title: Manganèse

text: Le chimiste Bergman lance les études sur la magnésie noire où il soupçonne un élément inconnu, son étudiant Carl Wilhelm Scheele est le premier chimiste à reconnaître que le "manganèse" est un élément chimique singulier, en utilisant la magnésie noire pour générer des gaz oxydants, l'oxygène en 1773 et le chlore en 1774, le gaz oxygène étant évidemment dénommé plus tard par Lavoisier. Scheele laisse son collègue, le chimiste préparateur Johan Gottlieb Gahn, isoler le corps simple manganèse métal pur en 1774 par réduction du dioxyde de manganèse en creuset avec du carbone. Klaproth qui reproduit sa préparation lui donne en 1808 un nom latin "magnesium" et allemand "das Magnesium" ("sic") de manière éphémère, alors que Humphrey Davy avait appelé "magnium" l'élément et corps simple magnésium actuels. Le chimiste français Guyton de Morveau lui donne finalement dans sa nomenclature des éléments d'inspiration lavoisienne le nom de manganèse en 1785, en prenant un mot français manganèse, désignant depuis la fin du pour les hommes de l'art la magnésie noire. Ce dernier faisant référence au mot italien ou vénitien "manganese" désignant également la magnésie noire, probablement issu du latin médiéval "manganesa" ou "manganesia nigra", après altération de "magnesia nigra", à moins qu'il s'agisse d'un codage dialectal des verriers médiévaux de l'île de Murano.


title: Manganèse

text: Les propriétés magnétiques de la pyrolusite par ailleurs le plus souvent intimement associée à l'oxyde de fer ou magnétite étaient déjà connues, le terme gréco-latin de genre masculin "magnes, magnetis", le plus souvent "magnetem" ou "magnes lapis" de même origine, désigne également l'aimant, "pierre de magnésie" ou "pierre d'aimant", qui manifeste une force ou puissance, alors que le terme féminin "magnes(ia)" affublé d'un qualificatif désigne une matière particulière. La "magnesia nigra", ce corps pigment minéral noir, inséré naturellement ou artificiellement dans les argiles ou les ocres, est d'ailleurs utilisé depuis la Préhistoire dans les peintures de plus de . Les Égyptiens et les Romains utilisaient des composés de manganèse dans la fabrication du verre, pour colorer ou décolorer celui-ci. La magnésie noire, ce composé de dioxyde de manganèse naturel assez commun, était et est toujours employée pour blanchir le verre, car les coulées de verre sont souvent verdies par les ions ferreux. Le terme de minéralogie "pyrolusite" rappelle ce savoir-faire vitrier antique, car il signifie en grec "ce qui se dissout (et agit) par le feu". est un oxydant des ions ferreux en ions ferriques , laissant un verre incolore à brun selon la concentration. Ce dioxyde de manganèse utilisé dans les verreries était dénommé "savon des verriers", puisqu'il servait à blanchir un verre plus ou moins assombri, opacifié ou noirci.


title: Manganèse

text: On a trouvé du manganèse dans les minerais de fer utilisés par d'anciens peuples grecs, notamment les Lacédémoniens ou Spartiates. Il semble plausible que l'exceptionnelle dureté de l'acier spartiate proviennent de la production régulée d'un alliage fer-manganèse. Les hommes de l'art, depuis l'Antiquité, sans connaissance chimique moderne des corps minéraux, savent utiliser la magnésie noire ou oxyde de manganèse naturel en tant que "fondant actif". Minerais de fer et oxydes de manganèse donnent par réduction au charbon de bois divers composés ferromanganèses, employables pour fabriquer des lames de fer à couche d'acier ou des bronzes spécifiques après coulée avec le cuivre.


title: Manganèse

text: Au , des textes arabes signalent que l'ajout de "magnesia nigra" dans la production d’aciers fondus en creuset en augmentait la résistance (acier de Damas).


title: Manganèse

text: Au , le chimiste allemand Johann Rudolf Glauber réussit à produire le permanganate. Dans la première moitié du , le dioxyde de manganèse était utilisé pour la fabrication du chlore. Au , il s'agit d'un oxydant commun dans les laboratoires et dans l'industrie. Il sert à préparer à l'échelle industrielle les gaz oxygène ou chlore, ainsi que les chlorures décolorants comme l'eau de Javel, l'eau de Labarraque ou encore le chlorure de calcium, avant le procédé solvay.


title: Manganèse

text: Vers le début du , des scientifiques commencèrent à étudier l'utilisation du manganèse dans la fabrication de l'acier, et obtinrent des brevets. En 1816, on remarqua qu'ajouter du manganèse au fer le durcissait sans le rendre plus cassant. En 1858, le premier procédé de fabrication de l’acier (procédé Bessemer) lance l'utilisation du manganèse en métallurgie, en suivant les techniques mises au point par Robert F. Mushet. En effet, le manganèse bloque sous forme de scories le soufre des mauvais minerais de fer. La moindre trace de sulfure de fer, fléau pour les anciens forgerons, rend l'acier cassant. Le manganèse bloque aussi le gaz oxygène dissous dans les coulées des procédés modernes, et la formation facile du dioxyde de manganèse évite la formation malvenue des poches d'air, c'est-à-dire les boursouflures au refroidissement des coulées. Les alliages à base de fer, manganèse et carbone, à cassure miroitante, nommés Spiegeleisen en langue technique allemande (littéralement "fer à miroir" ou "miroir/fer"), puis vers 1890 par abréviation "spiegel" en langue technique internationale, désigne la fonte spéculaire du procédé Bessemer.


