DU FER

« Nous voici arrivés au métal qui a rendu les plus éminents services et qui a aidé à commettre les plus grands crimes : le fer. C'est le premier des métaux pour l'utilité, comme c'est le plus dangereux par l'usage qu'on en peut faire. Les divers minerais de fer sont extrêmement répandus ; mais ce métal peu fusible est difficile à purifier; on se borne au traitement des minerais les plus riches; ce sont les oxydes et les carbonates. Le peroxyde de fer se trouve dans la nature sous une infinité

de formes. Tantôt cristallisé sous le nom de fer oligisté, il forme des montagnes entières ; tantôt en masse rougeâtre, il prend le nom à^ oxyde rouge et d'hématite rouge ; tantôt mêlé à l'argile , au sable, etc. , il forme , sous le nom de fer limoneux , des couches terreuses considérables. Le peroxyde est dans certaines mines naturellement uni au protoxyde , et forme un oxyde intermédiaire : c'est l'aimant naturel, qui attire à lui le fer, et qui donne à la boussole la propriété de se diriger toujours vers le nord. Le carbonate de fer est souvent exploité avec d'autant plus d'avantage qu'il se trouve presque toujours dans le voisinage des mines de houille qui fournissent le combustible nécessaire pour l'extraire et le travailler.

« Le fer est très -difficile à réduire. On commence par pulvériser grossièrement le minerai mêlé avec du charbon. On ajoute au mélange de l'argile ou de la craie suivant la nature du minerai , et l'on introduit le tout dans un haut fourneau , qui est comme une vaste cheminée à vapeur, évasée, par le bas de laquelle des machines d'une puissance considérable soufflent de l'air en grande quantité. Le charbon désoxyde le métal , et l'argile ou la craie vitrifie les matières terreuses qui se trouvent dans la masse du minerai. Le métal coule dans un bassin, et de là dans les moules après qu'on l'a écume 9 pour enlever les scories vitreuses ou terreuses qui se trouvent encore dedans. On remplit toujours le fourneau par en haut, sans cesser jamais, si ce n'est pour le réparer. Les barres de fer ainsi obtenues portent dans les ateliers le nom de gueuse.

c< La manière dont la fonte de fer a été obtenue change non-seulement ses noms , mais ses propriétés. En général , on peut dire que la fonte blanche s'emploie pour la

préparation du fer et de lacier, pendant que la fonte grise, plus douce et moins cassante, est réservée pour les objets qui doivent être tournés ou forés. Toutes les fontes renferment 5 à 6 pour cent de matières étrangères, dans lesquelles le charbon entre pour près de moitié. Il faut, pour que le métal puisse être forgé, oxyder le charbon en fondant de nouveau la masse au contact de l'air, puis en le martelant fortement à plusieurs reprises; ces opérations nombreuses, pénibles et compliquées , commencent à se simplifier dans les pays où le minerai est très- riche en fer. On obtient avec une seule opération , dans la Catalogne,- l'Italie, la Corse, la Prusse, etc. , du fer très-ductile , avec des fourneaux très-bas. Le fer obtenu par ces moyens n'est jamais parfaitement pur; il est mêlé à une très-petite quantité de substances étrangères qui parfois lui donnent des défauts graves. Ainsi l'arsenic, le cuivre, le soufre, rendent le fer rouge très-cassant sous le marteau ; le phosphore le rend cassant à froid; le charbon lui donne, au contraire , des propriétés utiles. Vous connaissez de nom l'acier : eh bien, c'est un carbure (le fer, connu depuis un grand nombre d'années. Dès le x* siècle on fabriquait des armes d'acier ; plus tard on fit en acier des ciseaux et des couteaux. Ce n'est que bien plus tard encore (xv* siècle) qu'on fit des aiguilles en Angleterre. Quand , après avoir fait chauffer l'acier au rouge , on le refroidit brusquement en le trempant dans l'eau froide, il devient d'une dureté qui le rend capable de rayer le verre et de résister aux meilleures limes : c'est là l'acier trempé. Si vous voulez distinguer facilement l'acier du fer non carburé, rien n'est plus facile : déposez sur une surface nette de l'objet à essayer une goutte d'acide sulfuriquc faible. L'acide rongera le métal et mettra le

