FER

Étymologie. Fer dérive du latin Ferrum, de ferre, porter, par allusion à la ténacité de ce métal .

Le fer est le plus précieux de tous les métaux. C’est , saus contredit , le plus puissant auxiliaire de la civilisation industrielle des peuples. C .

Propriétés physiques. Le fer présente différents degrés de pureté , circonstance qui fait varier les propriétés du métal. On distingue particulièrement trois de ces degrés : 1° le fer pur ; 2° le fer a l’état d’acier ; 3° le fer a [état de fonte.

Le fer pur est d’un gris bleuâtre , et lorsqu il a été poli , il a l’éclat de l’argent. Il est flexible et privé de toute élasticité. On peut , comme le plomb , le rayer avec l’ongle. Ce fer ne se rencontre jamais dans le commerce ; il n’y a pas longtemps qu’on est parvenu à le préparer en chauffant , au feu le plus fort, un mélange de limaille de fer avec un quart de son poids d’oxyde de fer, dans un creuset de Hesse , fermé par un couvercle de verre exempt d’oxydes métalliques. Sa cassure est écailleuse, et il a une saveur et une odeur faibles mais distinctes.

Le fer le plus pur du commerce contient au moins de 1 à 4 millièmes de carbone , et ce carbone , loin d’étre nuisible aux qualités qu’on recherche dans le fer , est , au contraire , fort utile , pourvu toutefois qu’il ne dépasse pas certaines proportions. Le maximum de la densité du fer est 7,788. Sa texture varie suivant les circonstances. Lorsque le fer n’a pas été forgé , sa texture est grenue ; mais il prend, sous le marteau, une texture fibreuse et crochue. C’est le fer à texture fibreuse qu’on recherche le plus à cause de ses nombreux usages. Ce même fer, exposé à de forts courants d’air ou à l’action de vibrations prolongées et souvent répétées, reprend la structure grenue et redevient cassant. C’est pourquoi les bandes des roues de voitures , et surtout des

FEUliACKS. 38()

voitures (l’artillerie , se cassent facilement , bien qu'elles aient été faites avec du fer de bonne qualité. Le changement s’opère du reste plus ou moins rapidement. La température rouge sombre produit le même effet que l’action des vibrations prolongées , et on peut ainsi rendre cassant le fer le plus malléable, comme le prouvent les expériences de M. Gay-Lussac. Cependant, ce même fer grenu et cassant redevient , sous le marteau , fibreux et malléable (1).

Le fer a une dureté supérieure à celle des autres métaux. Son élasticité est extrême. C’est le métal le plus tenace : un fil de 2 millimètres de diamètre exige un poids de 250 kilogram. pour se rompre. Une faible solution de continuité ou une substance étrangère dans l’intérieur de la masse , suffit pour en déterminer la cassure. C’est d’après le degré de ténacité qu’on évalue la bonté du fer. Le fer est , en outre, extrêmement ductile ; on peut le réduire en fils aussi minces que des cheveux ( perruques de fils de fer). Il se laisse également réduire , au laminoir, en feuilles assez minces. Ainsi donc , le fer réunit et possède à un haut degré toutes les qualités qu’on recherche dans un métal : la dureté , l’élasticité , la ténacité, la ductilité et la malléabilité.

Le fer est un des métaux les plus difficiles à fondre. 11 n’est fusible que dans des fours très-profonds ( hauts fourneaux) alimentés par de forts soufflets. Cependant il se ramollit à une forte chaleur rouge , et il se laisse alors pétrir sous le marteau et se souder sur lui-même. Le fer est tout à fait fixe. Il se dilate un peu moins que les autres métaux. De 0° à 100° , la dilatation linéaire est

Le fer jouit, au plus haut degré, de la propriété d’être attiré par l’aimant , et il peut lui-même acquérir la propriété de l’aimant. Il perd cette propriété à la chaleur blanche (Barlow). Woehler est parvenu à faire cristalliser le fer en cubes

(î) Les anciens paraissent déjà avoir connu ces différences dti fer , car Pline ( Histor . nntnr y lib. xxxiv) dit : Différend a ferri numerosn Jfiœ motte , aliœ fragile et auto* u n , rotarum mibus maxime fugiendum.

390 FER RACÉS

ou en octaèdres , en le maintenant plusieurs jours à une chaleur élevée.

Acier ( du latin actes , tranchant). C’est du fer contenant de 5 à 7 millièmes de carbone et des traces de silicium. En général, l’acier est plus blanc que le fer. Sa cassure est finement granuleuse, et il est susceptible de prendre un très-beau poli. Chauffé au rouge et refroidi lentement, il est moins dur que le fer. Rougi et refroidi ensuite par une immersion brusque dans l’eau , il devient plus dur, plus élastique et plus cassant que le fer-, ce refroidissement brusque s’appelle la trempe de l’acier. Tout autre corps froid, tel que l’huile , le mercure , la pâte de farine , etc., peut, jusqu’à un certain point , remplacer l’eau. Si, après avoir trempé l’acier, on le fait recuire, il devient encore plus élastique et plus sonore. L’acier non trempé est un peu moins dilatable que le fer , et l’acier trempé l’est , au contraire , un peu plus. Quand ou expose l’acier trempé à une température élevée, il devient plus mou en même temps qu’il se colore , à sa surface , successivement en jaune paille , en pourpre , en violet , en bleu foncé et enfin en bleu clair. Ces colorations sont , en quelque sorte , les indices de la dureté de l’acier : le jaune paille indique que l’acier est encore très-dur , tandis que le bleu clair annonce le minimum de dureté. Dans ce dernier état , on l’emploie particulièrement pour la fabrication des ressorts de montre , etc. Il est à remarquer qu’on peut , au moyen d’un disque de fer doux ou de cuivre, tournant rapidement sur son axe, couper, en quelques instants, l’acier le plus dur, les meilleurs ressorts et les meilleures lames de couteau.

Il y a autant d’espèces d’acier qu’il y a de méthodes pour le préparer. Lorsqu’on expose pendant plusieurs jours, à l'action de la chaleur rouge , des barres de fer recouvertes de poussière de charbon, on obtient ce qu’on appelle l’acier de cémentation ( Brennstahl ). Cet acier est très-peu homogène et le plus souvent de mauvaise qualité. En le faisant fondre de nouveau , à différentes reprises , l’acier de cémentation devient beaucoup plus homogène et de meilleure qualité- C’est

ainsi qu’on obtient l’acier connu sous le nom d’acier anglais. U acier naturel ou cru ( Rohstahl ) ne s’obtient qu’avec certains minerais, par exemple, avec les fers spatliiques .

On améliore l’acier de mauvaise qualité en l’alliant avec des proportions très-petites ( environ ) de métaux étrangers , tels que l’argent et le platine. Le célèbre acier d’Inde ( Wootzstahl ) doit sa qualité à la présence d’une certaine quantité d’aluminium et de silicium.

Lorsqu’on mouille , avec des acides affaiblis , les lames de certaines espèces d’acier ( notamment le Wootz de l’Inde) , après les avoir travaillées au marteau, on remarque à leur surface des ramifications veineuses diversement entrelacées, de couleur tantôt plus claire , tantôt plus foncée que l’acier luimême. C’est là une véritable surface cristalline mise à découvert par l’action de l’acide qui enlève la première couche, confusément cristallisée sous l’influence d’un refroidissement trop brusque (voy. Étain).