title: Manganèse

text: Au début de la Belle Époque, l'acier au manganèse, très dur, résistant à l'abrasion, s'impose durablement pour l'usage des rails de chemins de fer alors qu'une grande proportion des hélices de navire est moulée avec des alliages de cuivre et de ferromanganèse et que se développent, selon le même principe et pour des applications similaires, les "bronzes au manganèse".


title: Manganèse

text: Le chimiste français Gabriel Bertrand, à la suite du chimiste-naturaliste Hikorokuro Yoshida, spécialiste nippon de l'arbre à laque remarque que le manganèse à faible dose joue un rôle d'engrais catalytique pour les plantes cultivées, favorisant l'assimilation des engrais. Ce chimiste et biologiste français, par ailleurs à l'origine de la notion d'oligo-éléments, ouvre la voie à l'agrochimie et aux cultures intensives.


title: Manganèse

text: Le dioxyde de manganèse est utilisé précocement comme dépolarisant entourant la cathode de la pile sèche de Georges Leclanché. La cathode des batteries alcalines ou piles alcalines classiques, initialement à anode de zinc, mise au point par une équipe autour de Lewis Urry et amélioré par celles de Samuel Ruben ou de Karl Kordesch au cours de ce dernier siècle, est préparée à partir de dioxyde de manganèse et de poudre de carbone. Le dioxyde de manganèse ainsi élaboré se retrouve dans les piles et batteries au lithium mise au point à la fin du .


title: Manganèse

text: En 1831, l'ouvrage de chimie de Berzélius est à l'origine de l'introduction de l'adjectif "manganeux", pour qualifier le composé , le chlorure de manganèse qui obtient un usage en teinture pour composer le "bistre de manganèse", le sulfate de manganèse et plus tard l'ensemble des composés de Mn(II). En 1840, le dictionnaire de l'Académie française accepte les adjectifs "manganésifère" qualifiant ce qui contient du manganèse et "manganique", ainsi que le mot "manganate", correspondant à l'anhydride manganique et aux sels de l'acide correspondant inconnu, déjà familiers aux chimistes, comme le trisulfate de manganèse, . L'adjectif manganique sert à qualifier les composés de Mn de valence VI.


title: Manganèse

text: Il semble toutefois que les adjectifs "manganésé", signifiant mêlé de manganèse, et "manganésien", ou contenant du Mn, cité dans le dictionnaire Larousse soient déjà communs dans les laboratoires de minéralogie et de chimie avant 1870.


title: Manganèse

text: Les dictionnaires Larousse attestent des mots "manganine" et "manganite" en 1873, puis du mot permanganite et de l'adjectif correspondant permanganate en 1874. Le mot manganite, outre le sens minéralogique d'oxyde naturel hydraté de manganèse de couleur gris-noir à noire, désigne des oxydes doubles de et d'un autre sesquioxyde métallique, voire des sels dérivés de . La manganine change de genre en 1922, devenant le "manganin", sans changer de signification : il correspond à l'alliage de 82 à 83 % de cuivre, de 13 à 15 % manganèse et le reste de nickel, marque en nom déposé d'un matériau métallique, par exemple sous forme de "fil de manganin(e)" utilisé pour les résistances ou bobinages électriques. L'anhydride permanganique peut réagir avec un alcali en présence d'un oxydant fort, nitrate ou chlorate, pour produire les permanganates alcalins. Le permanganate de potassium est un oxydant énergique déjà employé au laboratoire en 1874. Il est l'oxydant de la manganimétrie en analyse volumétrique, par exemple des eaux souillées. Il s'impose aussi en médecine comme désinfectant puissant, par exemple pour le lavage des mains ("sic") et des plaies. Un usage antiseptique spécifique s'impose, pour soigner les maladies vénériennes, en particulier la gonorrhée qui fait alors des ravages. Enfin, l'industrie remplace parfois les manganates alcalins par les permanganates, également puissants décolorants des matières organiques. Son emploi se généralise dans le traitement des éponges végétales, ainsi que les pâtes à papier. Les permanganates de potassium et de calcium sont aussi utilisés dans la désinfection de l'eau.


title: Manganèse

text: Les préfixes mangano- ou manganoso- sont respectivement utilisés en chimie inorganique et organique pour signaler la présence de manganèse dans la structure chimique. Ainsi se justifie parfois a posteriori la manganocalcite ou carbonate de manganèse, la manganostibite ou antimoniate de fer et de manganèse, la manganowolframite ou tungstate naturel de Mn, la manganolite ou silicate naturel de manganèse, la manganopectolite ou pectolite de manganèse à teneur variable en anion calcium, les composés manganoso-ammoniques ou sels d'oxyde manganeux et d'ammoniaque... Il existe toutefois des appellations qui persistent souvent pour des raisons phonétiques, le "manganagraphite" ou silicate naturel hydraté de manganèse, la manganapatite ou phosphate naturel de chaux manganésifère (de l'ordre de 6 pour cent), la "manganamphibole" qui est une rhodonite à forte teneur en Mn...


title: Manganèse

text: Le manganèse possède 26 isotopes artificiels connus de nombre de masse variant entre 44 et 69, et sept isomères nucléaires. Un seul de ces isotopes, Mn, est stable et représente la totalité du manganèse naturel, faisant du manganèse un élément monoisotopique et également un élément mononucléidique. Sa masse atomique standard est donc la masse isotopique de Mn : .


