FER.—MANGANÈSE

Les deux métaux que j’ai à traiter dans cette synthèse offrant les analogies les plus gra:ndes tant par leurs caractères physiques que chimiques, j’ai cru devoir les étudier ensemble et mettre en parallèle les propriétés communes à ces deux corps, tout en montrant les différences qui les séparent. — Je commencerai par le fer, qui est le métal le plus anciennement connu, le plus important par l’usage qu’on en fait dans les arts, le rôle qu’il joue dans la civilisation et les nombreuses applications qu’il a reçues en médecine.

Historique du fer. — Le fer à l’état natif se présente les grains isolés dans les pierres qui tombent parfois de l’atmosphère ou en masses erratiques, dont quelques-unes sont aussi tombées à la vue d’un grand nombre de personnes et dont les autres, d’après tous leurs caractères, ont eu très-probablement la même origine.

Les chutes des pierres de l’atmosphère ont été observées de toute antiquité, mais réléguées parmi les contes populaires jusqu’à celles qui eurent lieu à Sienne, en Toscane, le 16 juin 1794, et quelques années plus tard dans le Yorkshire. Plusieurs savants acceptèrent le fait, surtout en Angleterre; mais en France on

conserva encore des doutes jusqu’à la chute des pierres de l’Aigle, le 26 avril 1803.

Ces pierres météoriques sont des masses arrondies plus ou moins volumineuses, couvertes d’une écorce noire quelquefois brillante et vitreuse ; l’intérieur est une matière grise composée de diverses substances terreuses ou métalliques. Le fer s’y trouve toujours allié avec du nickel et du chrome.

La chute de certains blocs de fer n’est pas moins constatée que celle des pierres. Le plus remarquable est celui de Duranza (Mexique), qui pèse 19,000 kilog.

On a encore cité de petites quantités de fer natif dans diverses matières et dans certains produits volcaniques, mais il n’y a rien là de bien positif. Ce qui est incontestable, et ce que nous prouve l’expérience de chaque jour, c’est que le fer se trouve dans la nature engagé dans une infinité de combinaisons : à l’état de sulfure, d'arséniure, de carbonate, de sulfate, d'oxalate, de phosphate, de silicate, etc., et principalement à l’état d'oxyde.

Historique du manganèse. —Le manganèse est une découverte presque récente; c’est Scheele qui l’isola le premier en 177/i. Plus tard sa présence fut signalée dans l’économie animale par un grand nombre de chimistes, Fourcroy, Vauquelin, Millon l’ont trouvé dans les os ; Gnulin en a découvert des traces dans le suc gastrique, et Berzelius dans le lait. C’est en 1830 queWurzer le signala dans le sang. Des discussions intéressantes ont eu lieu à ce sujet dans ces derniers temps ; mais l’étude restreinte que j’ai entreprise ne me permet pas d’aborder celte question.

Le manganèse se trouve dans le sol sous différents états : sulfure, carbonate, silicate, phosphate, oxyde, etc.

Extraction du fer. — Le fer se retire de plusieurs minerais ; mais ceux qu’on exploite principalement dans ce but, sont les oxydes de ce métal. Ces minerais sont ordinairement mêlés avec des matières étrangères (gangue), qui sont tantôt calcaires, tantôt siliceuses. On peut réduire l’oxyde de fet* soit par la méthode catalane, soit par la méthode des hauts fournaux.

Dans ces deux méthodes, on enlève l’oxygène au métal en met-

tant le minerai en contact avec de l’oxyde de carbone à une haute température ; l’oxyde de carbone est produit par la combustion directe de charbon que l’on mêle à l’oxyde de fer. Voici en quoi consiste la différence des deux méthodes :

Dans la méthode des hauts fourneaux, on ajoute au minerai la quantité de calcaire voulue pour transformer la silice en silicate de chaux, afin de ne pas perdre de fer à l’état de silicate irréductible par l’oxyde de carbone. La fusion du silicate de chaux exige une température bien supérieure à celle où l'oxyde de fer est

réduit, et à cette haute température le fer s’unit au charbon et

donne de la fonte. On dirige ensuite un fort courant d’air sur la fonte fondue pour brûler son charbon et la faire passer à l’.état de fer doux.

Dans la méthode catalane, on élève moins la température; au lieu de silicate de chaux il se forme du silicate de fer beaucoup plus fusible, et la chaleur n’atteignant jamais le degré où le charbon se combine au fer, on n’obtient pas de fonte, mais bien du fer doux dès la première opération. Ce procédé cependant ne peut être employé que pour les mines fort riches, parce qu’il a l’inconvénient de faire perdre beaucoup de fer h l’état de silicate. Le fer obtenu par les procédés industriels renferme toujours des substances étrangères. Pour l’obtenir pur, on prépare d’abord du sesquioxyde de fer à l’état de pureté absolue et l’on réduit cet oxyde par l’hydrogène.

