NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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CHIMIE

 

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ÉLÉMENTS

 

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Éléments Chimiques

 

Sciences

 

Azote

Calcium

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Fer

Hélium

Hydrogène

Oxygène

Ozone

Titane

Zirconium

Les Lourds

 

Sommaire de cette page

>>> Élément FER

>>> ÂGE de la TERRE 

>>> Cosmologie FER

>>> Acier, Inox

 

 

 

 

 

Le FER (Fe - 26)

  

*      Métal gris de structure cristalline.

*      Malléable, ductile et perméable au champ magnétique.

 

À l'état pur (natif) dans les météorites, Groenland, Nouvelle-Zélande. Abondant sous forme de composés: carbonates, oxydes, sulfures.

 

*      Végétaux et animaux supérieurs contiennent 5 cg de fer par kilo de poids, stocké principalement dans le foie et la moelle des os.

 

C'est à la fin de l'âge de fer (1er millénaire av. J.-C.) que l'homme a ferré le cheval et, ce faisant, a transformé l'art de la guerre et les transports à longue distance.

 

 

 

 

FER

 

26

Symbole

Fe

Élément

FER

Masse atomique

55, 847

Configuration électronique

2 - 8 - 14 - 2

Masse volumique

7,87 g/cm3

Température de fusion

1 535°C

  

 

 

 

Atomium de Bruxelles

Monument qui représente les neuf atomes de la maille du cristal de fer: cubique centré. Cristal agrandi 165 milliards de fois. Construit à l'occasion de l'Exposition universelle de 1958.

Neuf sphères de 250 tonnes chacune dont six accessibles au public (expositions, bar, restaurant, jeux pour enfants).

Escaliers mécaniques dans les cylindres et un ascendeur ultra-rapide dans la colonne d'accès verticale. Il atteint le sommet de l'édifice (102 mètres) en 23 secondes.

 

 

 

Fer – Structure atomique

*    Symbole

*    Composition: masse: 56 et charges: 26.

*           26 électrons

*           26 protons

*           30 neutrons (56 – 26)

*    Couches électroniques

2, 8, 14, 2

*    Masse de l'atome (on admet que la masse du neutron est égale à celle du proton et celle de l'électron est négligeable)

56 x 1,67 10-27 = 9,352 10-26 kg

*    Atomes dans 1 kg de fer

1 / 9,352 10-26 = 0,107 1026

                                          1025

Voir Autres exemples

 

 

 

Élément FER

 

*    Le fer est l'élément qui a aidé l'humanité à se hisser hors de l'âge de pierre et la conduit à la révolution industrielle.
 

*    Il capable de former des alliances avec nombre de ses voisins comme le cobalt, le nickel, le vanadium ou le manganèse.
 

*    Il forme l'acier qui est la fondation de la société moderne.


 
Voisins du Fer dans la table de Mendeleïev:

L'élément fer se trouve au centre de la barre rejoignant le rectangle gauche (métaux alcalins et alcalino-terreux) au rectangle droit du tableau de Mendeleïev (Oxygène, Azote, Carbone, Néon...).

 

 

 

Mnémotechnique:             

S'que t'y va! Le chrono m'a fait courir nickel dans la cuisine

SC TI Va Ch Ro M(n) FE CO Nickel CU ZN

 

Fe26 => Phénicien, Phénichien, Fer Niche Chien, Niche, N Ch, 2 6  

 

Voir Éléments chimiques  /  Atomes et particules

 

 

 

ÂGE de la TERRE 

74 832 ans

 

*    Âge de la Terre selon Buffon.

Il  imagine que la Terre à une chaleur interne et indépendante du Soleil. Il se lance dans un très long calcul de plus de 150 pages, modélisant le refroidissement de la Terre.

Elle est d'abord considéré comme un bloc de fer, puis en introduisant des corrections tenant compte d'autres matériaux. Faisant aussi intervenir l'échauffement dû au Soleil.

*    Évidemment, il est loin du compte.

 

1,5 105

150 000 ans

 

*    Âge de la Terre selon Fourier

Il ne connaissait pas la température de fusion du fer; estimé entre 500 et 5000°C. Il a eefectué son calcul avec 500°C.

*    Or  la température de fusion du fer est: 1535 °C

 

4,5 109

4,5 milliards d'années

*    Réalité, telle que connue aujourd'hui.

 

 

Cosmologie FER

 

*    Le FER apparaît  à la cinquième et dernière étape dans l'évolution stellaire:

Six milliards de degrés: fusion du silicium en fer (28 + 28 = 56).

 

*    À la fusion des atomes s'opposent les forces de destruction dues aux collisions.
Un équilibre s'opère et divers éléments sont formés: fer, chrome, manganèse, cobalt, nickel et zinc. Cependant le fer émerge car plus résistant. Il nettement plus abondant que les autres.

 

*    Dix milliards de degrés serait l'étape suivante de fusion, mais à cette température les collisions cassent tout.

 

Voir Hélium

  

Fonte du fer

1709, Abraham Darby (1678-1717), propriétaire d'une petite fonderie, produit pour la première fois du fer de bonne qualité avec du coke plutôt que du charbon de bois.

Le coke est à la houille ce que le charbon de bois est au bois, le produit d'une combustion partielle et contrôlée éliminant les impuretés. En outre, le charbon de bois devenait rare et cher.

Le coke est obtenu par pyrolyse de la houille. Son invention date du début des années 1600.

Voir Acier et Hittites

 

 

ACIER

 

Acier (steel)

Alliage à base de fer dont la teneur en carbone est inférieure à 1,8% en masse.

Au-delà, jusqu'à 6%, ce sont les fontes.

Selon l'usage, l'acier peut contenir à faible teneur: manganèse, silicium, soufre, phosphore.

On classe toutes les variétés des aciers selon leur dureté ou selon leur usage:

*    aciers ordinaires (dits au carbone);

*    aciers inoxydables;

*    aciers de construction;

*    aciers à outils;

*    aciers à roulements;

*    aciers magnétiques;

*    aciers réfractaires.

 

Acier inoxydable (stainless steel)

Alliages ferreux résistants à un grand nombre de milieux corrosifs.

Sa teneur en chrome est toujours supérieure à 12%.

*      aciers martinsitiques: 12 à 17% de chrome + carbone (0,1 à 1%);

*      aciers ferritiques:        16 à 30% de chrome et très peu de carbone;

*      aciers austénitiques:  16 à 18% + nickel;

*      aciers 18-10:               18% de nickel et 10% de chrome – Aciers inoxydables les plus connus.
 

 

 

 

 

 

 

Suite

*      Aimantation du fer

*      Découverte de l'électromagnétisme

*    Fer puddlé

*      Hittites et travail du fer

*    Invar

*      Trois découvertes dont l'acier

Voir

*    Atomes et quarks

*    Constantes physiques

*    Cristaux

*    Eau

*    Éléments dans l'Antiquité

*    Hydrogène

*    Matière

*    Mnémotechnique des noms des éléments

*    Rhéologie

DicoNombre

*    Nombre 0,05

*    Nombre 0,12 = 12%

Livre

*    Dictionnaire encyclopédique des sciences des matériaux – Emilian KollerDunod / Usine nouvelle – 2008 -  pages 4 à 14 et page 309.

Cette page

http://villemin.gerard.free.fr/Science/Fer.htm