charbon à nu lorsqu'il en contiendra. L'aeier présentera donc une tache noire qui ne se reproduira pas sur le fer. c( L'aeier peut être de quatre sortes : 1" aeiernaturd, obtenu directement par Taffinage de la fonte. On fait avec lui les armes blanches , les scies , les charrues , etc. ; les ressorts de voitures, la grosse coutellerie; 2° Vaeier de cémentation , propre à la fabrication des limes , cisailles , enclumes , etc. Il se prépare en chauffant du fer en barre dans un bain de charbon, de suie et de sel marin. 3° Qu'on fonde les deux autres espèces , et Ton obtiendra Vaeier fondu, connu seulement depuis moins de cent ans. Vous devinez qu'on l'emploie pour la coutellerie fine et pour les instruments qui doivent avoir une dureté extraordinaire. Les laminoirs, les coins ( moules) entre lesquels on frappe les pièces de monnaie, les ressorts de montres sont en acier fondu. Quand cet acier est soudé avec le fer, ce n'est pas un défaut , au contraire ; les instruments^ dont le tranchant est en acier et le dos en fer sont meilleurs que les autres, parce qu'ils sont moins cassants. A'' Vous avez vu quelquefois une quatrième espèce d'acier, moiré , rubané , etc. C'est ce qu'on appelle acier damassé y du nom de Damas, la ville où les Orientaux préparent de temps immémorial ces armes si célèbres au moyen âge. On ne sait guère comment agit l'eau pour donner la dureté à l'acier trempé ; on ne sait peut-être pas beaucoup mieux quelle est la cause du moirage des aciers damassés. On suppose néanmoins qu'il est dû directement à la div^sité des veines du carbure de fer , veines qui sont mises à découvert au moyen d'un acide faible. Le platine, l'argent et quelques autres métaux ne nuisent pas plus au fer que le charbon ; ils lui donnent, au contraire , des quantités fort avantageuses.

SUR LA QUmiE 330

« En vous parlant des principales espèces de fer, je ne dois pas oublier de mentionner la tôle. La tôle est composée de fer assez bien préparé pour que l'action du laminoir puisse retendre en plaques aussi minces qu'on le désire. Les tuyaux de poêle et de cheminée en emploient une grande quantité. On prépare une tôle plus forte, avec laquelle on fait les chaudières des machines à vapeur. La tôle la plus mince est employée à fabriquer le fer-blanc, qui consiste en plaques bien décapées, qu'on plonge dans im bain d'étain ; au bout d'une demi-heure , l'étain s'étant incrusté dans le fer, a formé une couche d'alliage recouvert d'une couche d'étain pur. Voici une feuille de fer-blanc que je chauffe légèrement , et sur laquelle je passe une éponge imbibée d'acides azotique et chlorhydriqu6 étendus d'eau. Voyez-vous se former sous cette éponge une moire que je modifie à mon gré en enlevant l'étain superficiel ? Cette découverte, faite en 1816, eut d'abord un grand succès.

a Si au lieu de recouvrir le fer d'une couche d'étain , vous le recouvrez d'une couche de zinc, vous obtenez le fer galvanisé, dont on commence à se servir depuis trois à quatre ans. On a attribué au zincage du fer des propriétés merveilleuses, et principalement le privilège de la durée ; mais il semble qu'on l'a trop fait valoir ; le zincage constitue un étamage solide et économique, mais voilà tout.

tt Disons quelques mots des composés du fer avant de nous occuper du zinc. Le protoxyde de fer prend naissance toutes les fois qu'on traite le métal par l'acide sulfurique étendu ; il se forme du sulfate de protoxyde ; si Ton verse dans la liqueur un oxyde du dernier groupe (de la potasse, par exemple), l'oxyde de fer se dépose en

matière blanchâtre à Tétat d'hydrate, comme vous voyez. Mais si j'obligeais, par la chaleur, l'eau à s'évaporer, le protoxyde rougirait , c'est-à-dire que l'air le changerait en peroxyde. Je puis hâter ce résultat en décomposant l'eau au moyen du chlore liquide.

— Le chlore, si je ne me trompe, décompose l'eau en s'emparant de son hydrogène pour former de l'acide chlorhydrique ; mais cette action est lente. Il faut donc supposer, puisque la coloration est instantanée, que les éléments de l'eau se trouvant attirés chacun de leur côté, la décomposition est plus facile.

— Quoi qu'il en soit de votre explication , le fait est certain.

— C'est étonnant, néanmoins, au premier abord ; car le chlore , qui décolore tout , même l'encre , colore , au contraire, le sulfate de fer.

— Ce n'est pas étonnant pour le chimiste qui raisonne. Le chlore, nous l'avons vu, décompose les matières colorantes végétales , parce qu'elles contiennent de l'hydrogène, dont il est très-avide. Mais il ne peut pas ôter d'hydrogène à l'oxyde de fer, qui n'en contient pas; au contraire, en décomposant son eau de cristallisation, il fournit au protoxyde, qui est pâle, l'occasion de se changer en peroxyde, qui est très-coloré.

« Les sels de fer se reconnaissent facilement parmi tous les autres sels, au moyen de deux réactifs dont l'un est très-commun : c'est la solution de la noix de galle.

— N'est-ce pas une excroissance charnue qui pousse sur les chênes et qui est grosse comme une noisette?