Fonte {fer cru , Roheisen). La fonte contient une quantité de carbone plus considérable que l’acier. Elle peut , en outre, contenir des traces de silicium, de phosphore, de magnésium, d’aluminium et de calcium ; on l’obtient en faisant fondre les minerais de fer dans les hauts fourneaux. La fonte est trèscassante ; conséquemment elle n’est ni ductile ni malléable. On en distingue particulièrement deux variétés : 1° la fonte blanche, et 2° la fonte grise. Les variétés de la fonte dépendent , en grande partie , des proportions de charbon et de fondant que l’on calcine avec le minerai. On obtient généralement la meilleure fonte grise en employant des proportions exactement convenables de charbon et de minerai. Si le charbon est en excès par rapport au minerai , la fonte devient ce qu’on appelle en termes démineurs allemands ubergaar (trop faite) : elle contient une quantité notable de graphite. Si , au contraire, le minerai est eu excès par rapport au charbon, on aura la fonte blanche. D’après Mushet , la fonte blanche contient ;r de carbone et la fonte grise Celle-ci est donc plus riche en

l'ERllACES.

carbone que la première. Suivant quelques chimistes , la fonte blanche doit sa couleur à la présence d’une certaine quantité de manganèse que ne renferme point la fonte grise. Il est probable que la fonte devient plus ou moins blanche, suivant que Je carbone est plus ou moins intimement combiné avec le fer. Car , en soumettant la fonte grise à une nouvelle fusion et en la refroidissant brusquement , on la transforme en fonte blanche. — La fonte est fusible comme l’acier ; elle se dilate en se solidifiant (1). La fonte est plus dilatable que le fer. Selon Rinmann, elle se dilate de ■— depuis la température ordinaire jusqu’à la chaleur rouge.

Propriétés chimiques. Le fer ne s’altère pas sensiblement, dans l’air sec, à la température ordinaire. Il est complètement inoxydable dans l’air privé d’acide carbonique ; peu importe que cet air soit sec ou humide. En élevant un peu la température, le fer se recouvre, au contact de l’air, d’une mince pellicule d’oxyde, qui présente des couleurs variées selon la température. A la chaleur rouge, il se recouvre d’écailles d’oxyde noir, désigné sous le nom d’oxyde des battitures. Ces batlilurcs se convertissent en peroxyde par l’action de la chaleur. Le fer obtenu à l’état pulvérulent en réduisant un oxyde, entre 300 à 400°, au moyen d’un courant d’hydrogène, est pyrophorique : il s’enflamme spontanément quand on le répand dans l’air. Si la température à laquelle on réduit l’oxyde de fer par l’hydrogène est trop élevée, le fer qu’on obtient n’est plus pyrophorique (Magnus). Un fil de fer, présentant un point en ignition, brûle dans l’oxygène en lançant des étincelles du plus vif éclat; les petits globules qui tombent au fond du vase et qui pénètrent, à cause de la grande élévation de température, jusque dans la substance même du verre, sont composés d'un oxyde semblable à l’oxyde magnétique. Le fer pur ne s’altère pas dans l’eau distillée. Le fer du commerce s’oxyde lentement dans l’eau ordinaire, et surtout dans

(i) La fonte a , sous ce rapport , de l'analogie àyec l'eau, qui se dilate de environ , en passant à l'état de glace.

FEKRACES.

l’eau privée d’acide carbonique. L’oxydation s’accélère à mesure que la température s’élève. Il y a dégagement d’hydrogéne et formation d’oxyde noir ( oxyde magnétique). On peut préserver les chaudières de fer de l’action oxydante de l’eau, en y plongeant des morceaux de zinc ; c’est alors le zinc qui décompose l’eau.

Action des acides. L’acide sulfurique concentré n’agit point à froid sur le fer ; à chaud, il l’attaque avec dégagement d’acide sulfureux. L’acide sulfurique étendu dissout le fer à froid ; il y a dégagement d'hydrogène provenant de la décomposition de l’eau, et formation de sulfate de protoxyde de fer. L’acide azotique pur et très-concentré n’attaque point le fer ; du reste , il se comporte de la môme manière avec beaucoup d’autres métaux. Si l’acide est étendu d’eau, l’action est trèsvive et le résultat en est assez compliqué. En effet, non-seulement l’eau, mais encore l’acide se décomposent : il y a dégagement de protoxyde d’azote, d’azote et de vapeurs nitreuses ; il se produit du peroxyde de fer mêlé d’azotate de protoxyde de fer, et une certaine quantité d’azotate d’ammoniaque. Les acides chlorhydrique, bromhydrique et iodhydrique dissolvent rapidement le fer et le changent, avec dégagement d’hydrogène, en protochlorure, prolobromure et proto-iodure.

L’ader, la fonte, et en général toutes les combinaisons de fer et de carbone , sont moins facilement attaqués par les acides que le fer pur, surtout lorsque ces combinaisons ont été trempées. L’acide azotique les attaque en donnant naissance à un azotate et à une poudre rougeâtre qui paraît être identique avec ïazulmine ou Y acide azulmique. Cette poudre est formée en partie aux dépens du carbone de l’acier ou de la fonte ; elle contient une certaine quantité d’azote. Traités par les acides sulfurique et chlorhydrique, les carbures de fer donnent naissance à de l’hydrogène mêlé d'un carbure d’hydrogène odorant et presque toujours arsénifère. Le brème et l’iode aqueux dissolvent l’acier sans dégagement de gaz, et l’on oblien t pour résidu du carbone pur. L’e«« régale dissout facilement le

FERRACÉS.

fer et le transforme en perchlorure , avec dégagement de vapeurs nitreuses. Le carbone se combine en proportions indéfinies avec le fer comme , en général , avec les métaux de la famille des ferracés. L’azote ne se combine avec aucun métal ; cependant , lorsqu’on fait passer un courant de gaz ammoniac sur du fer chauffé au rouge , celui-ci décompose l’ammoniaque et retient une certaine quantité d’azote. Lorsqu’on fait passer, pendant longtemps, un courant d’ammoniaque sur des fils de clavecin , le fer devient gris ; 100 p. de fer absorbent jusqu’à 11 p. d’azote. Ce même fer, traité par l’acide sulfurique , laisse dégager l’azote , avec formation de sulfate de fer et d’un peu de sulfate d’ammoniaque (Despretz). Le soufre se combine directement avec le fer, à chaud; le sulfure, et particulièrement le protosulfure, sont très-stables ; aussi peut-on employer le fer pour désulfurer les métaux, de même qu’on l’emploie pour les désoxyder. Le chlore dissout le fer sans aucun dégagement de gaz. Le phosphore et Parsème le rendent cassant. Il en est de même du bore, du silicium et de Paluminium, substances qui, ainsi que le phosphore, se rencontrent quelquefois dansla fonte.

Le fer s’allie avec presque tous les métaux. Ceux avec lesquels il ne s’allie pas en proportions considérables sont l’argent, le plomb, le cuivre, le mercure.