Extraction du manganèse. — Le manganèse s’obtient en réduisant l’oxyde de manganèse Mn®0* dans un creuset brasqué. Pour opérer cette réduction, on mêle avec de l’huile l’oxyde de manganèse provenant de la calcination du carbonate de manganèse, et l’on chauffe le mélange dans un creuset couvert de manière à décomposer l’huile qui laisse un résidu de charbon très-divisé et parfaitement mélangé avec l’oxyde. On triture la masse une seconde fois avec de l’huile et l’on en forme une pâle que l’on divise en boulettes. Ces boulettes sont placées dans un creuset brasqué qu’on achève de remplir avec du charbon en poudre, et l’on chauffe pendant deux heures au feu de forge. Lorsque le creuset est refroidi, on trouve au fond un boulon de

manganèse qui retient toujours un peu de carbone. Pour le purifier on le fond dans un creuset de porcelaine avec une petite quantité de carbonate de manganèse.

Propriétés du fer. — Le fer possède une texture cristalline qui est tantôt à grains brillants, tantôt fibreuse. Le fer à texture fibreuse est plus estimé parce qu’il possède plus de ténacité que l’autre.

Le fer est le plu? tenace de tous les métaux, il ne fond qu’à une température fort élevée. Au rouge blanc il se ramollit assez pour qu’on puisse le souder à lui-même ; propriété d’une haute importance dans l’industrie.

Le fer ne s’altère ni dans l’oxygène ni dans l’air sec. A l’air humide, il se recouvre de rouille, c’est-à-dire qu’il s’oxyde ; la présence de l’acide carbonique facilite cette altération. Cette oxydation se fait aux dépens de l’eau, et l’hydrogène naissant s’unit à l’azote de l’air pour donner naissance à de l’ammoniaque dont la rouille est toujours imprégnée.

Le fer décompose l’eau à la chaleur rouge eu mettant l’hydrogène en liberté. A cette température, il s’unit aussi à l’oxygène de l’air ; il se forme alors un oxyde que l’on nomme oxyde des batlitures, parce qu’il constitue les débris qui se détachent du métal lorsqu’on le martelle à chaud.

Propriétés du manganèse. — Le manganèse est solide, dur, cassant et très-réfractaire. Sa couleur est grisâtre ; il ressemble à la fonte blanche. Il a un faible éclat métallique et se laisse attaquer par la lime.

L’affinité du manganèse pour l’oxygène est très-grande ; il s’oxyde à l’air, en se recouvrant d’une rouille brune qui finit par se transformer en une poudre noire. Il décompose l’eau à la température ordinaire, en produisant un dégagement d’hydrogène qui devient beaucoup plus abondant à 100“. Lorsqu’on le touche avec les doigts humides, il exhale une odeur désagréable ayant quelque analogie avec celle du carbure d’hydrogène, qui se forme par l’action des acides sur la fonte.

On doit conserver le manganèse dans l’huile de naphte comme le potassium et le sodium dans un tube scellé.

La manganèse n’est doué d’aucune propriété magnétique.

Analogies. — Les analogies du fer et du manganèse se font surtout remarquer dans les combinaisons qu'ils forment avec les autres corps simples.

Ainsi ils ont une série d’oxydes exactement semblables par la composition et les propriétés.

On connaît en effet :

Fer. Manganèse.

Protoxyde. . . FeO. MnO.

Sesquioxyde.. Fe*0*.Mn’O®.

Oxyde salin. . Fe®0* (FeO, Fe“0’). Mn®û* (MnO, Mn’O’).

Bioxyde. . . . FeO*. MnO*.

Acide. FeO’. Mno’.

Acide. Mn*0''.

Outre ces oxydes, le fer et le manganèse forment encore deux séries de composés en tout point parallèles qui portent, l’une le nom de composés au minimum et l’autre le nom de composés au maximum suivant l’atomicité du métal.

Les composés du fer et du manganèse au maximum et au minimum sont les suivants :

Composés au minimum. Composés au maximum.

Protochlorure. .

Fer.

FeCl.

Manganèse.

MnCI.

Perchlorure. . .

Fer.

Fe*Cl’

Manganèse.

Mn’Cl».

Protobromure. .

FeBr.

MnBr.

Perbromure. . .

Fe*Br’.

Mn’Br’.

Protoïodure. . .

Fel.

Mnl.

Periodure.. . .

Fe’P.

Mn’P.

Protofluorure. .

FeFl.

MnFl.

Perfluorure. . .

Fe’Fl’.

Mn’Fl*.

Protosulfure . .

FeS.

MnS.

Persulfurure. .

Fe*S’.

Mn*S’.

Sels au minimum.

FeO (R).

MnO (R).

Sels au maximum. ....

■ Fe*,3(R).

Mn*,3(R).

R représentant un acide quelconque minéral ou organique.

Voyons maintenant les caractères distinctifs des sels de fer et de manganèse au minimum que l’on appelle aussi sels de protoxyde et ceux des sels de ces mômes métaux, au maximum que l’on désigne aussi sous le nom de sels de sesquioxyde.