouvoir cristalliser en cubes et en octaèdres; du moins, d’après Wôhler, on l’aurait obtenu sous la première de ces formes , à liouverture des hauts-fourneaux qui servent k extraire le fer; et sous la seconde, dans le coulage de grandes masses de fonte. M. Péligot l’a obtenu en très-beaux cristaux cuèeç'wes en réduisant le protochlorure de fer par l’hydrogène à une température élevée. Il se ramollit bien au-dessous de son point de fusion ; dans cet état on peut lui donner toutes les formes qu’exige l’industrie, et il peut se souder à lui-même sans l’intermédiaire d’un autre métal. S’il est en contact avec le gaz oxygène à la chaleur blanche, il brûle vivement, en lançant de tous côtés*des étincelles brillantes. D’Ai*cet a fait voir qu’il en était de même avec Vair atmosphérique, si l’on présentait une barre de fer, chauffée au rouge blanc , au vent d’un fort soufflet de forge : dans l’un et l’autre cas , le fer s’oxyde , augmente de poids , donne lieu à un grand dégagement de calorique et de lumière, et passe successivement à l’état di& protoxyde et de sesquioxyde , si toutefois la température n’est pas rouge blanc , car alors il se formerait un composé de protoxyde et de sesquioxyde. Les battitures qui se détachent du fer que l’on a fait rougir pendant quarante-huit heures , et que l’on bat après , ne sont point homogènes , d’après Mosander ; la première couche contient d’autant plus de sesquioxyde de fer , que l’on appi’oche davantage de sa surface extérieure ; mais la seconde couche est homogène , et peut être con-
(1) Les aimants naturels sont principalement formés d’un équivalent de protoxyde et d’un équivalent de sesquioxyde, Fe^tH, ou bien FeO, Fe*0®.
sidérée comme formée par la réunion de six équivalents de pfdtdxyde de fer avec un équivalent de sesquioxyde; d’où il suit qu’en raison de la température et de la surface chauffée on peut faire varier la composition de cet oxyde. Quoi qu’il en soit, si on continue à faire rougir pendant quelque temps ces battitures avec le contact de l’air, on les transforme en sesquioxyde {^safran de mars astringent). A la température ordinaire, le gaz oxygène et l’air sec ne l’altèrent pas; ils l’oxydent s’ils sont humides ; ainsi l’air froid le transforme en safran de mars apéritif, composé, d’après Soubeiran, d’hydrate de sesquioxyde à trois équivalents d’eau , mélangé à des quantités variables et accidentelles de carbonate sesquibasique , et quelquefois de carbonate neutre de protoxyde de fer; il se produit en outre un peu di ammoniaque ; d’où il faut conclure que la vapeur aqueuse de l’atmosphère a également été décomposée , que son oxygène a oxydé le métal , tandis que l’hydrogène s’est combiné avec l’azote de l’air, pour former de l’ammoniaque (Austin, Chevallier (1).
L’action du gaz hydrogène sur le fer n’est pas encore bien connue, malgré les travaux de Dupasquier, qui admet l’existence d’un hydrogène ferré. On ignoré quel est le résultat de l’action directe du bore sur lui; mais il existe un borure de fer,FeBo, que l’on obtient en chauffant fortement, dans un tube de porcelaine, du borate de fer, et en le faisant traverser par un courant de gaz hydrogène. Ce borure est d’un blanc argentin brillant , et inaltérable à l’air froid.
Le carbone et le fer peuvent s’unir en diverses proportions et donner naissance à plusieurs carbures, tels que l’acier, la fonte, etc. h’ader est constamment un produit de l’art; on en distingue quatre espèces, savoir:
1° V acier d’Allemagne, qui n’est que l’acier naturel obtenu en laissant pendant plusieurs heures la fonte manganésée en fusion sous l’influence d’un courant d’air qui en brûle l’excès de carbone. Il est d’une qualité inférieure aux deux autres , car il contient souvent du fer mélangé qui le rend plus mou , mais aussi plus facile à forgér. Il est principalement em{)loyé à la confection des instruments aratoires.