État. Le fer se rencontre à Pètat natif, mais pliis souvent à l’état minéralisé. C’est, de tous les métaux, lé plus universellement répandu dans la nature. Le fer existe dans lés trois règnes. 1° Dans le règne animal : tous les animaux à sang rouge contiennent du fer ; il y existe dans le caillot du sang : on ignore dans quel état. La masse totale du sang d’un homme adulte de taille ordinaire, peut contenir environ 2 grammes de fer métallique. 2° Dans le règne végétal : les cendres de presque tous les végétaux contiennent du fer. La quantité de ce métal varie suivant la nature du terrain du croissent ces végétaux. 3° Dans le règne minéral : c’feSt dans ce règne que le fer est, pour ainsi dire, répàhdu a Vêt profusion. C’est

FERRAGES.

de ce règne que le fer passe successivement dans le règne végétal, et de là dans le règne animal, par suite des fonctions vitales de l’absorption et de la nutrition. Le fer ne se rencontre à l’état natif qu’accidentellement et dans des masses isolées qui sont, en quelque sorte, étrangères au sol où ces masses existent ( aérolithes ). On a trouvé en Amérique ( Mexique) une masse de fer aérolithique de 15,000 kilog. environ. Pallas a découvert une masse de même nature sur une montagne de la Sibérie. On trouve de ces aérolithes en France, dans le département de l’Aube. Le capitaine Barrow a trouvé du fer météorique en Afrique, à 200 milles du cap de Bonne- Espérance. Il est tombé, en 1757, près de Vienne, une masse de fer aérolithique assez considérable. Enfin, il ne se passe pas d’année sans qu’il en tombe quelque part. Ce fer aéro- Jilhique contient ordinairement — de nickel, et quelquefois des traces de chrême et de cobalt. M. Stromeyer prétend y avoir trouvé du molybdène et du cuivre. Mais, comment ces masses de fer peuvent-elles se former dans l’atmosphère? (Voy. pag. 409.) On n’a aucune idée de la température à laquelle le fer pourrait se réduire en vapeurs. — Le fer existe dans tous les terrains. Les principaux minerais de fer sont : 1° Peroxy de anhydre. Il existe dans tous les terrains. On en distingue quatre variétés : le fer oligiste, le fer micacé, l’ hématite et l 'oxyde compacte.

Le fer oligiste est d’un noir éclatant et souvent irisé; sa poussière est rouge. Il est légèrement magnétique. On en trouve un gisement considérable à l’ile d’Elbe (1).

Le fer micacé cristallise en tables hexagonales. Sa poussière est d’un rouge vif. On en trouve à Cherbourg , à La Roche-Bernard (Loire-Inférieure) et dans le département de la Moselle. • i

L’ hématite est en masses mamelonnées, fibreuses, d'un

(i) Les mines de fer de l'île d'Elbe ( lha ) étaient déjà bien connues des anciens. Ferri me tait a ubiquc reperiuntur , quippe intula etiam Italiœ II va gignentc . (Pline, HUl. natur. , lib. IXXIV ).

FEKRACÉS.

rouge sombre. La couleur rouge-brun foncé indique la présence de l’oxyde de manganèse.

L oxyde compacte (granuleux ou terreux) est sans éclat, en grains arrondis, à cassure grenue ou terreuse. Sa poussière est rouge. Le peroxyde (anhydre) n’est guère attaquable par les acides.

2° Peroxyde hydraté (fer hydraté). Ce miuerai est encore plus abondamment répandu que le peroxyde anhydre. Il se distingue de celui-ci en ce que sa poussière est d’uu jaune ocreux. Soumis à l’action de la chaleur, il perd de l’eau et devient rouge. On le rencontre rarement cristallisé. Il existe principalement à 1 état compacte ou terreux. Il est facilement attaqué par les acides. Le peroxyde de fer hydraté est, de tous les minerais, celui qu’on exploite le plus communément. II existe stratifié avec des argiles et avec des bancs de pierre calcaire de formation oolithique : les grains sont généralement très-petits et disséminés dans une pâte calcaire ou argiloferrugineuse. Ces minerais ne sonl pas bien riches et donnent une fonte de mauvaise qualité, à cause du phosphore quelle contient. Les minerais granuleux de formation plus moderne que les oolithes se trouvent en amas dans des crevasses du sol, ou en bancs horizontaux alternant avec des argiles, des sables quartzeux et des grès. Les grains deviennent libres quand ou délaie dans l’eau l’argile sableuse t$ui les enveloppe.

La terre des champs , la terre végétale , doit sa couleur jauned’ocreà la présence d'une quantité notable de peroxyde de fer hydraté. Les substances qui peuvent être mêlées avec les minerais de peroxyde de fer hydraté, sont le carbonate de fer, le phosphate et l’arséniale d« fer, les alumino-silicates de fer magnétique, les oxydes de manganèse, le fer tilané, le carbonate et silicate de zinc, l’oxyde de chrôme, le sulfate de baryte, le phosphate et le carbonate de chaux, le carbonate de magnésie , l’hydrate d’alumine , l’argile pure ou bitumi- . neuse et le quartz.

3° Oxy de magnétique (fer oxydulé). Il existe quelquefois

FEKRACÉS. 397

en couches très-épaisses dans les terrains anciens. Il est d’un noir grisâtre ; sa cassure est lamellaire ; sa poussière est d’un gris foncé. C’est du protoxyde de fer , mêlé à de certaines proportions de peroxyde. 11 a une teinte rouge , lorsque le peroxyde prédomine. On en trouveen quantités exploitablesà Villa-Rica (Brésil) , à la Plata ( Colombie), à Pérou, près de Claintonvilte (États-Unis) , à Yillefranche ( Aveyron ) , à Vigan (Hérault).

La franklinite ressemble beaucoup à l’oxyde magnétique. On en trouve des bancs considérables dans le New-Jersey , près de la ville de Franklin. Elle est accompagnée d’oxyde de zinc manganésifère.

4° Sulfures (pyrites). On en distingue plusieurs variétés. La pyrite commune est d’un jaune de laiton éclatant. Elle donne du soufre par le grillage ; elle a la même composition que le persulfure de fer artificiel (Fe S’).

Sa forme primitive est le cube.

La pyrite blanche est d’un jaune beaucoup plus pâle que la pyrite commune. Sa forme cristalline est un prisme droit rhomboïdal. Elle s’efïleurit à l’air.

Les pyrites magnétiques sont analogues aux oxydes magnétiques; ce sont des combinaisons de protosulfure et de persulfure de fer. Elles sont d’un jaune de bronze foncé et se ternissent à l’air. Elles font mouvoir l’aiguille aimantée , ce qui les distinguedes pyritesordinaires.Onen trouve dans les Pyrénées.

5° Sulfates. Ils proviennent probablement de l’altération des pyrites. Ils sont souvent combinés avec des sulfates d’alumine , de chaux , de manganèse , de zinc , etc.

6° Tellurure. On né le rencontre guère qu'à Faz-Bay (Transylvanie) , accompagné d’or, dans un terrain schisteux. Il est d’un blanc d’étain , tendre et fragile. M. Shepart en a trouvé des échantillons aux États-Unis.

7° Arséniure. Ce minéral est exploité à Reichenstein (Silésie) pour en extraire l’arsenic. Il contient une certaine quantité de sulfure.

8° Arsènio- sulfure (mispickel). Il est d’un blanc métalli-

FERRACÉS.

que ; sa cassure est grenue. On le trouve dans les terrains anciens. Mis sur les charbons ardents , il dégage des vapeurs d’arsenic , reconnaissables par leur odeur alliacée.

