Oxyde de fer(III)

composé chimique

L'oxyde de fer(III), également appelé oxyde ferrique et sesquioxyde de fer, est le composé chimique de formule Fe2O3, où le fer a le nombre d'oxydation +III. C'est l'un des trois oxydes principaux du fer, les deux autres étant l'oxyde de fer(II) FeO, plutôt rare, et l'oxyde de fer(II,III) Fe3O4.

Oxyde de fer(III)


Apparence et structure de l'hématite, α-Fe2O3.
Identification
Synonymes

Trioxyde de difer,
Oxyde ferrique,
Oxyde de fer jaune,
Oxyde de fer rouge
C.I. 77491
C.I. Pigment Red 101 et 102

No CAS 1309-37-1
No ECHA 100.013.790
No CE 215-168-2
PubChem 518696
No E E172(ii)[1]
Apparence cristaux rougeâtres bruns à noirs ou poudre[2].
Propriétés chimiques
Formule Fe2O3  [Isomères]
Masse molaire[3] 159,688 ± 0,005 g/mol
Fe 69,94 %, O 30,06 %,
Propriétés physiques
fusion 1 565 °C (décomposition)[4]
Solubilité dans l'eau : nulle[2]
Masse volumique 5 240 kg·m-3[4]
Thermochimie
ΔfH0solide −824,2 kJ·mol-1 (25 °C)
Cp 103,9 J·K-1·mol-1 (cristal à 25 °C)[5]
Précautions
SGH[7]
État pulvérulent :
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Attention
H315, H319, H335, P261, P305, P338 et P351
SIMDUT[8]

Produit non contrôlé
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme[6]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'oxyde de fer(III) est paramagnétique. Sous forme hydratée il constitue la rouille. Il est de couleur ocre à rouille sous forme pulvérulente — ce qui donne notamment sa couleur à la planète Mars — mais grise à noire sous forme cristallisée.

L'oxyde de fer(III) est présent dans la nature sous la forme de deux minéraux, l'hématite (polymorphe α) et la maghémite (polymorphe γ).

Les oxydes de fer sont à la base de nombreux pigments. L'oxyde de fer(III) est connu sous le nom de rouge anglais ; avec de l'alumine, il constitue le rouge de Mars.

Structure

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Il existe cinq phases distinctes d'oxyde de fer(III) :

  • ε-Fe2O3 a une structure rhomboédrique. Les propriétés de cette phase sont intermédiaires entre celles des phases α et γ. Elle n'a jamais été préparée sous forme pure jusqu'à présent, et a toujours été obtenue mélangé à une phase α ou γ. On peut la préparer par oxydation du fer au four à arc électrique ou par précipitation sol-gel de nitrate de fer(III). Un matériau à taux élevé de phase ε peut cependant être obtenu par traitement thermique d'une phase γ. La phase ε est métastable, redonnant de la phase α au-dessus de 500 °C à 750 °C environ.
  • Fe2O3 amorphe existe à haute pression.

Propriétés chimiques et applications

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L'oxyde de fer(III) se dissout facilement dans les acides forts tels que l'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique. Il se dissout également très bien dans les agents de chélation tels que l'EDTA et l'acide oxalique.

Il entre souvent dans la composition des thermites, dont la combustion est très exothermique :

2 Al + Fe2O3 → 2 Fe + Al2O3.

Cette réaction est utilisée pour souder de grandes pièces métalliques telles que des rails de voies ferrées en guidant le fer fondu entre les pièces à souder au moyen d'un entonnoir en céramique.

Le minerai d'oxyde de fer(III) est la principale source de fer pour l'industrie sidérurgique.

Pigments

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Le sesquioxyde de fer est le pigment PR 101 du Colour Index, connu sous le nom de rouge anglais ; avec de l'alumine, il constitue le rouge de Mars. Leur teinte rouge varie selon le traitement de la matière par calcination[10]. Il s'agit de noms commerciaux, dont la teinte varie selon les fabricants ; en couleurs pour artistes : 063 Rouge anglais[11], 339 Rouge anglais[12], 627 Rouge anglais[13], 181, 58, 60 Rouge anglais[14] ; en décoration d'intérieur : 150-32 Rouge anglais[15]. Cette dernière teinte rappelle plutôt le rouge des uniformes de Horse guards et en général des tuniques rouges, autrefois obtenu à partir de la garance ou de cochenille, que le brun rougeâtre de la couleur pour artistes obtenue avec l'oxyde de fer.

Voir aussi

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Articles connexes

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Références

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  1. (en) [PDF] JECFA, FAO, « IRON OXIDES »(Archive.orgWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?), Jecfa Monograghs, sur fao.org, .
  2. a et b TRIOXYDE DE DIFER, Fiches internationales de sécurité chimique
  3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. a et b Entrée « Iron(III) oxide » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 13 avril 2009 (JavaScript nécessaire)
  5. (en) Jennifer Spero, Bella Devito et Louis Theodore, Regulatory chemicals handbook, CRC Press, , 1036 p. (ISBN 0-8247-0390-1, lire en ligne), p. 681
  6. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, « Evaluations Globales de la Cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 3 : Inclassables quant à leur cancérogénicité pour l'Homme »(Archive.orgWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?), sur monographs.iarc.fr, CIRC, (consulté le ).
  7. a et b SIGMA-ALDRICH
  8. « Oxyde ferrique » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  9. (en) J.E Greedon, « Magnetic oxides in Encyclopedia of Inorganic chemistry » Ed. R. Bruce King, John Wiley & Sons, 1994. (ISBN 0471936200).
  10. Blockx 1881, p. 49 ; www.artiscreation.com.
  11. Sans indication de pigment, « Nuancier Prismalo », sur carandache.com crayons aquarellables.
  12. PR 101, « Aquarelle Rembrandt », sur rembrandt.royaltalens.com (consulté le ).
  13. PR 101, « Nuancier huile Sennelier », sur magasinsennelier.com.
  14. « light red », PR 101, « Couleur à l'huile extra-fine », sur winsornewton.com (consulté le ).
  15. Composition non communiquée. « Nuancier Auro », sur altavic-bio.com (consulté le ).

Bibliographie

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  • Jacques Blockx, Compendium à l'usage des artistes peintres : Peinture à l'huile — Matériaux — Définition des couleurs fixes et conseils pratiques suivis d'une notice sur l'ambre dissous, Gand, L'auteur, (lire en ligne), p. 49.