FER PUR

Pour obtenir le fer dans un état de pureté absolue, il faut nkluire un de sesoxides par l'hydrogène sec sous l'influence de lu chaleur.

206 rm du commeuce.

La température à laquelle s'opère la réduction exerce une gi'ande influence sur les propriétés du métal. Si cette réduction s'est faite au rouge vif, le fer est d'un blanc d'argent , il présente la plupart des propriétés physiques des fers de première qualité du commerce ; il est seulement un peu plus difficile à fondre.

Si l'on réduit, comme l'a reconnu M. Hagnus , du peroxide de fer pur par de l'hydrogène, à la température d'une flamme de lampe à alcool , on obtient le fer sous la forme d'une poudre noire excessivement poreuse , qui s'enflamme à la température ordinaire , dès qu'on la projette dans l'air; à cet état le fer porte le nom de fer pyrophorique de Magnus.

L'inflanmiabilité du fer est encore augmentée, lorsqu'on interpose entre ses molécules un corps qui les divise : ainsi le fer réduit en présence d'un corps réfractaire tel que l'alumine , s'enflamme au contact de l'air, et peut d'ailleurs supporter une température élevée sans cesser d'être pyropl^orique.

On prépare dans les laboratoires le fer pyrophorique de Magnus, en précipitant par un excès d'ammoniaque la dissolution d'un sel de fer au maximum mêlée d'un peu d'alun :[i\ se forme ainsi un mélange d'hydrate de sesqui-oxide de fer et d'alumine qui est lavé, séché et pulvérisé. La poudre est introduite, sous le poids de 2 ou 3 décigrammes, dans une petite ampoule en verre qui communique avec un appareil à hydrogène sec (pi. 23, fig. 3). On chauffe légèrement l'ampoule; lorsqu'il ne se dégage plus de vapeur d'eau, on laisse refroidh* le métal dans un courant d'hydrogène et l'on feime ensuite l'ampoule à la lampe.

Lorsqu'on casse l'ampoule de verre et qu'on projette le fer dans l'air, le métal s'y enflamme avec éclat.

Pour préparer du fer pur en masse, on fond au feu de forge, dans un creuset réfractaire et luté avec de l'argile , du fil de fer avec 1/5 de son poids d'oxide de fer ; le mélange doit être recouvert de verre pur et exempt de métal : l'oxigène de l'oxide de fer brûle le charbon contenu dans le fer du commerce , et oxide le silicium et le phosphore qui passent dans le verre à l'état de phosphates et de silicates alcalins. On obtient ainsi le fer sous forme de culot d'un blanc d'argent.

M. Peligot a obtenu du fer très pur en beaux cristaux cubiques en réduisant, sous l'influence d'une température élevée, le protochlorure de fer par l'hydrogène. La réduction des chlorures par l'hydrogène peut être appliquée à la préparation de plusieurs métaux purs.

Le fer du commerce est d'un gris bleuâtre, malléable, ductile; c'est le plus tenace de tous les métaux ; un fil de 2 millimètres de diamètre exige un poids de 250 kil. pour se rompre; lorsqu'il est poli , il possède beau-

coup d éclat; il a une saveur et une odeur'très faibles : il devient cassant par récrouissage , on lui rend sa ténacité en le faisant recuire.

Le fer est naturellement grenu , et de qualité d'autant meilleure que le grain est plus fin et plus brillant ; il devient nerveux par le martelage ; la cassure d*un bon fer présente un nerf tordu , fin et brillant : si on le martelle à froid dans le sens de sa longueur, ou si ou le trempe, il redevient grenu : le fer poli présente souvent des taches brunes qui portent le nom de pailles^ qui sont dues à Tinterposition de scories ou d'oxide de fer.