On rencontre des minéraux d’arséniate de fer au Brésil , en Cornouailles , en Saxe , etc.

h'Eisenpecherz de Sollengange , près de Freyberg (Saxe), est un arsénio-sulfate.

9° Phosphates. Les phosphates hydratés sont d’un gris clair, lisse colorent en bleu au contact de l’air en se changeant en phosphates doubles de protoxyde et de peroxyde. Ils contiennent souvent du protoxyde de manganèse. lisse trouvent répandus dans un grand nombre de localités; mais jamais on ne les rencontre en masses considérables.

10° Silicates. Les combinaisons de silice avec le protoxyde, avec le peroxyde de fer et avec beaucoup d’autres substances étrangères (alumine, chaux , manganèse , etc.) sont extrêmement nombreuses. On en trouve, en quantités exploitables, à Riddarhyttan (Suède), à Przibram (Bohême), à Sixte (Savoie) , à Saint-Brieux (Côtes-du-Nord), à Halsbruck , près de Freyberg , etc.

Le chlorite de Paris (silicate de fer) se trouve sous forme de petits grains verts grisâtres , disséminés dans le calcaire grossier de Paris.

11® Carbonate. Ce minerai est très-répandu. On en distingue deux variétés , le fer spathique ( carbonate cristallin) et le fer compacte. Le fer spathique est d’un blanc sale ; il jaunit à l’air. II cristallise en prismes rhomboïdaux. Les carbonates de manganèse et de magnésie' l’accompagnent constamment en proportions variables. Le fer spathique se décompose à la longue. Le fer et le manganèse se suroxydent et abandonnent leur acide carbonique qui transforme la magnésie en bicarbonate que l’eau dissout. Le fer spathique ainsi décomposé s’appelle mine douce , et il est fort recherché à cause de sa richesse métallique. On exploite la mine douce dans le département de l’Aude , dans le département

FERBACÉS.

de l’Isère , en Styrie , etc. Le fer carbonaté compacte existe particulièrement dans le terrain de grès houiller, sous forme de rognons arrondis dont le centre est occupé par de la houille, par des pyrites et par de la chaux carbonatée : il est d’un gris noirâtre et à cassure grenue. Il est imbibé d'une argile bitumineuse- Ce minerai est presque le seul qu’on exploite en Angleterre.

12° Titanates. On rencontre ces mineraisen abondance dans les roches de formations primitives. Ils sont d’un noir brunâtre , à cassure conchoïde éclatante. Ils sont magnétiques lorsque le titane ne prédomine pas sur le fer. On trouve des titanates de fer à Expailly (Haute-Loire), dans le Spessart près d'Aschaffenburg, à Maisdon, près de Nantes (Loire-Inférieure) , à Ménakan (Angleterre), à Baltimore ( Maryland), etc.

Les chromâtes de fer se rencontrent en veinules dans les roches serpentineuses des terrains anciens. Les minerais d'étain sont presque toujours accompagnés de wolfram ( tungs tate double de fer et de manganèse ). On n’a guère trouvé jusqu’ici les tantalates de fer (columbites ) que dans les mines de la Suède et de la Finlande.

Préparation. Il serait trop long d’entrer dans les détails minutieux de l’extraction du fer. Nous nous bornerons à en signaler les principes généraux. Si le fer était fusible à une température peu élevée , et que le minerai ne se composât que d’oxyde ou de carbonate de fer mêlé à des traces de substances étrangères , on aurait facilement ce métal , en traitant le minerai par le charbon , au moyen des procédés ordinaires.

L’extraction du fer présente surtout trois difficultés que les anciens n’étaient pas entièrement parvenus à résoudre. La première de ces difficultés consiste à faire fondre le fer ; la seconde à s’ opposer à la perte du métal , dans le traitement du minerai ; et la troisième à priver le fer de certaines proportions de carbone et d’autres substances nuisibles aux qualités qu’on recherche.

Le fer est un des métaux les plus réfractaires ; et comme

FER RACÉS

/fOO

il ne peut être fondu à la température des fours ordinaires , il fallait donner à ces fours une forme et une disposition propres à concentrer la chaleur et à l’augmenter autant que possible.

Les fours, dans lesquels on fait fondre le fer, s’élèvent verticalement à une hauteur considérable ; ils vont en se rétrécissant de la base au sommet. On leur a donné le nom de hauts fourneaux. C’est au moyen de ces fourneaux, remplis de charbon ou de coke et alimentés par de très-forts soufflets, qu’on peut produire une température de 130 à 140° pyr. Wedg. (environ 10,000 à 12,000 du therm. centig. ), c’est-à-dire, la température nécessaire pour faire fondre le fer.

Pour s’opposer à la perte du métal , dans le traitement des minerais, il faut faire convenablement fondre les matières étrangères , ordinairement plus légères que le fer , et les enlever ensuite par une sorte de décantation. Ces matières étrangères sont ordinairement la chaux , la magnésie , l’alumine (argile) , la silice , l’oxyde de manganèse et le soufre. Or , l’oxyde de fer , qui existe constamment dans le minerai qu’on exploite , augmente la fusibilité de ces matières; et si l’on ne possédait pas le moyen de faire fondre ces matières facilement , on perdrait une quantité considérable de fer qui serait entraîné par toutes les matières dont la fusion est facilitée par l’oxyde de fer. Or, le meilleur moyen de s’opposer à cette perte consiste à ajouter au charbon un fondant. Ce fondant est de la chaux (castine), si la mine est trop argileuse, et de Y argile, (erbue), si la miue est trop calcaire.

Lorsque le minerai a été suffisamment chauffé avec le charbon mêlé au fondant qu’on y a ajouté , on pratique , à la partie inférieure et la plus déclive du haut fourneau, une ouverture ( percée ) par laquelle le métal s’écoule pour venir se figer dans un sillon sablonneux. Cette masse métallique ainsi refroidie porte le nom de fonte (voy. pag. 391). On appelle laitier la masse vitreuse qui recouvre la fonte liquide et qui contient le fondant , les matières étrangères du minerai et

FERRACÉS.

4oi

une certaine quantité d’oxyde de fer et d'oxyde de manganèse. La composition du laitier varie beaucoup , suivaut les espèces de minerais et les procédés d’extraction qu’on emploie. Moins le laitier est riche en oxyde de fer , plus le procédé d’opération est parfait.

Pour donner au fer les qualités qu’on recherche , il faut séparer de la fonte certaines substances étrangères qui la rendent cassante. Cette séparation s’opère en chauffant la fonte entourée d’une brasque de charbon, dans un fourneau {renardière) sur lequel on dirige de forts courants d’air. Les substances étrangères sont éliminées suivant leur ordre d’oxydabililé : la plus oxydable s’en va la première, et la moins oxydable la dernière. Le silicium s’élimine ainsi le premier, mais à la condition d’entraîner une certaine quantité de fer à l’état de silicate. Le carbone s’élimine le dernier et, comme le silicium, il ne se sépare qu’à la condition de brûler et d’entrainer une certaine quantité de fer (environ h de fer pour 100 de carbone). La masse métallique s’épure ainsi, elle se ramollit , et , après avoir été forgée sous de grands marteaux , elle est livrée au commerce , sous forme de barres, pour être employée à divers usages. Le fer ainsi préparé est loin d'être du fer chimiquement pur. Si l’on cherchait; en opérant de cette manière, à obtenir du fer pur, toute la masse finirait par se consumer et l’on n’aurait jamais du fer chimiquement pur , c’est-à-dire exempt de toute trace de carbone. Le fer le plus pur du commerce contient toujours au moins de carbone : c’est pourquoi l’on obtient constamment, en traitant un fil de fer par l’acide sulfurique , un dépôt d’une certaine quantité de carbone. -Heureusement que le carbone ( pourvu que la quantité ne dépasse pas certaines limites ) n’est pas nuisible aux propriétés du fer, et que sa combinaison rend, au contraire, le fer utile et précieux dans une foule d’usages ; car le fer combiné avec une certaine proportion de carbone constitue , comme nous l’avons vu , 1 acier.

