Le fer dans tous ses états
Comportement d'une solution de sulfate ferreux, FeSO4, à différentes valeurs de pH. Dans le tube 9 le fer commence à s'oxyder très rapidement au contact de l'air en prenant une couleur rouille. Dans les tubes 6 à 8 la précipitation de l'hydroxyde provoque la chute du pH à 7. Les solutions acides ont été obtenues par addition d'acide chlorhydrique et les solution basiques par addition de soude
Le fer ferreux Fe2+et le fer ferrique Fe3+ peuvent précipiter sous forme d'hydroxydes :
Fe2+ + 2 OH- → Fe(OH)2↓ (1)
Cette réaction débute à pH 6 et elle est complète à pH 7,8. Elle est facilement réalisable en ajoutant de la soude dans du sulfateferreux. Le précipité est blanc dans les milieux totalement privés d'oxygène et vert dans les autres cas. Bien sûr vous obtiendrez un beau précipité vert.
Fe3+ + 3 OH-→ Fe(OH)3↓ (2)
Cette réaction débute à pH 2,3 et elle est complète à pH 3,4. Le précipité est jaune à brun.
Dans les conditions qui règnent actuellement sur notre planète le Fe2+ est une rareté. Il s'oxyde en Fe3+ au contact de l'oxygène de l'air. Cela se montre facilement avec la même solution de sulfate de fer que nous avions utilisé. A pH 7 un précipité jaune brun se forme très rapidement. Il est même probable que la solution de sulfate de fer ai une couleur légèrement rouille dés sa préparation, la poudre de sulfate de fer s'oxydant très rapidement au contact de l'air. De même, si vous conserver le précipité de l'expérience 1, vous verrez sa surface se colorer en rouge au bout de quelques jours. Au contact de l'oxygène, Fe(OH)2 s'est transformé en FeO. OH contenant du Fe3+.
Fe3+ est caractéristique d'un milieu oxydant, il est insoluble dans une eau dont le pH est neutre
Fe2+ est caractéristique d'un milieu réducteur, il est soluble dans une eau dont le pH est neutre ou légèrement acide.
Le fer est omniprésent dans les roches et il est libéré par leur altération sur les continents. Il est également contenu en abondance dans l'eau des sources hydrothermales des dorsales océaniques. Il ne pourra circuler en solution dans l'eau qu'à l'état réduit Fe2+.