I.1.2.2 Action de l'acide nitrique fumant sur le fer :
Procéder exactement de la même manière que précédemment. Fer + acide nitrique oxyde de
fer. Quand le clou entre en contact avec l'acide fumant l'attaque à lieu mais elle s'arrête presque
immédiatement. Retirer le clou et comparer son aspect avec le précédant. On constate qu'il prend
un aspect très brillant (presque argenté). L'oxydation à produit ici une pellicule d'oxyde
magnétique de fer Fe3O4 qui protège le fer et la réaction s'arrête, c'est le phénomène de
passivation. Montrer cette protection en replongeant le clou dans l'acide dilué, l'attaque n'a plus
lieu. On peut montrer la fragilité de cette protection, il suffit de percer la pellicule d'oxyde en
touchant le clou avec une baguette de verre ou un fil métallique pour que l'attaque reprenne
immédiatement. (il se produit un phénomène de micro-pile ). Cette passivation permet le transport
de l'acide nitrique fumant dans des fûts de fer.
I.2 Oxydation de fer en ions tétraoxoferrate VI
100 Manip n°58.2 p.167
Nous avons vu le passage de l’état d’oxydation 0 aux état 2 et 3. Nous allons
voir ici le passage au degré d’oxydation ultime du fer : le niveau VI.
Protocole : Electrolysons une solution de soude à 10 mol.L-1 (cathode en
graphite et anode : clou de fer décapé) sous 6V pendant 10 minutes.
Observations : un anneau rose (caractéristique des ions tétraoxoferrate)
se développe autour de l’anode en fer et des dégagement gazeux
apparaissent autour des 2 électrodes (électrolyse de l’eau)
équations de la réaction à l’anode : Fe(s) + 8 HO- FeO42- + 4H2O + 6 e-
II. Les ions du fer
Les principaux ions du fer que l’on retrouve en solution sont les ions fer II et fer III. Nous avons
souvent besoin d’identifier les ions présents en solution pour vérifier, par exemple, les produits
d’une réaction. Plusieurs tests sont possibles avec les ions fer II et fer III.
II.1 Caractérisation
II.1.1 par un précipité
100 Manip n°1 p.60
Solution de fer II = sel de Mohr – couleur incolore – 0,1 mol.L-1
Solution de fer III = FeCl3 (chlorure de fer III) – jaune – 0,1 mol.L-1
Protocole : dans 2 tubes à essais contenant chacune des solutions, verser quelques gouttes
de soude (1 mol.L-1)
Observations : précipité vert avec les ions fer II : Fe2+ + HO- = Fe(OH)2(s)
précipité rouille avec les ions fer III : Fe3+ + HO- = Fe(OH)3(s)
II.1.2 Caractérisation par un complexe
100 Manip n°1 p.61
II.1.2.1 Avec l’orthophénantroline
fer II : Fe2+ + 3Ophen = [Fe(Ophen)3]2+ complexe rouge
fer III : Fe3+ + 3Ophen = [Fe(Ophen)3]3+ complexe bleu pale
II.1.2.2 Avec le thiocyanate
fer III : Fe3+ + SCN- = [Fe(SCN)]2+ complexe rouge sang
II.2 Propriétés acido-basiques
Protocole :
dans 2 béchers, mettre une solution de sel de Mohr (Fe2+) (solide + H2O). Dans 2 autres
béchers, une solution de nitrate ferrique (Fe3+)(solide + H2O)
ajouter de BBT dans un bécher de fer II et dans une de fer III. Les 2 solutions sont jaunes.
Interprétation : le pH des 2 solutions est inférieur à 6 (pH<6 : BBT jaune ; pH>7,6 : BBT bleu)
ajouter du bleu de thymol dans un bécher de fer II et dans une de fer III. La solution de sel
de Mohr est jaune, celle de nitrate ferrique est rose
Interprétation : le pH de la solution de sel de Mohr est > 2,8, celui de la solution de fer III est <
1,2 (pH<1,2 : bleu de thymol rose ; pH>2,8 : bleu de thymol jaune)