, ..^ÉRlUCÉS*

Composés oxygénés.

Le fer a une très-grande affinité pour l’oxygène. A la température blanche son affinité pour l’oxygène est plus forte que celle du potassium pour ce môme corps , puisque, à cette température , le fer décompose la potasse en lui enlevant en , partie son oxygène.

On connaît deux oxydes de fer bien déterminés. Le fer, comme le manganèse , forme des oxydes intermédiaires, dont le principal est Yoxyde magnétique , qui constitue 1 aimant . naturel. • , .

■; i® Protoxyde. Cet oxyde ne pouvant être isolé à l’état de pureté, il est impossible d’en étudier les propriétés physiques. Lorsqu’on dissout le fer dans l’acide sulfurique, et que l’on verse dans la dissolution (de sulfate de fer) un alcali, on obtient Yhydrate de protoxyde à l’état de précipité blanc qui se salit promptement , et passe successivement au vert , au , jaune clair et au jaune d’ocre en se suroxydant au contact de l’air. Quand on fait bouillir ce précipité dans l’eau, à l’abri du contact de l’air, il se change en une poudre noire qu’on regarde comme le protoxyde anhydre. Le chlore, l’acide azotique, l’eau régale, le convertissent rapidement en peroxyde d’un jaune d’ocre. L’ammoniaque dissout sensiblement le protoxyde de fer ; la potasse et la soude en dissolvent également une petite quantité. Le protoxyde de fer est une base puissante et isomorphe avec le protoxyde de manganèse, avec l'oxyde de cuivre, avec l’oxyde de zinc, avec la magnésie, etc.

Composition : FeO=339,205 (Fe) •

' mL w* * , * -

439,205= FeO = 1 équiv. de pro- -

toxyde de fer.

Pour évaluer l’équivalent du fer d’une manière facile et ingénieuse tout à la fois , on traite une quantité déterminée de fer

FERRACÉS. v /Jo3

pur (1 gramme) par l’acide sulfurique étendu d’eau, et on recueille le gaz (hydrogène) qui se dégage. Or, sachant que l’hydrogène recueilli exige la moitié de son volume (ou que 12,48 d'hyd. en poids exigent 100 d’oxyg.) pour former de l’eau, il est facile de déterminer la quantité de fer qui se combine avec une quantité d’oxygène exprimée par 100 ou par 1.

2° Sesqui-oxy de (peroxyde, oxyde). II est pulvérulent et sa couleur présente les différentes nuances du rouge et du jaune.

A l’état d hydrate, il est tantôt d’un jaune d’ocre, tantôt d'un jaune brun. Une chaleur modérée suffit pour en séparer l’eau.

L hydrate qui se trouve dans la nature, et qui constitue une des mines de fer le plus souvent exploitées , se compose de 2 équiv. de peroxyde de fer et de 3 équiv. d’eau (2Fe!05+. ' 3HO). Celui quôn obtient artificiellement, par voie de précipitation, se compose de 1 équiv. de peroxyde et de 3 équiv. d'eau (Fe*On-{-3HO). Ce dernier se dissout facilement dans presque tous les acides, tandis que le premier ne se dissout bien que dans l’acide chlorhydrique et dans l’acide sulfurique concentré bouillant. Le peroxyde anhydre est d’un rouge violet assez intense. Celui qu’on rencontre dans la nature a • l’aspect métallique et cristallin (rhomboïde). Réduit en poudre line, il est d’un rouge vif, et connu sous le nom de coicolhar. Lorsqu’on calcine le colcothar à une température élevée , il > se prend de nouveau en masse d’un rouge violet. Pourtant sa Composition est identique dans l’un comme dans l’autre ' cas; son poids n’a ni augmenté, ni diminué. Il conserve môme ces différentes colorations avec les fondants, ce qui le rend très-précieux' dans les arts.

. * Le peroxyde de fer est infusible et éminemment stable; cependant, à une chaleur excessive, il perd une partie de son oxygène et se transforme partiellement en oxyde intermédiaire. Le peroxyde est une base faible ; il est facilement réduit par l’hydrogène, à la température rouge. Ce qu'il y a de remarquable, c’est que le fer, à cptte môme température, décompose l’eau, en absorbe l’oxygène et laisse dégager l’hydro-

FER1UCKS.

gène. Les proportions du corps réduclif et du corps oxydant ont une grande influence sur la production de ces phénomènes, en apparence contradictoires.

Le fer provenant de la réduction de l’oxyde de fer par l’hydrogène est en poudre impalpable et s’enflamme spontanément dans l’air. L’oxyde de fer est également réduit par le charbon ; mais une portion de celui-ci se combine avec le fer pour former un carbure , ou , comme le charbon contient en même temps des grains de silice, un silicio-carbure de fer. On ne peut point, pour le dire en passant , combiner le silicium directement avec le fer sans le carbone, tandis qu’on peut très-bien combiner le carbone avec le fer, sans la présence du silicium.

Le peroxyde de fer, employé en petite quantité, communique une couleur jaunâtre aux fondants; s’il est employé en plus grande quantité, la couleur est rouge. Le protoxyde colore les verres en brun ou en vert. La rouille de fer est du peroxyde combiné avec une certaine quantité d'acide carbonique et d’eau; elle contient, en outre, du carbonate d’ammoniaque. Le peroxyde de fer calciné avec les carbonates de . potasse et de soude donne des ferrâtes blancs, déliquescents, t don t la composition cstFeH^ KO et Fe’O’, NaO (Schaflgotsch) .

Composition. Fe’0\

Voici comment on peut tout à la fois préparer et analyser d’une manière facile et ingénieuse le peroxyde de fer :

On traite par l’acide azotique un gramme de fer pur, dans un petit malras pesé d’avance. Le métal passe au maximum , d’oxydation. On chaufl'e, pourchasser l’excès d'acide azotique ; et l’on a pour résidu le peroxyde de fer pur. On pèse de nouveau le matras ainsi que le fer qui s’y trouve : l’excédant du poids indique la quantité d’oxygène absorbée par un gramme de fer; et en comparant cette quantité d’oxygène à telle qu’absorbe un gramme de fer traité par l’acide sulfurique (voy. Protoxyde.) , on est autorisé à conclure que le peroxyde contient une fois et demie autant d’oxygène que le protoxyde.

FER R AC ES. ' fB?

