OXYDE DE FER ROUGE

L'oxyde de fer rouge est le composé inorganique de formule Fe2O3.
L'oxyde de fer rouge est l'un des trois principaux oxydes de fer, les deux autres étant l'oxyde de fer (II) (FeO), ce qui est rare; et l'oxyde de fer (II, III) (Fe3O4), également présent à l'état naturel sous forme de magnétite minérale.
En tant que minéral connu sous le nom d'hématite, l'oxyde de fer rouge est la principale source de fer pour l'industrie sidérurgique.
L'oxyde de fer rouge est facilement attaqué par les acides.

CAS : 1309-37-1
CM : Fe2O3
MW : 159,69
EINECS : 215-168-2

L'oxyde de fer rouge est souvent appelé rouille et, dans une certaine mesure, cette étiquette est utile, car la rouille partage plusieurs propriétés et a une composition similaire. cependant, en chimie, la rouille est considérée comme un matériau mal défini, décrit sous le nom d'oxyde ferrique hydraté.

Oxyde de fer rouge Poudre E127.
L'oxyde de fer rouge convient aux cosmétiques et est stable dans le savon CP, cependant les couleurs peuvent s'estomper et peuvent différer selon votre recette, il fonctionne également bien dans le savon M&P.
Offrant des tons terreux naturels, testez avec juste une petite quantité jusqu'à ce que vous obteniez la teinte qui vous convient.

L'oxyde de fer rouge est un pigment en poudre fine.
L'oxyde de fer rouge est un pigment insoluble, il devra donc être mélangé avec une petite quantité d'huile légère avant d'être ajouté au savon à froid/chaud.
Le mélange avec de l'alcool isopropylique ou de la glycérine liquide est recommandé pour la fonte opaque et verser le savon.

L'oxyde de fer synthétique rouge est le colorant le plus courant dans la céramique et contient la plus grande quantité de fer.
L'oxyde de fer rouge est disponible dans le commerce sous forme de poudre douce et très fine obtenue par broyage de minerai ou par traitement thermique de sulfate ferreux/ferrique ou d'hydroxyde ferrique.
Pendant la cuisson, tous les fers se décomposent normalement et produisent des couleurs similaires dans les émaux et les corps d'argile (bien qu'ils aient des quantités différentes de métal Fe par gramme de poudre).

L'oxyde de fer rouge est disponible dans de nombreuses nuances différentes, allant d'un rouge clair brillant à un rouge marron foncé, celles-ci sont normalement désignées par une échelle d'environ 120 à 180 (cette désignation numérique doit figurer sur les sacs du fabricant, les couleurs plus foncées sont des nombres plus élevés ), cependant, dans la céramique, ces différentes qualités doivent toutes cuire à une température similaire car elles contiennent la même quantité de fer.
Les différentes couleurs brutes sont un produit du degré de broyage.

Dans la cuisson d'oxydation, le fer est très réfractaire, à tel point que l'oxyde de fer rouge est impossible, même dans une fritte très fondue, de produire une glaçure métallique.
L'oxyde de fer rouge est une source importante pour les couleurs beige, rouge-brun et marron dans les émaux et les pâtes.
L'oxyde de fer rouge, par exemple, dépend de la cristallisation du fer dans une matrice de glaçure fluide et nécessite la présence de grandes quantités de fer (par exemple 25%).
La couleur rouge des corps en terre cuite provient du fer, généralement autour de 5% ou plus, et dépend de la porosité du corps.
Au fur et à mesure que ces corps sont cuits à des températures plus élevées, la couleur passe à un rouge plus profond et finalement au brun.

Lors de la cuisson en réduction, le fer change la personnalité de l'oxyde de fer rouge pour devenir un fondant très actif.
Les émaux de fer qui sont stables au cône 6-10 en oxydation s'écouleront de la vaisselle en réduction.
Le fer dans les émaux cuits par réduction est connu pour produire des tons bruns terreux très attrayants. Les verts, les gris et les rouges peuvent également être obtenus en fonction de la chimie de la glaçure et de la quantité de fer.
Les anciens céladons chinois, par exemple, contenaient environ 2 à 3 % de fer.

