Fer

Caractéristiques et Propriétés

Le fer (symbole Fe) est un élément métallique de transition, argenté, malléable et ductile. Il possède un numéro atomique de 26, une masse atomique relative de 55,847 et une densité relative de 7,87. Son point de fusion est de 1 535 °C, tandis que son point d'ébullition est de 2 750 °C. Les principales sources de fer sont les minerais suivants : hématite (Fe2O3), magnétite (Fe3O4), limonite (FeO(OH)nH2O), ilménite (FeTiO3), sidérite (FeCO3) et pyrite (FeS2).

Extraction et métallurgie

Le fer est extrait en fondant les minerais dans un haut fourneau pour obtenir de la fonte brute impure. Cette fonte est ensuite traitée pour produire de la fonte, du fer forgé et divers types d'acier.

Formes Cristallines et propriétés magnétiques

Le fer pur présente trois formes cristallines :

• Fer alpha : stable en dessous de 906 °C avec une structure cubique centrée. Ce fer est ferromagnétique jusqu'à son point de Curie à 768 °C.
• Fer gamma : stable entre 906 °C et 1 403 °C, il possède une structure cubique à faces centrées et est non magnétique.
• Fer delta : au-dessus de 1 403 °C, c'est une forme de fer avec une structure cubique à corps centré.

Abondance et rôle biologique

Le fer est le quatrième élément le plus abondant dans la croûte terrestre. Il est également essentiel aux organismes vivants en tant qu'oligo-élément.

Réactivité chimique

Le fer est un élément réactif qui s'oxyde facilement à l'air humide. Il déplace également l'hydrogène des acides dilués et se combine avec divers éléments non métalliques. Il forme des sels ioniques ainsi que de nombreux complexes où le fer se trouve dans les états d'oxydation +2 ou +3. Il existe également un ion ferrate (FeO42-) dans l'état d'oxydation +6. Le fer peut aussi former des complexes dans lesquels son nombre d'oxydation est nul, comme dans le cas de Fe(CO)5.