title: Manganèse

text: Le manganèse est le troisième métal de transition, le plus abondant dans la croûte terrestre, après le fer et le titane. Le clarke est de l'ordre de à par tonne dans la croûte terrestre, les valeurs estimées sont nettement plus élevées, entre et par tonne, dans les granitoïdes et plus faibles, entre et par tonne, dans les roches magmatiques basiques. Il s'agit d'un élément moyennement abondant.


title: Manganèse

text: Le manganèse apparaît également, et en particulier à l'état de composés de Mn hydratés associés à des micro-grains de quartz, d'argiles et de feldspath, dans ce que l'on appelle des nodules polymétalliques sur le fond du plancher de l'océan. Les nodules les plus intéressants économiquement ont une granulométrie de l'ordre de de diamètre moyen et peuvent contenir en moyenne 30 % en masse de composés de Mn. L'eau de structure est souvent en proportion équivalente ou supérieur en masse. Ces nodules comprennent aussi contenir du fer, du nickel, du cobalt, du cuivre, du zinc, du molybdène, du titane, du cérium parfois à raison de 1,5 à 50 %, mais le plus souvent en faibles teneurs. Quelques aires abyssales du Pacifique supporteraient environ de manganèse et les réserves de minerais manganifères virtuellement regroupées pourraient dépasser trente milliards de tonnes. Mais l'exploitation est délicate du fait et de la granulométrie centimétrique et de la profondeur des dépôts, et non sans conséquence sur la biodiversité des fonds océaniques.


title: Manganèse

text: Les nodules d'oxydes métalliques à base de Fe et Mn proviennent à l'origine de l'érosion de dépôts primaires de silicates de manganèse. Ils peuvent aussi provenir de façon plus récente de la corrosion d'acier des navires ou des installations anthropiques.


title: Manganèse

text: L'élément manganèse se retrouve dans de nombreux silicates, par substitution avec l'ion ferreux, soit dans divers oxydes. Le manganèse passe facilement en solution, il peut ensuite précipiter et se concentrer dans des roches sédimentaires chimiques, comme les minerais oolithiques à gangue calcaire, les minerais à gangue siliceuse ou dolomitique, ou les nodules polymétalliques déjà décrits.


title: Manganèse

text: La pyrolusite quadratique et la rhodochrosite c'est-à-dire le "manganspath" ou dialogite des anciens chimistes ou minéralogiste, la rhodonite , la braunite , voire la manganite monoclinique en aiguilles présentant des macles noires à brunes et la hausmannite des filons hydrothermaux et des roches sédimentaires oolithiques sont des minéraux communs. L'acerdèse , la braunite et l'hausmannite peuvent être communes dans certains sols. L'alabandite ou autrefois alabandine est un sulfure de manganèse cubique .


title: Manganèse

text: Il existe d'énormes gisement d'oxydes de manganèse non cristallins accompagnant parfois la pyrolusite, ils sont nommés d'un terme générique "le wad".


title: Manganèse

text: Le manganèse natif a été mis en évidence à l'échelle micrométrique par une équipe géologique russe en 2001, mais la validation de l'étude, il est vrai délicate sur ces échantillons très rares, a été rejetée par l'association internationale de minéralogie. Les nombreux minéraux du manganèse, sous forme de composés chimiques de manganèse, sont surtout associés en pratique aux minerais de fer ou, à défaut, aux diverses roches contenant en quantité non négligeable du fer et du chrome. L'eau ferrugineuse peut exceptionnellement contenir une concentration maximale de divers anions manganèse de . Les minerais les plus abondants sont des oxydes de manganèse : la pyrolusite MnO, l'ancien psilomélane [(Ba,HO)MnO], le groupe des cryptomélanes ou de la coronadite, des hydroxydes ou oxyhydroxydes produits d'altération, comme des mélanges de vernadite, birnessite... ou encore des carbonates comme la rhodochrosite (MnCO). Ils sont trouvés dans des gisements . Avant le milieu du , en France, les minerais exploités qui correspondent à un grand nombre de minéraux, en particulier oxydes, hydroxydes, oxyhydroxydes, silicates... de manganèse insérés dans des roches se nomment communément sous une dénomination générique "la manganèse". Les mines du secteur de Périgueux, de Saint-Martin... en Dordogne, sont actives sous l'Ancien Régime : la manganèse s'y dénommait « pierre de Périgueux ». Les divisions minéralogiques sous le Consulat et l'Empire signalent en particulier les départements producteurs de Sâone-et-Loire (secteur minier réputé de Romanèche, près de Mâcon), de la Loire, du Bas-Rhin (Dambach), de la Sarre (mine de Kreslenich, canton de Wadern), du Gard (mine cévenole de Saint-Jean de Gardonenque) et du Périgord.


title: Manganèse

text: La période de la Restauration relance les investigations minières. La manganèse est à nouveau exploitée à partir de 1817 à Saint-Martin-de-Fressengeas, puis à Milhac de Nontron de 1833 à 1841 et à Saint-Pardoux-la-Rivière de 1840 à 1912. De 1823 à 1949 (date de la fermeture de la production minière métropolitaine de Saint-Prix en Saône-et-Loire), la France n’a produit selon le bureau de recherches géologiques et minières . La plupart des gîtes y sont modestes et isolés. Les ressources rentables et exploitables sont situés au Sud, dans les Pyrénées, les Corbières, dans la montagne Noire et sur les bords nord/nord-est du Massif central. Le minerai y est par exemple exploité dans le district de Las Cabesses en Ariège par le second producteur de manganèse français (avec de minerai extrait de à ), un autre site (gîtes plus dispersés résultant de minéralisations lenticulaires à basse teneur enfouies dans les couches mésozoïques de grès, argiles du Permo-Trias et du Lias basal sont par exemple exploités à Chaillac dans l’Indre.