Oxyde intermédiaire (oxyde magnétique). II est d'un gris noir et jouit, à un haut degré, de la propriété magnétique ; ; Il fait dévier fortement l'aiguille aimantée. On le rencontre dans la nature en masses considérables d’un éclat métallique • et sous forme de petits cristaux octaédriques très -beaux ( pierres d’aimant naturelles). Il existe dans les terrains primitifs et constitue des mines très-riches, exploitées en Suède , et dans certaines contrées de l’Allemagne. La quantité d’oxygène de l’oxyde magnétique est l ~ , de sorte que sa formule estFeO} ouFe*0*;et, au lieu de le regarder comme un oxyde particulier, on peut le représenter comme une combinaison de 1 équivalent de protoxyde avec 1 équivalent de peroxyde de fer F eO+F e*Os . Ce qui prouve que l’oxyde magnétique n’est point un degré d’oxydation particulier, c’est que dans les cristaux de l’aimant naturel, une partie du protoxyde de fer se trouve fréquemment remplacée par une partie équivalente de protoxyde de manganèse et d’oxyde de zinc , deux oxydes • isomorphes avec le protoxyde de fer. — Traité par l’acide chlorhydrique, l’oxyde magnétique donne un protochlorure soluble et laisse le peroxyde de fer insoluble.

L’oxyde magnétique se produit dans un grand nombre de circonstances. Lorsqu’on fait passer des vapeurs d’eau sur du fer chaulTé au rouge, on obtient un oxyde noir différent de," celui qu’on obtient lorsqu’on traite le fer par un acide fort. ,• Cet oxyde c’est l’oxyde magnétique. Il se produit également pendant la cémentation d’une certaine quantité de peroxyde de fer au moyen du charbon. Vœthiops martial des officines, . préparé en exposant au contact de l’air de la limaille de fer humectée d’eau, est un oxyde magnétique. Le précipité de protoxyde de fer, exposé au contact de l’air, devient magnétique en se suroxydant , et ne perd sa propriété d’aimant , que lorsqu’il est entièrement transformé en peroxyde. '■

Procédé d’analyse. Un excellent moyen de séparer le pro-, . ' toxyde du peroxyde , et d’analyser l’oxyde magnétique , consiste à traiter d’abord celui-ci par l’acide sulfurique. On obtient

4o6 ' FERRACÉS. :

ainsi un mélange de sulfate de protoxyde et de sulfate de peroxyde. On traite ensuite ce mélange par l’alcool , qui ne dissout pas le sulfate de protoxyde , tandis qu’il dissout très- ' bien le sulfate de peroxyde.

Les battitures qui se forment lorsqu’on forge le for à une certaine température , constituent également un oxyde intermédiaire. Les couches les plus extérieures de ces battitures sont plus riches en peroxyde , tandis que les couches intérieures , les plus rapprochées de la barre de fer , sont plus riches en protoxyde. L’oxyde des battitures est très-magnétique. Il est fusible à une température élevée et se prend en masse lamellaire par le refroidissement.

Composition des battitures qui adhèrent au fer métallique : Fe* O", ou 6 Fe O 4- FeJ O3 (Mosander).

Il est à remarquer que presque tous les aimants sont des oxydes ou des sulfures intermédiaires.

Composés sulfurés.

Le soufre comme l’oxygène a une grande tendance à se combiner avec le fer , à une température élevée. Ces combinaisons peuvent se faire par voie directe.

1° Proto-sulfure. Il est d’un jaune de bronze foncé quand il est anhydre. Il est fusible et inaltérable par la chaleur ; il s’ef- ' • fleurit à l’air humide ( en se sulfatisant). Par le grillage , il se : ' transforme d’abord en sous-sulfate de peroxyde, et en peroxyde si l’on chauffe trop fortement. Il est très-stable. L’hydrogène ne le réduit pas. Le proto-sulfure est magnétique lorsqu’il contient (ce qui arrive souvent) une certaine quan- . tité de persulfure.

Composition. Fe S, correspondant au protoxyde (FeO). *

Le protosulfure se rencontre , dans la nature , le plus souvent combiné avec d’autres sulfures métalliques , et notamment avec le sulfure de cuivre ( sulfosels ).

On prépare le protosulfure en chauffant du fer jusqu'au

FERRACÉS

rouge , dans un creuset , et en y projetant du soufre pulvérisé. La combinaison a lieu avec flamme. L’excès de soufre se dégage à l’état de vapeurs. On peut percer , en un in- • stant , une barre de fer d’un trou cylindrique, en la faisant rougir et en y appliquant un canon de soufre.

On obtient le proto-sulfure, par la voie humide, en précipitant un protosel par un mono sulfure alcalin. Le précipité est noir ( protosulfurc de fer hydraté). Dans cet état , il est facilement attaqué et dissous par les acides, avec dégagement d’a- ' eide sulfhydrique , sans dépôt de soufre.

2” Per sulfure ( bisulfure ). Ce sulfure est remarquable en ce qu’il ne correspond à aucun oxyde de fer; car il se compose (à moins de supposer une erreur d’analyse) de 2 équiv. de soufre et de 1 équiv. de fer. Il est communément répandu dans la nature et connu sous le nom de pyrite martiale. Dans cet état , il est d'un jaune de laiton éclatant, fragile et d’une cassure lamelleuse. Brûlé au contact de l’air, il dégage de l’acide sulfureux et des vapeurs de soufre. Il est fusible , et en se fon*-. dant , il dégage une certaine quantité de soufre et acquiert la propriété magnétique ( pyrite magnétique). Chauffé avec du * charbon ,il se transforme en protosulfure. Les acides sulfurique et chlorhydrique ne l’attaquent point.

Composition. Fe S!.

On 1 obtient en faisant passer un courant d’hydrogène sulfuré sur du peroxyde de fer hydraté , chauffé un peu au delà de 100°. On 1 obtient encore en calcinant un peu au dessous de la chaleur rouge du protosulfure avec un excès de soufre. .

3° Sexquisulfure. II est noir. Chauffé en vase clos , il se . convertit en protosulfure avec dégagement de soufre. Il se dissout , dans les acides, avec dépôt de soufre.

Composition. Fe’ S3, correspondant au peroxyde. .b •

On l’obtient en versant goutte à goutte un sel de peroxyde de fer dans une dissolution de monosulfure alcalin. • .

Sulfure intermédiaire. Ce sulfure est magnétique comme l’oxyde intermédiaire. On l’obtient lorsqu’on chauffe à la cha- •

4ü3 * . FERKACÊS.' ' •

leur blanche, de la limaille de fer avec du soufre en excès. Il se compose de 1 équival. de protosulfure et de 6 équival. de persulfure (Fe S + 6 Fe Sa). On le rencontre dans la nature. Traité par les acides , il donne naissance à un dégagement d’acide sulfhydrique avec dépôt de soufre.

Le fer est susceptible de former avec le soufre un grand nombre de composés. Dans ces composés , les proportions du soufre sont entre elles comme les nombres 4, 8, 12 et 16. 11 est probable que la plupart de ce9 composés, qui offrent du reste peu d’intérêt , sont de simples mélanges de protosulfure ou de persulfure avec une quantité déterminée de soufre.

Composés chlorés.

On connaît deux chlorures de fer, dont l’un correspond au protoxyde et l’autre au peroxyde.

1" j Wrotoehlorure. Le protochlorure de fer anhydre se présente sous forme de petites paillettes incolores. II est très-fusible et volatil à la chaleur rouge. Mis dans l’eau bouillante , il se décompose en oxyde magnétique , en acide chlorhydrique , et en une certaine quantité de perchlorure. Le protochlorure est déliquescent et trcs-soluble dans l’eau. 11 se dépose, par refroidissement, sous forme de cristaux polyédriques hydratés d’un vert pâle. Le chlorure d’or le change en perchlorure ; l’or se précipite.