(1) Ce fait est d’autant plus important pour la médecine légale, que les gens de l’art sont souvent appelés pour décider si les taches rougeâtres que l’on observe sur les instruments tranchants, sont formées par du sang : or, il est évident, d’après ce qui vient d’être dit , qu’il est Impossible de reconnaître , par la simple action de la chaleur, et par cela seul qu’il se dégage de l’ammoniaque, si les taches sont produites par du sang ou par de la rouille.
Dü FER.
2° h'acier de cémentation, que l’on prépare en chauffant, dans des caisses en tôle ou en brique , des barres de fer doux enveloppées d’un mélange de poudre de charbon de bois , de suie, pour qu’elles ne se touchent pas, et auxquels on ajoute quelquefois de la cendi’e de bois et du sel marin, et qui porte le nom de cément; le fer, ainsi chauffé pendant cinq ou six jours , se combine avec une portion du charbon , et constitue l’acier, qui , en raison des boursouflures qui couvrent sa surface , porte aussi le nom d’acier -poule. Il est de bonne qualité.
3° V acier fondu est le plus homogène de tous et le meilleur pour la fabrication des instruments tranchants. On le prépare en fondant des morceaux des aciers précédents dans des creusets de terre très-réfractaire , après les avoir recouverts d’une couche de charbon et de verre pilé ; il se forme des scories que l’on enlève , et lorsque cet acier a été maintenu en fusion pendant quelque temps, on le coule sous forme de lingots. Il est très-dur et peut prendre un beau poli. Il se trempe souvent par la seule action de l’air.
4“ L’ocjer damassé, enfin, n’est que l’un des précédents, maintenu longtemps en fusion avec un excès de carbone, de manière qu’il en dissout une plus grande quantité, qui paraît cristalliser et produit des dessins que l’on met à nu, en lavant la surface des instruments fabriqués avec cet acier, à l’aide d’une eau légèrement acidulée. D’après Anocoff , le meilleur procédé pour obtenir l’acier damassé consiste à fondre dans un ci'euset réfractaire 5 kil. de fer très-pur avec Vu de graphite, Vs2 de battitures de fer et V^i de dolomie servant de flux. On damasse le produit avec du sulfate de fer mélangé de sulfate d’alumine; ainsi damassé, il est beaucoup plus dur que le meilleur acier fondu.
Ces aciers sont presque entièrement formés par du fer, car ils ne contiennent que depuis 1 millième jusqu’à 10 millièmes de leur poids de charbon ; les meilleurs sont ceux dans la composition desquels il n’entre que 7 à 8 millièmes de charbon. Ils contiennent, en outre, des traces de silicium et de phosphore. L’acier anglais est formé de 0,62 de carbone, de 0,03 de silicium, de 0,03 de phosphore, et de 99,32 de fer. L’acier français de première qualité renferme 0,65 de carbone , 0,04 de silicium , 0,07 de phosphore, et 99,24 de. fer. L’acier peut contenir, en outi'e, des petites quantités de manganèse, d’aluminium et des traces d’arsenic.
L’acier est brillant, sonore , susceptible d’être poli, insipide, inodore, très-malléable, très-ductile, d’une structure granuleuse, un peu moins pesant et plus dur que le fer. Si, après l’avoir fortement chauffé, on le refroidit subitement en le plongeant dans l’eau froide, dans du merciip , dans des acides , dans de^ huiles , etc. , il acquiert de l’é-
lasticité, de la dureté, et devient cassant; il perd par conséquent sa ductilité et sa malléabilité ; son tissu est plus sen’é et plus fin : on désigne cette opération sous le nom de trempe. L’acier trempé peut être détrempé et reprendre ses propriétés primitives si on le fait rougir et qu’on le laisse refroidir lentement.
La fonte contient du carbone, du silicium et quelquefois un peu de manganèse; elle renferme aussi des traces d’aluminium, de calcium, de cuivre, de phosphore et de soufre (voy. Extraction du cuivre). D’après M. Broméis, on trouve dans 100 parties de fonte grise 0,930 de carbone chimiquement combiné et 2,340 de carbone à l’état de mélange, et dans la fonte blanche ordinaire, 1,514 de cax'bone combiné et 1,040 de carbone à l’état de mélange. M. Svanberg dit avoir analysé des fontes de l’Amérique septentrionale qui contenaient depuis2, 8913 jusqu’à 6,4797 de carbone pour 100.