title: Manganèse

text: Le minerai est rarement présent sous forme de gros filons, hormis à Romanèche en Saône-et-Loire, qui fut le premier producteur français, avec de minerai extrait de à . Quelques mines (une dizaine) de taille modeste ont opéré ailleurs (Pyrénées, Montagne Noire, Corbières, Morvan) au et début du siècles, produisant de de minerai au total par gisement.


title: Manganèse

text: La presque totalité du minerai extrait sert à fabriquer à la fin du des ferroalliages à partir de ferromanganèse carburé ou ferromanganèse affiné, et/ou du silico-manganèse de composition approchée en Mn 65 à 68 %, Si de 16 à 21 %, C de 1,5 à 2 %.


title: Manganèse

text: Le manganèse Mn est un solide grisâtre ou gris-blanchâtre, un métal dur gris-blanc ou grisâtre brillant qui ressemble au fer. Les atomes dont le rayon sphérique avoisine constituent un cristal de système réticulaire cubique centré, de paramètre de maille . C'est un métal clair de densité 7,2 à 7,44 (pur), avec une dureté Mohs de l'ordre de 5 à 6 ½, très cassant et fragile. Ce corps simple métal existe sous quatre formes allotropiques ou variétés cubiques, le Mn de densité 7,44 le plus commun stable jusqu'à avant de se transformer en Mn, forme classique de plus faible densité 7,29 obtenue par aluminothermie, puis de suite en Mn à et en Mn après . Ces transformations de structures cristallochimiques sont réversibles. Les dépôts de métal Mn par électrolyse laisse essentiellement une phase Mn de densité minimale 7,18 qui se transforme rapidement au repos à température ambiante en Mn. Le manganèse est moins fusible que le fer en atmosphère inerte, il fond sans difficulté vers , et bout vers . L'oxydation ou "attaque par l'oxygène" est très lente à température ambiante. Mais, chauffé à l'air, il est facilement oxydé, il brûle, l'oxydation vive ou "combustion" laissant du tétraoxyde de manganèse . La poudre fine de manganèse s'enflamme spontanément à l'air à température ambiante. En masse, il peut s'oxyder d'ailleurs à l'air en donnant du dioxyde de manganèse .


title: Manganèse

text: Le manganèse est antiferromagnétique, il n'est ferromagnétique qu'après un traitement spécifique. Le premier potentiel d'ionisation s'élève à . Le métal et ses ions les plus communs sont paramagnétiques. La conductivité électrique est 4 % IACS, c'est-à-dire définie par rapport à celle du cuivre pur.


title: Manganèse

text: Il est attaqué aisément par les acides dilués, et même par l'acide acétique. Dans ce cas, le métal libère des cations divalents suivant le potentiel de réaction d'équilibre électrochimique réversible.


title: Manganèse

text: L'attaque par l'acide nitrique concentré libère l'équivalent de cations tétravalents ou . Il se dissout dans les acides en produisant un dégagement d'hydrogène. Il réduit les acides oxydants, par exemple l'acide sulfurique en acide sulfureux.


title: Manganèse

text: Le corps simple manganèse métal décompose très lentement l'eau déjà à froid, en libérant de l'hydrogène. Il décompose l'eau à . Dans des conditions souvent difficiles à maîtriser, des poussières de manganèse finement divisé, en réalité après la formation superficielle de dioxyde de manganèse naissant, catalyse la décomposition de l'eau oxygénée ou peroxyde d'hydrogène en solution aqueuse.


title: Manganèse

text: Le corps simple manganèse n'est pas protégé par une couche d'oxydes. Il réagit avec la plupart des corps métalloïdes. Il faut noter qu'à température ordinaire, la réactivité reste faible. Mais la réactivité s'accroît par chauffage et devient facile à hautes températures. Par exemple, ses combinaisons avec l'oxygène, le soufre, l'antimoine, les corps halogènes sont aisées. C'est pourquoi le manganèse ôte les impuretés dans divers procédés de la métallurgie du fer.


title: Manganèse

text: Le manganèse réagit avec l'azote vers en laissant le nitrure de manganèse .


title: Manganèse

text: Les divers oxydes de manganèse peuvent être réduits par le carbone ou charbon au four électrique. Mais le corps simple contient beaucoup de traces d'impuretés à base de carbone. L'aluminothermie, c'est-à-dire la réaction avec de la poudre d'aluminium, est aussi une technique ancienne, déjà décrite par les cours de chimie de Louis Troost. Ainsi la réduction fortement exothermique de à défaut de celle de permet d'obtenir le corps simple métal.


title: Manganèse

text: On peut aussi réduire le chlorure de manganèse par le métal sodium. Le carbonate de manganèse chauffé au rouge blanc dans un creuset de chaux (entouré de chaux vive) ou en creuset réfractaire peut être réduit par le charbon actif.


title: Manganèse

text: On peut préparer le manganèse métallique industriellement à partir d'une solution de sulfate de Mn(II) et d'acide sulfurique bimolaire, en imposant une tension de 4,5 V avec une intensité de courant avoisinant . Outre , l'électrolyse de est aussi une technique connue.