Composition. FeCl, correspondant au protoxyde (FeO).

On l’obtient anhydre en faisant arriver un courant de chlore sec sur de la limaille de fer chauffée dans un tube de porcelaine. Il faut que le fer soit en excès, pour avoir le chlorure au premier degré On l'obtient à l’état d 'hydrate, en traitant} ► directement le fer par l’acide chlorhydrique ; il y a dégagement**^, d’hydrogène.

2° Perchlorure (sesquichlorure). A l’état anhydre , il est sous forme de petites paillettes d’un jaune d’or. Il est très- volatil et plus volatil que le prolochlorure. 11 est extrêmement

FÉR RACES.

déliquescent et soluble dans l’eau , dans l’alcool et dans l’éther qu’il colore en rouge brun. Il cristallise difficilement.

Composition. Fe1 Cl* correspondant au peroxyde ( Fe* O*). J' On l’obtient très-facilement en traitant le métal par l’eau régale et en évaporant la liqueur.

Les chlorures de fer ( protochlorure et perchlorure) peuvent être grillés, comme tous les chlorures dontle métal a beaucoup d’affinité pour l’oxygène; il y a formation d’oxyde et dégagement de chlore. Quand on fait arriver sur ces mêmes chlorures de ' la vapeur d’eau , le métal s’oxyde et le chlore se dégage à l’état d’acide chlorhydrique. Ce fait estsusceptible d’application dans les arts. On rencontre les chlorures de fer, et particulièrement le perchlorure, dans lanature, dans les laves de l’Auvergne, aux environs duVésuve, etc. Comme il est très-volatil, le chlorure de fer se dépose sur les parois du cratère du volcan, sous forme de petites paillettes miracées qui, étant soumises à l’action de forts courants d’air , se décomposent en grande partie et laissent pour résidu du peroxyde de fer non volatil. C’est ainsi qu’il faut comprendre la formation du fer spéculairc dont on trouve des galeries entières dans presque tous les volcans. Ce fait est d’un grand intérêt en géologie. Ne serait-il pas possible d’expliquer la formation des aérolithes en admettant que le fer a d’abord été sublimé à l’état de chlorure et qu’il s’est ensuite réduit à l’état d’oxyde fixe par l’action des courants de l’atmosphère ?

Bromure. Il existe deux bromures de fer comme il existe deux chlorures. Le protobromure est volatil et sous forme de petites paillettes jaunes. — Composition. Fe Br. Il est complètement analogue au protochlorure. Le perbromure est d’un . jaune orangé et en tout semblable au perchlorure.

Iodure. Le proto-iodure est brun , fusible et volatil. Il est • analogue au protochlorure. Le proto-iodure est liquide , d’un rouge jaunâtre.

Fluorure. Le protofluorure est beaucoup moins soluble dans l'eau que le protochlorure. Il est très-soluble dans

DiQit*e<tby

4 10 FERRACÉS.

l’acide iluorbydrique et cristalliseen tables carrées, incolores.

Le phosphore rend le fer très-cassant et plus fusible. Le phosphure qu’on obtient en calcinant le phosphate de fer avec du charbon, est d’un gris blanc , éclatant, à grains cristallisés et beaucoup plus fusible que le fer. Il se compose de 1 équiv. de fer et de £ équiv. de phosphore (FeJ Ph).

L 'arsenic est dans le même cas que le phosphore. L 'arséniure est d’un gris de fer, fragile, d’une cassure lamelleuse. Il est plus fusible que le fer; on l’obtient, eu calcinant l’arséniate de fer avec du charbon . Sa composition est Fe* As, analogue au phosphore.

Le phosphore et l’arsenic, à la température rouge, ne donnent presque jamais de combinaisons neutres. La base est toujours en excès ; les composés ainsi formés sont des sous-phosphures ou sous-arséniures , analogues aux sous-phosphates ou sousarséniates.

On obtient le borure de fer d’un gris de fer , fragile , en traitant le borate de fer par l’hydrogène.

La plombagine (mine de crayon), qui était autrefois considérée comme un carbure de fer, n’est que du carbone pur, contenant quelques grains de fer et d’argile accidentellement et mécaniquement interposés. Suivant Théod. de Saussure, 100 parties dé plombagine contiennent 96 part, de carbone pur.

Alliages. Le nickel et le cobalt s’allient facilement avec le fer en toutes proportions. Ces alliages sont plus blancs et ont les mêmes propriétés que le fer.

Le cuivre ne peut s’allier avec le fer qu’en petite proportion et à une très- haute température. Un vingtième de cuivre donne plus de ténacité à la fonte et la rend propre à être employée pour des objets de moulage.

Les alliages de manganèse et de fer sont presque infusibles lorsque le manganèse y est en proportion considérable. Us sont plus oxydables que le fer et exhalent, sous 1 insufflation de l’haleine , l’odeur de l’hydrogène impur.

Le platine donne avec l’acier des alliages fusibles et sus-

FERHACÉS. 4n .

ceptibles de prendre un très-beau poli. Ces alliages sont trèsductiles et malléables (Faraday).

Les alliages d 'antimoine et de fer sont assez fusibles et trèscassants.

Y.' argent ne forme pas de véritables alliages avec le fer.

Sels de protoxyde, (sels au minimum).

Caractères généraux. Ils ont une couleur verte lorsqu’ils contiennent de l’eau; iis sont blancs lorsqu’on en a chassé l’eau par la calcination. Leur saveur rappelle celle de l’encre. Us s’altèrent au contact de l’air ; car le protoxyde tend à se suroxyder. Tous ces sels ont une faible réaction acide.

1° Les alcalis les précipitent en blanc. Le précipité change subitement de couleur; il verdit, puis jaunit et se transforme enfln en jaune d’ocre ( peroxyde). L’addition du chlore opère ce changement d’une manière très-rapide par la décomposition de l’eau. L 'ammoniaque ne donne que la moitié du précipité, l’autre moitié reste en dissolution à la faveur de cet alcali. Si l’on ajoute préalablement au sel de fer une certaine quantité de chlorhydrate d’ammoniaque , '• 1 ammoniaque n’y produira aucun précipité ; car il se produit un sel double soluble. Le protoxyde de manganèse et la magnésie , isomorphes avec le protoxyde de fer, présentent la môme particularité.

2" L’acide sulfliydrique n’y produit point de précipité. Cependant V acétate defer,el en général les sels de fer dont l’acide est tiré du régne végétal , sont précipités en noir par l’acide sulfliydrique. Les acides minéraux sont trop puissants pour être déplacés par l’acide sulfhydrique ; car, supposé qu’il y eût un précipité de sulfure , la présence de l’acide minéral suffirait pour le décomposer à l’instant. Par exemple , en employant le sulfate on aurait :

FeO, SO’-I- HS= FeS + SO3, HO = FeO, SO3 + HS.

Le résultat de la réaction est donc nul.

j 2 " " iji-oi s >ü '• ■*

fia . ... 'pkhràceïs;

Le précipité noir (sulfure de fer) se manifestera instantanément en employant un sulfure alcalin, parce tni’îl n’y aura plus d’acide libre comme dans le cas précédent.