— . C'est bien cela. Cette substance organique renferme un acide qu'on nomme acide gallique , et qui forme, avec les sels de peroxyde de fer, un nouveau sel,

un gallate de fer. Or ce sel est noir : c'est de l'encre. Ouoiqu'il y ait bien des recettes pour faire de Tencre noire, on n'en connaît guère qui n'ait pour principe l'acide gallique ou tannique,

<( La fabrication, dureste, en est très-simple et connue depuis longtemps : dès le vu* siècle on se servait pour écrire de gallate de fer. Les anciens, il est vrai, ne connaissaient pas cette encre ; la leur avait pour base le noir de fumée en suspension dans le vinaigre ; cette encre était bien moins fluide , mais aussi plus inaltérable que la nôtre. Vous concevez, en effet, que l'acide gallique étant un acide végétal, composé de trois éléments dans lesquels entre l'hydrogène, tout corps avide d'hydrogène comme le chlore pourra le décomposer, et par conséquent anéantir le gallate noir de fer.

— Ainsi, l'encre ne se fait pas avec de la couleur noire ?

— Pour faire l'encre , on emploie la dissolution de galle, qui est jaunâtre, et le sulfate de fer ou couperose verte ; on y mêle de la gomme arabique pour empêcher la matière colorante de se précipiter, et si l'on veut donner du brillant à l'encre, on y ajoute un peu de cou* perose bleue ou sulfate de cuivre, et du sucre (1) ; mais le sulfate nuit beaucoup aux plumes de fer, parce qu'il se précipite bientôt du cuivre sur la plume, et qu'elle devient cassante et mauvaise (2).

« Les malfaiteurs se sont exercés dans tous les temps à

(1) Lorsque Tencre contif nt da cuivre, il faut éviter de sucer ses plumes au lieu de les essuyer.

(2) On mêle quelquefois au papier lui-même les éléments de Tencre ; il suffit alors d'écrire avec une pointe humide , Teau détermine la formation du gallate de fer; ce papier s'appelle papier hydrographique. On appelle papier de sûreté celui à la pâte duquel on u mêlé des substances qui le colorent en présence des réactifs employés par les malfaiteurs.

effacer les traces de l'encre sur le papier, a6n de remplacer un écrit inutile sigué par un engagement où la signature resterait la même. Ils ont trop souvent réussi. On leur a bien opposé les encres dites indélébiles ; «niais ces encres , auxquelles on a sgouté tout EÔmpl^ment un peu de charbon en poudre ^ sont épaisses et s'effaoeat parfaitement au moyen du grattage. L'Acadéadie des sciences a proposé comme indélébile une composition faite avec de Tencre de Chine délayée dans Tacide cblorhydrique très-affaibli, ou dans Tacétate de manganèse. Le noir de fumée délayé dans Thuile et d^autres charbons parfaitement pulvâisés sont la base de Tencre d'imprimerie et de l*encre de Chine. Je m'écarterais trop du sulfate de fer si je vous parlais des encres de toutes couleurs que le commerce nous liwre. Je me contenterai de vous dire que Fencre rouge est une décoction de la matière colorante du bois de Brésil, retenue en suspension par la gomme ; Tencre jaune ^i une décoction de graines d'Avignon; Tencffe verte est de l'acétate de cuivre bouilli avec Teau et la crème de tartre ; Tencre bleue est une dissolution d'indigo dans l'acide sulfurique, à laquelle on ajoute de l'eau gommée.

« Deux mots maintenant des encres de sympathie. Vous avez admiré la plupart des précipitations que j'ai opérées sous vos yeux avec des sels dissous. Eh bien , ces expériences que nous avons faites dans un verre, préparez-les sur le papier, et vous aurez des encres qui ne paraîtront que dans certaines circonstances. Voilà ce qu'on appelle encres de sympathie.

« Je vous engage à imaginer vous-même de ces sortes d'encres, au moyen de ce que vous savez déjà, poiM* graver dans votre esprit les réactions des corps les uns sur les autres. Mais revenons aux sels de fer.

SUR LA CilIiffE US

« Le sulfate i»e sert pas ssuleoient i faire de l'eacM, il sert eDood» à faire toutes 4ee eouleui» foncées de la teiii'ture ; il entre dans la oomposition du bleu de Prusse. La plupart des auti^es sels de fer sont également employés dans la teinture. Le sulfate de fer contient une grande quantité d'eau de cristallisation; si vous le calcinez, il se décomposera complètement, et vous iournira du peroxyde rouge de fer, qui, outne son emploi dans la pei»r ture, sert à polir les glaces. Nous avons formé directement le sel qui nous occupe avec de Tacide sulfurique et du fer ; mais souvent «n le forme, dans Je conu»eree, avec le persulfiim de fer, qui porte 1^ nom^e pyrite de fer. Rien n'est plus commun que ce composé , surtout dans les tenfains «rayeux, où 41 est souveot Aisséminé. Je vous en pi«ésente un échantillon , qui vous le ferait peut-être prendre pour un minerai d-or, <m pour un métal précieux.

«c Yous voyeE en résumé que, soit à Tétai métallique, soit à Tétat de sel, le iér rend des «services inMoenses à rindustrie, et que la privation de ce ntétal serait un véritable fléau. Le piétal qui va nous occuper est kûndV voir autant d'împertattce dans les arts ; mais il n-est pas non plus sans intérêt.