title: Manganèse

text: Le raffinage du manganèse métal s'est développé avec les emplois chimiques ou électrotechniques réclamant une pureté plus grande. Le métal pur est longtemps resté l'objet d'une production assez dérisoire, de l'ordre de quelques %, en comparaison de la production ultra-majoritaire de ferromanganèses, à base de 30 à 80 % en masse de manganèse, pour la sidérurgie, autrefois à partir de hauts-fourneaux remplis de coke et de minerais mixtes de Fe et Mn. Différents de ces derniers composés intermédiaires, mais également obtenus par réduction des minerais de manganèse avec le carbone, les spiegels n'ont qu'une teneur inférieure à 30 % en masse de Mn. Le manganèse est souvent en alliage avec le fer (au symbole chimique Fe), il donne des aciers plus durs, à propriétés mécaniques spéciales. Le manganèse, noté par convention M en sidérurgie ancienne, est en particulier introduit dans l'acier par les ferroalliages de la sidérurgie, qui se décline en ferromanganèse, en silicomanganèse... Le manganèse est surtout un métal d'addition, qui accroît les qualités chimiques et mécaniques des fontes et des aciers. Les aciers modernes à faibles teneurs en Mn, de l'ordre de 2 % en masse sont faciles à travailler à températures élevées. Les superalliages de fer et de manganèse admettent au moins 8 à 15 %, ce qui augmente notablement la force de traction, la dureté et la résistance à d'éventuels chocs violents du matériau. L'acier de Hadfield à 12 ou 13 % en masse de manganèse durcit sous la contrainte, sous les chocs répétés. L'acier mis au point par Robert Hadfield résiste bien à l'usure et aux chocs fréquents.


title: Manganèse

text: Parmi les alliages avec le fer, n'oublions pas la fonte manganée.


title: Manganèse

text: Certains alliages Fe Mn, avec éventuellement du silicium (Si) et/ou du chrome (Cr), ont des propriétés superélastiques. D'autres alliages, tels que nickel (Ni) Mn gallium (Ga) sont à mémoire de forme ferromagnétique.


title: Manganèse

text: On le retrouve avec le Cr et le tungstène (W) pour garantir l'indéformabilité de l'alliage. Ainsi les outillages, les rails d'aiguillages, les socs de charrue, les plaques de blindages ou les casques lourds de protection sont à base de ces aciers spéciaux. Il existe aussi des aciers de cémentation au Cr et bore (B), des aciers austénitiques au Cr, Mn et Ni, des aciers spécifiques au Mn, Ni molybdène (Mo), au Cr, Mn Si..., par exemple des aciers aux Mn (Ni) Mo résistants au fluage, des aciers aux Mn Cr (Ni) amagnétiques


title: Manganèse

text: Il est aussi présent dans les bronzes ou cuproalliages. On le retrouve de manière fréquente dans les alliages de métaux non ferreux d'aluminium (Al), cuivre (Cu), zinc (Zn) et étain (Sn), à usage industriel. Citons le laiton au manganèse résistant à l'eau de mer, autrefois commun dans l'industrie navale.


title: Manganèse

text: L'alliage manganine Cu 84 % Mn 12 % Ni 4 % montre à la fois une résistivité électrique très faible de l'ordre de et une variation linéaire de celle-ci sous des pressions très élevées. L'introduction de Mn permet ainsi de fabriquer des résistances électriques calibrées ou standard, des thermocouples électriques, des dispositifs magnétiques. Ainsi des manomètres électriques garantissent à des températures élevées la haute précision de mesures de pression de l'ordre de .


title: Manganèse

text: L'alliage constantan à base de Cu 55 % Ni 44 % Mn 1 % avec Zn et Sn présente une résistivité électrique quasi stable, de l'ordre de à .


title: Manganèse

text: Le manganèse permet d'obtenir des alliages d'aluminium à rigidité renforcée, par exemple des boîtes cylindriques pour boissons. On retrouve aussi ces alliages résistants à la rupture dans l'industrie automobile.


title: Manganèse

text: Les alliages de manganèse et de titane servent pour les moulages d'acier. Les alliages de Mn avec le Ni sont intéressants pour leur malléabilité. Notons aussi les alliages légers avec le silicium, le cobalt, le zinc, l'étain, le bismuth, où Mn améliore les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion.


title: Manganèse

text: Mis à part l'état métal 0, les états d'oxydation les plus communs sont +2, +3, +4, +6 et +7, bien que tous les états entre +1 et +7 soient observés avec -1 et -3.


title: Manganèse

text: Un grand nombre des composés du manganèse sont colorés. De l'état d'oxydation 2 à 7, citons le dichlorure de manganèse rose, le trifluorure rouge, le dioxyde précipité brun, l'ion manganite bleu, l'ion manganate vert et enfin l'ion permanganate violet. La solubilité des oxydes, surtout les plus bas, est assez semblable pour les éléments Mn, Cr et Fe. Ce n'est pas un hasard si le géochimiste rencontre souvent ensemble les éléments fer et manganèse.


title: Manganèse

text: Les oxydes et éventuels oxanions de manganèse sont d'autant plus acides et oxydants que leur état d'oxydation est élevé. Comme ils sont aussi encore plus oxydants en milieu acide, au fur et à mesure de l'élévation de leurs degrés d'oxydation, ils sont plus faciles à produire en milieu basique.


title: Manganèse

text: L'état de valence 0 est représenté par le corps simple métal Mn et les composés carbonyles, voire des singuliers complexes de coordination, comme évidemment instable et très réducteur.Rare, le cation monovalent n'est présent que stabilisé sous forme complexe à l'état de solide. Le cation est rose très pâle, peu acide, sans propriétés réductrices, difficile à oxyder en solution aqueuse, et souvent en compétition avec le dans les systèmes biologiques. L'action des alcalis, par exemple l'hydroxyde de potassium ou le carbonate de potassium en solution aqueuse, permet d'obtenir un précipité d'hydroxyde de manganèse, ce corps basique donnant par l'action de l'air ou par calcination douce l'oxyde de manganèse, autre corps basique. L'action des sulfures alcalins, tels que ou laisse des précipités de sulfures blancs rosés dans les liqueurs neutres.