Il existe encore d’autres carbures de fer pulvérulents , noirs, trèscombustibles (triearbure, quadricarbure, etc.), que l’on obtient soit en distillant le bleu de Prusse , ou un mélange de cyanure de fer et de cyanhydrate d’ammoniaque , ou des sels de fer composés d’un acide végétal. Ces carbures sont inusités. Celui qui résulte de la calcination du cyanoferrure de potassium est le seul qui soit à proportions définies , FeC2.
La plombagine, ou la mine à crayon , considérée pendant longtemps comme un percarbure de fer, n’est que du charbon dans un état particulier.
Lephosphore en vapeur peut s’unir directement avec le fer; toutefois on obtient ce phosphure, Fe-îph, de préférence, en chauffant au feu de forge, dans un creuset brasqué, un mélange de phosphate de fer et de charbon. IPest d’un gris bleuâtre, brillant, cassant, plus fusible que le fer, pouvant cristalliser en prismes rhomboïdaux : il n’a point d’usages. Ce phosphure est si fragile , que lorsque le fer en contient quelques millièmes, il devient lui-même très-cassant.
On peut combiner le soufre avec le fer par l’action de la chaleur ; on connaît un assez grand nombre de sulfures qui ne sont pas tous le résultat de l’action directe du soufre sur le métal. — Protosulfure, FeS. Il existe quelquefois dans la nature ; on l’obtient pur en décomposant à une température élevée le sulfate de protoxyde de fer par le charbon, ou bien en chauffant en vases clos un mélange de soufre et de lames de fer minces, et en volatilisant l’excès de soufi-e; si on veut l’avoir hydraté, on verse du monosulfure de potassium dans un solutum de sulfate de protoxyde de fer neutre. Il est solide, brillant, non magnétique, et d’une
Dü FER. “^87
couleur jaunâtre quand il est en pondre; par le contact simultané de l’air et de l’humidité, il se transforme en sulfate de protoxyde de fer. Le protosulfure que l’on prépare dans les laboratoires , en projetant dans un creuset rouge et par portions un mélange de soufre et de limaille de fer, contient souvent du sesquisulfure; c’est lui que l’on emploie à la préparation du gaz acide sulfhydrique. Le protosulfure de fer hydraté qui se forme lorsqu’on fait une pâte avec un peu d’eau, 60 parties de limaille de fer et 40 de soufre , et en la chauffant légèrement dans un ballon , constitue le volcan de Lémery ; il suffit d’exposer à l’air ce produit , même refroidi, pour qu’il s’échauffe beaucoup et devienne incandescent en se transformant en sulfate , surtout lorsqu’on l’étale en couches minces. Le protosulfure, préparé avec du sulfate de protoxyde et du sulfhydrate d’ammoniaque, est un bon contre-poison du sublimé corrosif, s’il a été bien lavé et s’’il est administré immédiatement ou très-peu de temps après l’empoisonnement (Mialhe). — Sesquisulfure, Fe^S®. Il existe dans la pyrite de cuivre. On l’obtient en faisant passer du gaz acide sulfhydrique sur du sesquioxyde de fer hydraté artificiel , bien sec , à la température de 100°, et à l’abri du contact de l’air. Il est gris jaunâtre, non magnétique, mais il devient attirable à l’amant lorsqu’on le chauffe et qu’il perd % de soufre. — Bisulfure, Fe S2. Il est très-abondant dans la nature , et connu en minéralogie sous les noms de pyrite jaune , martiale blanche, etc. On l’obtient en faisant passer du gaz acide sulfhydrique sur du sesquioxyde de fer â une température qui est entre 100° et la chaleur rouge. Il est jaune ou d’un blanc jaunâtre , brillant , non magnétique; si on le chauffe, il se transforme en un sulfure attirable à i’aimant, parce qu’il perd du soufre ; il est inaltérable à l’air sec à froid ; au rouge naissant , cet agent le change en gaz acide sulfureux et en sulfate; si la température est plus élevée, on obtient du gaz sulfureux et du sesquioxyde de fer. On l’emploie à l’extraction du soufre et à la fabrication de l’acide sulfurique. La pyrite magnétique naturelle est composée ÔLun équivalent de bisulfure et de six équivalents de protosulfure. Le persulfure de fer , Fe S^, résulte de l’action du gaz acide sulfhydrique sur du fefrate de potasse alcalin ; il est sans importance. Il existe encore deux sous-sulfures de Ter, Fe® S et Fe^S, qui n’ont point d’usages.