Les fers du commerce se partagent en fers fort$y qui se laissent forger et courber à froid ou chaud , et en fers rouverains^ qui cassent à froid ou à une température plus ou moins élevée : ces deux espèces principales de fer comprennent plusieurs variétés; aussi les fers rouverains se divisent en deux catégories : !•* les fers métis^ qui cassent à chaud ; ils doivent cette propriété à, une certaine quantité de soufre et d'arsenic ; la plus faible proportion de soufre suffit pour rendre le fer insondable ; 2* les fers tendres, qui contiennent une certaine proportion de phosphore, et qui cassent à froid ; leur cassure est à gros grains brillants.

Les fers rouverains , qui se cassent à froid et à chaud , ne peuvent être appliqués à aucun usage.

Le fer fondu , qui se refroidit lentement, cristallise en cubes ou en octaèdres. Le fer peut même cristalliser sans perdre son état solide ; cette propriété exerce une grande influence sur sa ténacité. Lorsqu'on soumet en effet pendant un certain temps du fer nerveux à des vibrations fréquentes, il s'établit dans la masse un mouvement moléculaire qui détermine la cristallisation du métal. Il n'est pas rare de voir une barre de fer de très bonne qualité se transformer lentement , sous l'influence des vibrations , en fer cristallisé à grandes facettes ; elle devient alors cassante et perd une grande partie de sa ténacité.

Cette cristallisation s'observe fréquemment dans le fer qui entre dans les constructions des ponts suspendus ou dans les essieux de voitures ou de locomotives. Pour rendre au fer sa texture nerveuse et sa ténacité, il faut le marteler et le forger. La cristallisation du fer s'observe facilement dans les clous qui ont été exposés aux vibrations occasionnées par le passage fréquent des voitures ; ces clous sont devenus très cassants. On produit en quelques heures un changement semblable dans des barres de fer que l'on maintient à une température rouge dans un four à recuire, et qu'on laisse refroidir sans les marteler.

La densité du fer ordinaire est de 7,7 ; elle devient 7,9 par le martelage.

Le fer entre en fusion aune température que l'on évalue à 1500 degrés du thermomètre à air. Il possède une propriété dont les arts tirent un grand parti : il se ramollit à une température qui est bien au-dessous de

son point de fusion ; dans cet état , on peut lui donner toutes les fonnes qu'exige Tindustrie. Il se soude à lui-même sans Tintermédiaire d'un autre métal , et la partie soudée est aussi solide que le reste de la barre dont on ne saurait plus la distinguer.

Le fer est éminemment magnétique ; il partage cette propriété avec le nickel ; quelques physiciens pensent que le manganèse , qui a été considéré comme faiblement magnétique, n'agit sur l'aiguille aimantée que lorsqu'il contient des traces de fer.

Le fer pur, que l'on nomme fer doux^ est attiré par l'aimant ; soutenu par l'action de cet aimant, il peut attirer lui-même un autre corps; mais il perd immédiatement cette propriété lorsqu'il n'est plus en contact avec l'aimant.

Les fers carbures, tels que l'acier et la fonte, ne perdent pas leurs propriétés magnétiques , lorsque l'action de l'aimant a cessé. A la température d'un rouge blanc, le fer n'a plus d'action sur l'aiguille aimantée.

Le fer peut se conserver indéfiniment à la température ordinaire dans l'oxigène et l'air secs : chauffé à l'air, il absorbe l'oxigène et se recouvre d'une pellicule d'oxide très mince qui présente, à mesure qu'elle augmente , le phénomène des anneaux colorés ; les diverses couleurs apparaissent dans le même ordre et aux mêmes températures que pour l'acier. Au rouge, le fer s'oxide rapidement et donne naissance à de Yoxide des battitures. A la chaleur blanche , le fer brûle en lançant des étincelles. Si l'on intrdduit dans im flacon Contenant de l'oxigène , du fer préalablement chauffé, il brûle dans ce gaz avec éclat. Lorsqu'on présente à la tuyère d'un soufflet un morceau de fer chauffe au feu de forge, il brûle avec la même intensité que dans l'oxigène. La combustion du fer est également très rapide, lorsqu'après avoir chauffé une tige de fer , on l'attache à un fil métallique et qu'on le fait tourner rapidement dans l'air. On doit donc , lorsqu'on travaille le fer, le préserver autant que possible de l'action oxidante de l'air. On le recouvre , dans ce but , d'une couche de sable fin qui forme avec l'oxide de fer un silicate fusible , et qui préserve le métal de l'action de l'oxigène.