title: Manganèse

text: Les sels manganeux anhydres, très souvent obtenus par chauffage, sont généralement blancs alors que les sels correspondants hydratés, incorporant l'eau de cristallisation, sont roses. L'analogie est souvent évidente avec les ions divalents , , , et . Mentionnons ces anions complexes avec l'anion phosphate , oxalate , tartrate , EDTA , cyanure ou encore à la couleur brun-vert... Les complexes de coordination de sont souvent le point de départ pour obtenir des complexes de Mn(I) et Mn(II), respectivement par réduction par le zinc et par oxydation à l'air.


title: Manganèse

text: Le cation est rouge et instable. Cet oxydant faible, mais assez puisant pour dégager l'oxygène de l'eau, se dismute facilement en milieu acide en et , il s'hydrolyse dans l'eau en . Si on prend la réaction d'électrode en milieu aqueux acide, soit Le bilan confirme l'absence de chimie de en solution aqueuse.


title: Manganèse

text: Notons que l'état d'oxydation III du manganèse est stable à l'état solide. Ainsi en milieu alcalin ou basique, l'oxydation du dihydroxyde de manganèse donne l'ancien oxyde manganique , à la fois basique et stable.


title: Manganèse

text: Le cation n'existe véritablement sous forme stable qu'à l'état de complexes. Ainsi l'anion complexe violet, rouge, rouge foncé, rouge foncé, ... ou encore avec l'acétylacétone . Le complexe -dioxalate est instable à la chaleur, il se décompose vers , ce qui explique pourquoi les dosages au permanganates à l'oxalate doivent être réalisés à chaud.


title: Manganèse

text: Le cation n'existe pas en solution acide, c'est un acide fort représenté par , oxyde amphotère, composé non stœchiométrique stable, le plus souvent déficient en oxygène, observable sous forme de poudre brun-noir ou brun foncé. Donnons les réactions électrochimiques de base, d'abord de l'oxydant puissant en milieu acide (1), puis celle du réducteur potentiel en solution basique (2).


title: Manganèse

text: Le cation tétravalent est ainsi surtout représenté par des ions complexes, jaunes comme ou , rouge foncé comme .


title: Manganèse

text: L'ion manganite bleu , rare, n'existe qu'en milieu basique fort, type soude fondue. Il se dismute en milieu moins basique en et l'inévitable . Ce cation est aussi qualifié par influence de la chimie allemande ou anglo-saxonne hypomanganate.


title: Manganèse

text: L'ion manganate vert , quasi inexistant en solution aqueuse, n'apparaît qu'en milieu très basique. Notons que le trioxyde n'existe pas à l'état libre. Il se dismute facilement en milieu moins basique en ion permanganate et l'inévitable . Par exemple en reprenant une masse basique fondue par de l'eau légèrement acide (dilution et acidification) :


title: Manganèse

text: On peut obtenir le manganate de potassium en chauffant du dioxyde de manganèse avec un mélange de nitrate de potassium et d'hydroxyde de potassium. C'est un solide vert clair, soluble dans l'eau, mais uniquement stable en milieu basique. Les manganates ressemblent fortement aux chromates et aux , mais avec une stabilité intermédiaire, les ferrates étant les moins bien stabilisés.


title: Manganèse

text: Les composés de manganèse à état +7 ou VII sont de puissants agents oxydants, très acides, comme le permanganate de potassium KMnO qui oxyde lentement l'eau en dioxygène ou l'heptoxyde de dimanganèse MnO, produit liquide à partir de permanganate de potassium et d'oléum sulfurique, très instable, aux propriétés oxydantes spectaculaires.


title: Manganèse

text: L'ion permanganate montre une couleur violette sombre, intense et indicatrice, bien connue des chimistes. Ses sels, agents oxydants, sont solubles, ce qui explique l'intérêt en chimie analytique et préparatoire, notamment avec des "solutions fraîches" pour la manganimétrie. L'acide permanganique , découvert par Mitscherlich figure parmi les acides connus les plus forts. Il suffit de chauffer le permanganate de potassium vers pour qu'il se décompose avec dégagement de gaz oxygène en laissant du dioxyde de manganèse et de l'oxyde de potassium.


title: Manganèse

text: Les multiples cations manganèse, susceptibles de nombreuses réactions d'oxydo-réduction et d'être stabilisé à l'état de complexes, réagissent avec l'anion sulfure. Les deux cations les plus stables, préférés par les chimistes pour les expériences ou méthodes d'analyse, sont et . Les potentiels normaux en milieu acide des couples / et / sont respectivement de l'ordre de et .


title: Manganèse

text: Les réactions spécifiques d'identification des cations manganeux restent trivialement leurs oxydations soit par le moyen des persulfates (en présence d'ion argent comme catalyseurs permettant de conduire l'oxydation au-delà de l'état IV ou ) soit par l'action à chaud du dioxyde de plomb en milieu d'acide nitrique concentré, c'est-à-dire la "réaction de Crum".