3° Le cyanoferrure de potassium précipite les sels de protoxyde de fer en blanc sale qui se change en bleu de Prusse par l’addition du chlore.

4” Le cyanoferride de potassium (sel rouge) y donne immédiatement un précipité de bleu de Prusse. Lorsque le sel de fer est mêlé de sel de cuivre , le précipité est d’un beau vert pré.

5° L’infusion de noix de galle ne produit pas de précipité ; mais lorsqu’on expose au contact de l’air la dissolution contenant la noix de galle, cette dissolution devient, au bout d’un certain temps , d’un bleu très-foncé (encre). L’addition du chlore y donne immédiatement de l’encre.

6® Le perchlorure d’or produit dans les sels de fer un précipité d’or métallique, dont la quantité correspond à celle du protoxyde. Il reste en dissolution du sel de fer au maximum.

7° Le bioxyde d’azote se dissout en quantité considé- . rable dans les sels de fer au minimum. La dissolution est d’un brun foncé et devient limpide au bout de quelque temps, en déposant du peroxyde de fer. L’acide azotique les . brunit également. Mais cette coloration est peu stable.

Aucun métal ne précipite le fer de ses dissolutions; avec le zinc la réaction n’a lieu qu’à la longue ; mais, dans celle réaction , l’eau est décomposée , et il se précipite , non pas du fer, mais de l’oxyde de fer.

Étude des especes.

Sulfate ( couperose verte , vitriol vert, fer vitriolé ). Ce sel est très-anciennement connu. Il cristallise en gros prismes ■ obliques rhomboïdaux d’un vert pâle, dont les angles sont 80° 7 et 99° 7. Il s’eflleuril à l’air et se recouvre de taches ocreuses, dues à l’absorption de l’oxygène de l'air par le pro- *

FERRACÉS.

toxyde de fer. Sa dissolution aqueuse se trouble assez rapidement à l’air , et il s'y forme , à la longue , un dépôt jaune. Ce dépôt est un sel basique, ou plutôt du peroxyde retenant une certaine quantité d'acide ( 3 équiv. debase-f-1 équiv. d’acide). Le précipité passe d’abord à l'état d’oxyde intermédiaire, d'oxyde 7 (oxyde magnétique) et s’y maintient assez longtemps avant de passer à l’état de peroxyde. Il est insoluble dans l’alcool. Les cristaux verts de sulfate de fer, contiennent 6 équiv. d’eau. Chauffés dans un vase , ils éprouvent la fusion aqueuse, et se convertissent en une matière blanchâtre, après avoir perdu leur eau de cristallisation. Cependant , le sulfate de fer , ainsi soumis à l’action du feu , ne perd pas toute son eau , il en relient encore 1 équiv. qui paraît être de l'eau de combinaison. Car cet équivalent d’eau ne s’en va qu a la chaleur rouge , à laquelle le sulfate lui-même se décompose. Par l’action de cette chaleur, le sulfate de fer donne de l'acide sulfurique hydraté, de l’acide sulfurique anhydre, de l’acide sulfureux et de l'oxygène ; il laisse pour résidu de l’oxyde rouge , qui est employé , sous le nom de colcothar , dans la peinture sur porcelaine, pour polir les glaces, etc. Le proto-sulfate de fer est isomorphe avec les sulfates de cobalt, de nickel , de zinc et de cuivre ; il se combine avec ces sulfates en toutes proportions. Il absorbe une quantité considérable de bioxyde d’azote et se colore en brun foncé.

Une dissolution concentrée de sulfate neutre de fer peut être chauffée jusqu’à l’ébullition, sans qu’il se forme aucun trouble. Si la dissolution est faible ( 1 part, de sel -+- 40 part.' d’eau) , il y a trouble; le dépôt qui se produit augmente en proportion de la faiblesse de la dissolution.

Composition . FeO, SO\ + CHO , = 1 équiv. de sulfate de protoxyde fer cristallisé. On l’obtient facilement, en traitant le métal , par l’acide sulfurique étendu d’eau. Le sulfate de fer est journellement employé dans la fabrication de l’encre.

Azotate. Il est liquide, incristallisable et très-peu stable.

4l4 FER RACÉS.

Il s’altère à l’air et se décompose à la température de l’ébullition. On le prépare en traitant le carbonate de fer au minimum , par l’acide azotique très-faible.

Carbonate. Ce sel ne peut être obtenu artificiellement qu’à l’état d’hydrate, par voie de double décomposition. Récemment précipité, il est blanc et soluble dans l’ammoniaque, mais il ne tarde pas à se colorer en vert pâle , en perdant de l’acide carbonique, en môme temps qu’il se suroxyde. Lorsque le précipité est devenu d’un jaune brunâtre, on lui donne le nom de safran de mars apéritif , qui , suivant M. Soubeiran , est un mélange d’hydrate de fer et de carbonate de peroxyde (Fe’O5, 3H0+Fe’0\C0s).

Il est impossible de préparer , dans les laboratoires , le carbonate de fer anhydre , cristallisé et stable ; et pourtant la nature en offre des masses considérables, exploitées sous le nom de fer spathiquc. Le carbonate de fer anhydre est cristallisé en rhomboïdes et isomorphe avec les carbonates de chaux , de magnésie et de manganèse. Ces carbonates s’accompagnent très-fréquemment et peuvent se substituer les uns aux autres sans troubler leur cristallisation respective.

Le carbonate de fer se dissout dans un excès d’acide carbonique , et il se rencontre , sous cette forme , dans beaucoup ' d’eaux de sources et de rivières ( eaux ferrugineuses) . Ces eaux , exposées au contact de l’air et étendues sur une large surface, laissent dégager de l’acide carbonique, l'hydrate d’oxyde de fer se dépose et recouvre les herbes, les sables, les racines des arbres, etc. (qui se rencontrent au fond du lit de ccs rivières), d’un enduit jaune d’ocre. Ces dépôts jaunâtres s observent dans beaucoup de rivières ayant leur source dans des montagnes riches en minerais de fer. L’eau de ces rivières est excellente pour la trempe de l’acier.

Phosphate. On le prépare par voie de double décomposition. A l’état de précipité récent, il est blanc, gélatineux et soluble dans les acides. Il s’altère à l’air et finit par se trans- ’ former en phosphate de peroxyde couleur de rouille. Calciné

FERRACÉS. ^ , 5 ' ^

avec du charbon , il perd la moitié de son phosphore et se change en phosphure.

On rencontre plusieurs phosphates de fer dans la nature.

Arséniate. Il est presque en tout semblable au phosphate.

Chauffé en vase clos , il se convertit en arsénite* avec dégagement d’acide arsénieux. *

“ • MB* * ' • J

Sels de peroxyde (sels au maximum).

Caractère généraux. Us ont une couleur jaune plus ou moins foncée. Leur saveur est styptique et très-astringente.

Ils ont tous une réaction fortement acide et une grande tendance à former des sels basiques ( tribasiques ).

1° Les alcalis les précipitent immédiatement en jaune brunâtre ( peroxyde hydraté).

2° L’acide sulfhydrique les ramène an minimum d’oxydation avec dépôt de soufre ( la liqueur devient laiteuse), t éq. d’acide reste en dissolution.

En employant le sulfate, voici la formule de cette réaction : ' '

F e’O® ( S03)s + HS = Fes O* + HO + 3 SOs + S = 2 (FeO SO3)