Tout le monde sait qu'en frappant subitement un morceau de fer avec un corps dur, comme le silex , on en fait jaillir des étincelles, qui peuvent ensuite enflammer des substances organiques. Ce phénomène est dû à une combustion du fer ; en battant ainsi le briquet au-dessus d'une feuille de papier, on reconnaît que chaque fragment de métal porté à une température élevée par le choc, se transforme en peroxide de fer ou en oxide intermédiaira

Le fer exposé à l'air humide se recouvre d'une couche d'oxide de fer hydraté , qui porte le nom de rouille. Dès qu'il s'est produit à la surface du fer une tache de rouille , le métal s'oxide avec rapidité , parce qu'il se forme un élément de pile , dont la rouille est le pôle négatif, et le fer

le pôle positif ; Teau est alors décomposée , et le fer s'oxide complètement. L*oxidation du fer est accélérée par la présence de Tacide carbonique qui se trouve dans Tair; la rouille contient ordinairement de Tanmioniaque. On préserve le fer de Toxidation en le recouvrant d'une couche de substance grasse ou de vernis. On peut aussi empêcher le fer de s'oxider en le plongeant dans une eau qui contient des alcalis ou des sels alcalins en dissolution, tels que de la potasse, de la soude, delà chaux, des carbonates alcalins, du borax, etc. Le fer conserve son poli dans une eau qui contient 1/500 de son poids de carbonate de potasse ou de carbonate de soude.

Le fer recouvert de zinc est préservé de la rouille : on dit dans ce cas qu'il est galvanisé.

Lorsque le fer est porté au rouge , il décompose la vapeur d'eau , et donne naissance à des cristaux noirs et brillants d'oxide de fer magnétique : 3Fe + 4H0 = Fe^O* + H*. Cette réaction a été décrite à la préparation de rhydrogène.

Quand on fait agir sur le fer de Tacide azotique étendu et froid , il arrive souvent que le métal entre en dissolution sans dégager d'hydrogène; ce gaz se combine avec l'azote de l'acide azotique, et forme de l'azotate d'ammoniaque, tandis que le bi-oxide d'azote produit par la désoxidation partielle de l'acide azotique se combine avec le sel de protoxide de fer.

Si l'acide azotique est moyennement concentré , il oxide le fer avec une grande énergie, dégage d'abondantes vapeurs rutilantes, et produit de l'azotate de sesqui-oxide de fer.

Le fer, mis en contact avec de l'acide azotique fumant et qui contient de l'acide azoteux en dissolution , n'est plus attaqué : on dit alors qu'il est devenu passif, M. Schœxibein, qui s'est occupé de cette question, admet deux états particuliers dans le fer, l'un actif dans lequel le métal est attaquable par les acides, l'autre passif dans lequel le fer est devenu inattaquable par les acides.

M. Poggendorff a pu faire un élément de pile avec le fer passif fonctionnant comme corps électro - négatif , et le fer actif fonctionnant comme corps électro-positif.

L'acide sulfurique agit de deux manières différentes sur le fer : lorsqu'il est concentré , et qu'on élève sa température , il forme du sulfate de fer et de l'acide sulfureux : 2SO^HO + Fe=2HO-f-FeO,SO^ -|- SO^ ; s'il est étendu , il détermine la décomposition de l'eau, et produit un dégagement d'hydrogène : Sœ,HO -f Fe = FeO,SO' + H.

L'acide chlorhydrique , à l'état gazeux ou en dissolution , produit toujours avec le fer du protochlorure de fer : Fe + HCl = FeCl + H.

300 PROTOXIDE DK FER.