title: Manganèse

text: Voici respectivement les réactions d'identification décrites :


title: Manganèse

text: Le cation permanganate peut à l'inverse être réduit en cation manganeux en milieu aqueux acide par de nombreux réducteurs (Fe(II), eau oxygénée, gaz hydrogène sulfuré, anions chlorure à chaud, bromure, iodure, tartrate à chaud...). Mais il peut aussi oxyder en milieu aqueux neutre ou basique de nombreuses substances organiques, comme l'anion formiate en anion carbonate, l'éthanol à chaud en aldéhyde ou acétate...


title: Manganèse

text: La fusion alcaline oxydante dans un creuset réfractaire par exemple en porcelaine d'un composé de manganèse quelconque, avec une partie de nitrate de sodium et quatre parties de carbonate de soude pour une partie du composé de manganèse, conduit après refroidissement à l'apparition d'une couleur verte dans le mélange résiduel, indiquant la présence d'anion manganate ou de manganate alcalin. C'est une technique ancienne de vérification en verrerie.


title: Manganèse

text: Les étudiants chimistes la simplifiaient autrefois couramment au laboratoire en chauffant, de la poudre de carbonate de sodium légèrement arrosée ou imprégnée de solutions d'ions manganeux, au chalumeau réglé en flamme oxydante. Ils obtenaient un petit amas de manganate de sodium, soluble dans l'eau, ce qui la faisait verdir ostensiblement. Pour détecter, dans les fers carburés, l'existence de manganèse, à une teneur massique atteignant 1/10000, le chimiste Boussingault appliquait une technique de détection qualitative mise au point par son collègue allemand Heinrich Rose, il chauffait les sels obtenu par dissolution complète de ces matériaux ferreux avec l'acide nitrique et l'oxyde puce de plomb , afin d'observer la formation d'une coloration pourpre intense de permanganate.


title: Manganèse

text: Voici les principaux composés à base de manganèse : Le manganèse colore en violet les perles de borax placées dans la flamme oxydante. L'analyse quantitative précipite l'ion manganeux sous forme de phosphate mixte d'ammonium et de manganèse grâce à un mélange de chlorure d'ammonium , et de phosphate d'ammonium dans l'ammoniaque. La calcination du précipité permet d'obtenir le diphosphate de manganèse , qui permet, par son pesage à froid, de déterminer la teneur en manganèse de l'échantillon initial.


title: Manganèse

text: Les échantillons contenant du manganèse, généralement sous forme de matière minérale solide, de sels dissous en milieu aqueux, de diverses particules de corps composés ou de colloïdes, peuvent être étudiés par spectrométrie d'absorption ou spectrométrie d'émission atomique.


title: Manganèse

text: La solubilisation des particules et des colloïdes en milieu acide, suivie d'un traitement au persulfate d'ammonium, pour obtenir des ions permanganates solubles est une voie classique. Une analyse colorimétrique ou spectrophotométrique basée sur certaines absorbances fortes dans le domaine visible et ultraviolet permet un dosage par étalonnage. Une concentration par précipitation ou coagulation sous forme d'un composé insoluble de manganèse, puis filtration est parfois nécessaire. La spectrométrie de masse, l'analyse par activation de neutron ou la fluorescence X sont aussi des techniques pratiques informant sur la teneur globale en Mn, mais qui n'apportent aucune connaissance précise de l'état de l'oxydation.


title: Manganèse

text: D'autres techniques analytiques sophistiquées, parfois électrochimiques, sont nécessaires, souvent en couplage ou triade, et adaptées au type d'échantillons. L'analyse chimique représente une voie ancienne, distinguant les ions de diverses valences. Le manganèse fait partie globalement du groupe du sulfure d'ammonium, assez pléthorique, dont le réactif collecteur est en présence d'ammoniaque. Précisément le manganèse a sa place dans le sous-groupe du zinc, dont les cations précipitent par action du mélange réactif collecteur précédent, avec des précipités toutefois solubles dans un excès de réactif.


title: Manganèse

text: La présence d'autres ions, comme le fer, peut perturber les méthodes chimiques, par exemple la méthode à la formaldoxime.


title: Manganèse

text: Près de 90 % de la production de manganèse est utilisée pour la préparation d'alliages ferreux et non-ferreux. On le retrouve, encore principalement dans les aciers. Le manganèse est utilisé pour conférer certaines propriétés mécaniques. Un acier au manganèse peut en contenir par exemple jusqu'à 14 %. Il possède une résistance élevée contre la corrosion et est amagnétique. Ce type d'acier est également utilisé pour les barreaux et pour les portes de prisons (en le limant, l'alliage se durcit). Des plaques d'acier au manganèse de différentes épaisseurs, autrefois présents dans les casques lourds des soldats, par exemple les modèle 1951 ou modèle 1978 français ou les blindages, ou aujourd'hui encore dans les casques de sécurité d'ouvriers du bâtiment, sont communément utilisées pour les mobiliers de sécurité au niveau de la protection antiperçage des parties sensibles.


title: Manganèse

text: La poudre de manganèse est utilisée en soudure, par exemple à l'arc à l'électrode enrobée à haute température.


title: Manganèse

text: Le corps simple est notamment utilisé ou présent dans les productions métallurgiques industrielles que sont les aciers durs et résistants, par exemple l'acier des rails et notamment des aiguillages, de l'outillage, des roulements, du mobiliers de sécurité, des socs de charrues... Les aciers à outils sont à base de Cr, Mn (éventuellement Si), ou encore des aciers perfectionnés aux Cr, V, Mn et Si.


