Recherche:Oxyde ferrique ε-Fe₂O₃
Recherche : Oxyde ferrique ε-Fe₂O₃
[modifier | modifier le wikicode]Introduction
[modifier | modifier le wikicode]L’oxyde ferrique epsilon (ε-Fe₂O₃) est un polymorphe rare et métastable de l’oxyde de fer(III).
Il a été identifié pour la première fois en 1963 par Schrader et Büttner, qui ont montré qu’il s’agissait d’une phase orthorhombique distincte au sein d’oxydes mixtes de fer.
Une seconde voie de préparation a été établie en 1966 par Jean-Marie Trautmann (Université de Strasbourg), qui a obtenu ε-Fe₂O₃ par oxydation, sous ébullition, d’une solution aqueuse de ferricyanure de potassium en présence d’hypochlorite de sodium.
Le composé est d’intérêt en raison de sa structure particulière, de son comportement ferrimagnétique et de ses propriétés thermodynamiques inhabituelles.
Structure
[modifier | modifier le wikicode]Le composé cristallise dans un système orthorhombique, espace groupe Pna2₁.
La structure comporte quatre sites Fe³⁺ distincts, certains en coordination octaédrique, d’autres tétraédrique.
Cette organisation interne est responsable de l’anisotropie magnétique et des valeurs élevées du champ coercitif.
Propriétés magnétiques
[modifier | modifier le wikicode]ε-Fe₂O₃ présente un comportement ferrimagnétique, avec un champ coercitif très élevé par rapport aux autres oxydes de fer.
Ces propriétés suscitent un intérêt pour :
- l’enregistrement magnétique haute densité,
- les matériaux absorbant les micro-ondes.
Préparation
[modifier | modifier le wikicode]Plusieurs méthodes de préparation ont été décrites :
1. Décomposition thermique d’alcools métalliques (alkoxydes de fer)
[modifier | modifier le wikicode]Procédé produisant des nanoparticules ε-Fe₂O₃.
2. Oxydation du ferricyanure (Trautmann, 1966)
[modifier | modifier le wikicode]Réaction sous ébullition entre ferricyanure de potassium et hypochlorite de sodium.
3. Méthodes sol-gel
[modifier | modifier le wikicode]Voies modernes permettant la formation d’ε-Fe₂O₃ à plus basse température.
La phase ε reste métastable et ne se forme que dans une fenêtre de température limitée.
Lorsqu’elle est chauffée, elle se transforme successivement en :
→ γ-Fe₂O₃, puis
→ α-Fe₂O₃.
Propriétés thermodynamiques
[modifier | modifier le wikicode]Les propriétés thermodynamiques de ε-Fe₂O₃ ont été déterminées par dissolution calorimétrique (Trautmann, 1966).
Chaleur de dissolution
[modifier | modifier le wikicode]Q298ε = −32,1 ± 1,2 kcal·mol−1
Enthalpies standard de formation (298 K)
[modifier | modifier le wikicode]Pour γ-Fe₂O₃ :
ΔH298γ = −191,7 ± 2,2 kcal·mol−1
Pour ε-Fe₂O₃ :
ΔH298ε = −189,6 ± 2,2 kcal·mol−1
Ces valeurs montrent que la phase ε est :
- moins stable que γ-Fe₂O₃,
- et nettement moins stable que α-Fe₂O₃, avec un début de transformation autour de 600 °C.
Références
[modifier | modifier le wikicode]- Schrader, G.; Büttner, H. (1963). Mixed oxides of iron. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 320, 205–220.
- Trautmann, J.-M. (1966). Préparation et étude de l’oxyde ferrique epsilon Fe₂O₃. Thèse, Université de Strasbourg.
Voir aussi
[modifier | modifier le wikicode]- Oxydes de fer
- Ferrimagnétisme
- Polymorphisme (chimie du solide)