Solubilisation du Fer

[inviteec12a0c1]

Bonjour,

Je suis un peu rouillé en chimie et je n'arrive pas à comprendre le comportement du fer dans le cadre de tests que nous faisons en laboratoire.

Notre but premier consiste à recréer la sédimentation de particules, et nous avons récupéré des grains de fer métallique. Mais lorsque nous les mettons sous agitation dans de l'eau, l'eau se colore peu en peu en jaune tout en induisant une forte turbitité. Nous sommes à pH 8 et environ -100 mV.

D'après le diagramme Pourbaix du Fer, nous devrions être sur du Fe2+, ce qui serait cohérent avec le couleur, mais pourquoi la turbidité ? (je précise que la coloration n'apparait pas tout de suite. Et que la turbidité persiste même après une longue décantation).

En même en ajoutant acide - base - oxydant etc rien ne change...

Nous travaillons en parallèle avec du chlorure et du sulfate ferrique et lorsque nous augmentons le pH, nous avons une floculation et après décantation l'eau est claire ! Pourquoi pas ici ?

Merci d'avance de vos éclaicissements !
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[moco]

Si tu mets des grains de fer métallique en suspension dans de l'eau aérée à pH 5-6-7-8, le fer s'oxyde d'abord en Fer(II), qui est vert, mais aussitôt après en fer(III), qui est brun-jaune. Il se produit les deux réactions en série :
2 Fe + O2 + 2 H2O --> 2 Fe(OH)2
4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O --> 4 Fe(OH)3
Ces deux composés, tant Fe(OH)2 que Fe(OH)3 sont insolubles dans l'eau, et produisent donc un trouble quand il s'y forment. Fe(OH)2 forme un trouble vert pâle, et Fe(OH)3 un trouble brun plus intense. Les deux hydroxydes de fer ainsi formés forment des grains de dimension très variables. Plus ils sont fins, mieux ils restent en suspension, et plus ils mettent de temps à tomber au fond. les gros grains tombent vite au fond et la solution se décante vite. On ne comprend pas toujours pourquoi parfois il se forme de gros ou de petits grains.
La présence d'acide, ou de base, ou d'oxydant, ne change rien à ces réactions.
par contre, si vous parvenez à filtrer ces résidus insolubles brunâtres, vous constaterez qu'il se dissolvent fort bien dans de l'acide chlorhydrique concentré 36%.

Ceci dit les solutions diluées de chlorure ou de sulfate ferrique contiennent des ions Fe3+ qui réagissent lentement avec l'eau selon l'équation :
Fe3+ + 3 H2O --> Fe(OH)3 + 3 H+
Il se forme lentement de l'hydroxyde de fer(III) brun et insoluble. Mais on ne gouverne pas bien le problème de la dimension des grains. S'ils sont gros, ils tombent bvite au fond et la solution s'éclaircit. S'ils sont fins, ils peuvent rester longtemps en suspension.

[inviteec12a0c1]

Oups, il semble que j'ai inversé Fe(II) et Fe(III) pour leurs couleurs.
Merci beaucoup pour votre réponse instructive.
Nous allons chercher une autre poudre qui ne réagira pas avec l'eau.