Viode agit sur le fer comme sur le zinc. Le protiodure de fer, Fel, est en plaques plus ou moins épaisses, d’un vert tirant sur le brun, d’une saveur d’encre, très-déliquescentes ettrès-solubles dans l’eau, à laquelle il communique une couleur verte ; ce solutum évaporé fournit des cristaux lamelleux, Fel, 4 HO. On l’obtient en mettant de l’eau sur de la limaille
de fer et de l’iode ; la dissolution concentrée est évaporée dans une capsule de porcelaine , dans le fond de laquelle on met une certaine quantité de grosse limaille de fer bien décapée , ou mieux encore de la tournure ou du fil de fer très-fin. Lorsque la liqueur est assez concentrée pour qu’elle se fige instantanément ^ en déposant une petite quantité sur un corps froid , on la décante et on la coule sur. une plaque de verre ou de porcelaine, et on l’introduit immédiatement dans de petits flacons bouchés à l’émeri , bien secs et privés , autant que possible , d’air au moyen de la chaleur ; malgré cette précaution , le protiodure ne tarde pas à être altéré (Mialhe). On l’emploie aujourd’hui en médecine sous forme de pilules ; mais il faut avoir soin de le préparer bien neutre- Pour conserver indéfiniment les pilules d’iodure de fer, on roule celles-ci dans de la poudre de métal , afin d’empêcher leur oxydation pendant qu’on les prépare , puis on les enduit d’une sorte de vernis fait avec une dissolution éthérée de baume de Tolu, privée d’acide benzoïque par une digestion préalable dans l’éau. Ge procédé est fondé sur la grande.^ volatilité de l’éther et la non-solubilité dans ce véhicule de la substance que l’on veut protéger (Blancard , séance de l’Académie de médecine du 14 août 1850). ^ '
Le sesquiodure, Fe2 13, est liquide, rouge jaunâtre, soluble dans l’eau on l’obtient en faisant agir l’acide iodhydrique sur le sesquioxyde defe^h hydraté.
Avec le chlore , le fer donne un proto et un sesquichlorure. Le protop^ chlorure ^anhydre, FeCl, est jaunâtre, volatil, absorbant rapidement l’oxygène de l’air, qui le transforme en bichlorure jaune et en sesquioxyde de fer de couleur d’ocre rouge, lequel se précipite. Il est décomposé par l’hydrogène à une température élevée ; il se forme, de l’acide chlorhydrique, et il reste du fer pur cristallisé. Le protochlorure hydraté, FeGl, 6 HO, est en cristaux verdâtres, qui dérivent d’un prisme rhomboïdal oblique. On obtient le protochlorure anhydre en chauffant du fer dans un courant de gaz acide chlorhydrique, et celui qui est hydraté, en dissolvant le métal dans le même acide liquide. Dans l’une et l’autre de ces opérations , l’acide chlorhydrique est décomposé , l’hydrogène se dégage, tandis que le chlore est absorbé parle fer.
Le sesquichlorure anhydre, Fe2G13, est le résullat de l’action du chlore sec et en excès sur du fer à une température qui ne dépasse pas 100", et dans un air parfaitement sec ( Gobley, Journ. de pharm., avril 1844 ). Il est rouge foncé, inodore, déliquescent, très-soluble dans l’eau, dans l’alcool et dans l’éther ; il se conserve longtemps sans se décomposer.