L'oxyde de fer rouge est disponible sous forme de particules sphéroïdales, rhomboédriques et irrégulières.
Certains grades de haute pureté sont spécialement contrôlés pour les métaux lourds et sont utilisés dans les médicaments, les cosmétiques, les aliments pour animaux de compagnie et les ferrites mous.
Les grades hautement raffinés peuvent contenir 98 % de Fe2O3, mais l'oxyde de fer rouge est généralement pur à environ 95 % et très fin (moins de 1 % de 325 mesh).
Certaines qualités d'oxyde de fer rouge ont des taches plus grossières, ce qui peut entraîner des taches indésirables dans la glaçure et les corps (voir photo).

Matières premières à haute teneur en fer ou noms alternatifs : sienne brûlée, crocus martis, rouge indien, ocre rouge, oxyde rouge, rouge espagnol.
L'oxyde de fer rouge est le principal contaminant de la plupart des matériaux argileux.
Une faible teneur en fer, par exemple, est très importante dans les kaolins utilisés pour la porcelaine.

Structure
L'oxyde de fer rouge peut être obtenu sous divers polymorphes.
Dans le principal, α, le fer adopte une géométrie de coordination octaédrique.
Oxyde de fer rouge, chaque centre Fe est lié à six ligands oxygène.
Dans le polymorphe γ, certains des Fe reposent sur des sites tétraédriques, avec quatre ligands oxygène.

Phase alpha
α-Fe2O3 a la structure rhomboédrique de corindon (α-Al2O3) et est la forme la plus courante.
L'oxyde de fer rouge se produit naturellement sous forme d'hématite minérale qui est extraite comme principal minerai de fer.
L'oxyde de fer rouge est antiferromagnétique en dessous de ~ 260 K (température de transition Morin), et présente un ferromagnétisme faible entre 260 K et la température de Néel, 950 K.
L'oxyde de fer rouge est facile à préparer en utilisant à la fois la décomposition thermique et la précipitation en phase liquide.
Les propriétés magnétiques de l'oxyde de fer rouge dépendent de nombreux facteurs, par ex. la pression, la taille des particules et l'intensité du champ magnétique.

Phase gamma
γ-Fe2O3 a une structure cubique.
L'oxyde de fer rouge est métastable et converti à partir de la phase alpha à des températures élevées.
L'oxyde de fer rouge est naturellement présent sous forme de minéral maghémite.
L'oxyde de fer rouge est ferromagnétique et trouve une application dans les bandes d'enregistrement, bien que les particules ultrafines inférieures à 10 nanomètres soient superparamagnétiques.
L'oxyde de fer rouge peut être préparé par déshydratation thermique d'oxyde-hydroxyde de fer gamma (III).
Une autre méthode implique l'oxydation soigneuse de l'oxyde de fer (II, III) (Fe3O4).
Les particules ultrafines peuvent être préparées par décomposition thermique d'oxalate de fer(III).

Autres phases solides
Plusieurs autres phases ont été identifiées ou revendiquées.
La phase β est cubique centrée sur le corps (groupe d'espace Ia3), métastable et à des températures supérieures à 500 ° C (930 ° F) se convertit en phase alpha.
L'oxyde de fer rouge peut être préparé par réduction de l'hématite par du carbone, pyrolyse d'une solution de chlorure de fer (III) ou décomposition thermique du sulfate de fer (III).

La phase epsilon (ε) est rhombique et présente des propriétés intermédiaires entre alpha et gamma, et peut avoir des propriétés magnétiques utiles applicables à des fins telles que des supports d'enregistrement haute densité pour le stockage de données volumineuses.
La préparation de la phase epsilon pure s'est avérée très difficile.
Un matériau à forte proportion de phase epsilon peut être préparé par transformation thermique de la phase gamma.

La phase epsilon est également métastable, se transformant en phase alpha entre 500 et 750 ° C (930 et 1380 ° F).
L'oxyde de fer rouge peut également être préparé par oxydation du fer dans un arc électrique ou par précipitation sol-gel à partir de nitrate de fer (III).
La recherche a révélé l'oxyde de fer epsilon rouge dans les anciennes glaçures céramiques chinoises Jian, ce qui peut donner un aperçu des moyens de produire cette forme en laboratoire.
De plus, à haute pression, une forme amorphe est revendiquée.

