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- Fer (Fe)
Le fer est un métal dans la première série de transition.
C'est, en
masse, l'élément le plus commun sur Terre, formant une grande partie du
noyau
externe et interne de la Terre.
C'est le quatrième élément le plus commun dans
la croûte terrestre.
Son abondance dans les planètes rocheuses comme
la Terre est due à sa production abondante par fusion dans les étoiles
de
grande masse, où elle est le dernier élément produit avec libération
d'énergie
avant l'effondrement violent d'une supernova, qui disperse le fer dans
l'espace.
Comme les autres du groupe
8, le ruthénium et l'osmium, le fer
existe dans une large gamme d'états d'oxydation, de -2 à +7, bien que
+2 et +3
soient les plus courants.
Le fer élémentaire se trouve dans les
météorites et dans d'autres environnements à faible teneur en oxygène,
mais
réagit à l'oxygène et à l'eau.
Les surfaces de fer frais apparaissent gris
argenté brillant, mais s'oxydent dans l'air normal pour donner des
oxydes de
fer hydratés, communément connus sous le nom de rouille.
Contrairement aux métaux qui forment des
couches d'oxyde de passivation, les oxydes de fer occupent plus de
volume que
le métal et s'écaillent donc, exposant les surfaces fraîches à la
corrosion.
Le métal de fer a été utilisé depuis
l'Antiquité, bien que les alliages de cuivre, qui ont des températures
de
fusion plus basses, aient été utilisés encore plus tôt dans
l'histoire
humaine.
Le fer pur est relativement mou, mais ne peut
être obtenu par fusion, car il est durci de manière significative et
renforcé
par des impuretés, en particulier du carbone, provenant du procédé de
fusion.
Une certaine proportion de carbone (entre 0,002
% et 2,1 %) produit de l'acier, qui peut être jusqu'à 1000 fois plus
dur que le
fer pur.
Le fer-métal brut est produit dans les
hauts-fourneaux, où le minerai est réduit par le coke en fonte, qui a
une
teneur élevée en carbone. Un raffinage supplémentaire avec de l'oxygène
réduit
la teneur en carbone dans la bonne proportion pour faire de l'acier.
Les aciers et les alliages de fer formés avec
d'autres métaux (aciers alliés) sont de loin les métaux industriels les
plus
courants, car ils ont une grande gamme de propriétés souhaitables et
les roches
ferrugineuses sont abondantes.
Les composés chimiques du fer ont de nombreux
usages.
L'oxyde de fer mélangé avec de la poudre
d'aluminium peut être allumé pour créer une réaction de thermite,
utilisée dans
le soudage et la purification des minerais.
Le fer forme des composés binaires avec les
halogènes et les chalcogènes.
Parmi ses composés organométalliques se trouve
le ferrocène, le premier composé sandwich découvert.
Le fer joue un rôle important en biologie,
formant des complexes avec l'oxygène moléculaire dans l'hémoglobine et
la
myoglobine; ces deux composés sont des protéines de transport d'oxygène
communes chez les vertébrés.
Le fer est également le métal sur le site actif
de nombreuses enzymes redox importantes traitant de la respiration
cellulaire
et de l'oxydation et de la réduction des plantes et des animaux.
Un homme de taille moyenne a environ 4
grammes de fer dans son corps, une femme d'environ 3,5 grammes.
Ce fer est distribué dans tout le corps dans
l'hémoglobine, les tissus, les muscles, la moelle osseuse, les
protéines
sanguines, les enzymes, la ferritine, l'hémosidérine et le transport
dans le
plasma.
Lectures en français
* Sur
l'histoire et le patrimoine de l'acier
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