Phase liquide
On s'attend à ce que le Fe2O3 fondu ait un nombre de coordination de près de 5 atomes d'oxygène autour de chaque atome de fer, sur la base de mesures de gouttelettes d'oxyde de fer liquide surfondues légèrement déficientes en oxygène, où la surfusion évite le besoin de pressions d'oxygène élevées requises au-dessus du point de fusion pour maintenir stoechiométrie.

Réactions
La réaction la plus importante est la réduction carbothermique de l'oxyde de fer rouge, qui donne le fer utilisé dans la sidérurgie :

Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2
Une autre réaction redox est la réaction aluminothermique extrêmement exothermique avec l'aluminium.

2 Al + Fe2O3 → 2 Fe + Al2O3
Ce processus est utilisé pour souder des métaux épais tels que des rails de voies ferrées en utilisant un récipient en céramique pour canaliser le fer fondu entre deux sections de rail.
La thermite est également utilisée dans les armes et la fabrication de sculptures et d'outils en fonte à petite échelle.

Une réduction partielle avec de l'hydrogène à environ 400 °C produit de la magnétite, un matériau magnétique noir qui contient à la fois Fe(III) et Fe(II) :

3 Fe2O3 + H2 → 2 Fe3O4 + H2O
L'oxyde de fer rouge est insoluble dans l'eau mais se dissout facilement dans un acide fort, par ex. acides chlorhydrique et sulfurique.
L'oxyde de fer rouge se dissout également bien dans les solutions d'agents chélateurs tels que l'EDTA et l'acide oxalique.

Le chauffage d'oxydes de fer (III) avec d'autres oxydes ou carbonates métalliques donne des matériaux appelés ferrates (ferrate (III)):

ZnO + Fe2O3 → Zn(FeO2)2

Préparation
L'oxyde de fer rouge est un produit de l'oxydation du fer.
L'oxyde de fer rouge peut être préparé en laboratoire en électrolysant une solution de bicarbonate de sodium, un électrolyte inerte, avec une anode en fer :

4 Fe + 3 O2 + 2 H2O → 4 FeO(OH)
L'oxyde de fer (III) hydraté résultant, écrit ici FeO (OH), se déshydrate autour de 200 ° C.

2 FeO(OH) → Fe2O3 + H2O

Les usages
Industrie du fer
L'application écrasante de l'oxyde de fer rouge est la matière première des industries de l'acier et du fer, par ex. la production de fer, d'acier et de nombreux alliages.

Polissage
Une poudre très fine d'oxyde ferrique est connue sous le nom de «rouge de bijoutier», «rouge rouge» ou simplement rouge. L'oxyde de fer rouge est utilisé pour mettre le vernis final sur les bijoux métalliques et les lentilles, et historiquement comme cosmétique.
Le rouge coupe plus lentement que certains vernis modernes, tels que l'oxyde de cérium (IV), mais il est toujours utilisé dans la fabrication d'optiques et par les bijoutiers pour la finition supérieure que l'oxyde de fer rouge peut produire.
Lors du polissage de l'or, le rouge tache légèrement l'or, ce qui contribue à l'apparence de la pièce finie.
Rouge est vendu sous forme de poudre, de pâte, lacé sur des chiffons de polissage ou de barre solide (avec un liant de cire ou de graisse). D'autres composés de polissage sont aussi souvent appelés "rouge", même lorsqu'ils ne contiennent pas d'oxyde de fer rouge.
Les bijoutiers éliminent le rouge résiduel sur les bijoux en utilisant un nettoyage aux ultrasons.
Les produits vendus sous le nom de "composé d'affûtage" sont souvent appliqués sur un cuir pour aider à obtenir un tranchant de rasoir sur les couteaux, les rasoirs droits ou tout autre outil tranchant.

Synonymes :
Oxyde ferrique(II,III), solution de nanoparticules magnétiques ;
Oxyde ferrique(III);
Oxyde de fer(III), à base de 99 % de métaux traces ;
Oxyde de fer(III), base à 99,9 % de métaux traces ;
Oxyde de fer(III), à base de 98 % de métaux traces ;
Oxyde de fer(III), base à 99,95 % de métaux traces ;
Oxyde de fer(III), base à 99,99 % d'oligo-métaux ;
Oxyde de fer(III)