title: Manganèse

text: Les aciers au manganèse sont améliorés par l'adjonction de nickel pour les usages aux basses températures. Les aciers spéciaux au manganèse à 0,3 % de carbone sont employés pour le formage à froid. Ce sont aussi des aciers de moulage, comme les aciers austénitiques au manganèse. Les aciers au manganèse carbone sont aptes à la trempe superficielle. Les aciers au manganèse chrome, ou au manganèse bore sont des aciers de cémentation. Les aciers carbonés au bore et manganèse sont des aciers typiques de boulonnerie, alors que les aciers au manganèse et nickel sont préférés pour les chaînes. Les aciers moyennement carbonés au Mn et Mo, servent à fabriquer les tubes pour des structures légères et résistantes, comme les cadres de vélo de course en Reynolds 531. Les aciers faiblement carbonés aux Mn, Cr type staballoys servent à fabriquer des tiges inoxydables, comme les tiges des plates-formes de forages.


title: Manganèse

text: Il l'est aussi dans les alliages légers d'aluminium, souvent avec le chrome, et les divers bronzes au manganèse, qui font briller les hélices de bateau. Le manganèse, peu soluble dans l'aluminium, augmente la résistance des alliages d'aluminium et les propriétés frottantes (tribologie) de l'alliage contre les aciers. L'addition de manganèse - à raison de 5 à 15 % - augmente la résistance à la corrosion, par exemple pour des hélices, des gouvernails qui doivent résister à l'eau de mer.


title: Manganèse

text: Le dioxyde de manganèse MnO est un agent d'oxydation et de désulfuration du fer et des aciers. Il permet le brunissage des aciers, tels que les canons de fusils, les tubes et pièces d'artilleries. Le dioxyde de manganèse, en combinaison avec d'autres oxydes par frittage, permet de produire des aimants céramiques. Il est utilisé pour les soudures. Il sert parfois à la déferrisation.


title: Manganèse

text: Il s'agit du dépolarisant historique de la pile Leclanché, ou aujourd'hui des pile salines. L'électrode centrale (positive) de cette pile est garnie de dioxyde de manganèse (MnO) ou de composés électrochimiques à couches beaucoup plus sophistiqués (mais assez similaire pour le non-spécialistes) qui jouent le rôle de stockage et de régulation électrochimiques. Le chlorure de manganèse (II) est un électrolyte des piles et batteries.


title: Manganèse

text: La chimie du manganèse utilise le dioxyde comme matière première de base. Il peut servir à la fabrication des permanganates par fusion alcaline oxydante, il est aussi largement utilisé en chimie organique et dans la fabrication technique de l'uranium, en tant qu'oxydant. C'est un catalyseur en chimie. Son action catalytique dans la décomposition du chlorate de potassium appliqué à la préparation ancienne de l'oxygène s'explique par de multiples composés intermédiaires. C'est un siccatif pour peintures, vernis et encres d'imprimerie. L'acétate de manganèse est un agent de mordançage dans le textile. Le chlorure de manganèse (II) est un agent siccatif de l'huile de lin. Le permanganate de potassium est un agent d'oxydation de nombreuses réactions en chimie organique.


title: Manganèse

text: Le dioxyde de manganèse est aussi un pigment de couleur pour verre minéraux, dans les glaçures de céramiques comme les faïences, les porcelaines et dans les émaux. Dans l'industrie verrière, l'addition de dioxyde de manganèse permet à faible dose le blanchiment des verres, et à plus forte doses leurs colorations violette ou améthyste, brune ou noire. La couleur dépend du mode de préparation et de la composition du verre. La teinte du verre est due à des ions métalliques et à des métaux dispersés à l’état d'amas colloïdal. Notons que la couleur violette spécifique de l'améthyste, une variété de quartz teinté, est également due à la présence de fines traces ou particules de composés de manganèse.


title: Manganèse

text: À l'œil nu, il s'agit pourtant d'un pigment noir. Une couleur brun foncé ou noire des céramiques ou entre autres des pierres et des dalles préfabriqués peut s'expliquer par l'addition de dioxyde de manganèse généralement en combinaison avec d'autres oxydes métalliques tels que ceux du fer(II) et du chrome. Les briqueteries sont ainsi de grandes consommatrices de dioxyde de manganèse. On colore également certains types de briques avec du dioxyde de manganèse, ainsi que les tuiles pour leur rendre une couleur noire.


title: Manganèse

text: La famille du sulfate de manganèse est une des matières premières pour l'électrolyse industrielle du manganèse métal. Cet ancien sous-produit de l'industrie de l'aniline, pigment de teinture et de tissus, permet aussi de préparer des verres rouges et des vernis minéraux. Le silicate de manganèse est un pigment rouge géranium pour la teinture des verres et les vernis minéraux. Le carbonate de manganèse est un pigment blanc pour peinture. Les composés de pigments de manganèse se retrouvent parmi les matériaux des beaux-arts : le bleu et le violet de manganèse servent notamment en peinture.


title: Manganèse

text: Le chlorure de manganèse (II) est un désinfectant, ainsi que le permanganate de potassium. Le carbonate de manganèse est utilisé à faible dose en médication biocatalytique.


title: Manganèse

text: Le décacarbonyldimanganèse est un additif anti-détonant des essences. Il est aussi utilisé en chimie macromoléculaire.


title: Manganèse

text: Le manganèse est un oligo-élément très important du monde végétal, en particulier il est présent sous forme de sels plus ou moins solubles dans les engrais utilisables en culture des légumes et des agrumes. Pour compenser un manque de manganèse, on ajoute outre les engrais aux terres par exemple du sulfate de manganèse (MnSO) ou de l'acétate de manganèse , à moins qu'il ne soient présent dans les mélanges pesticides (fongicides à base de manganèse). Le sulfate de manganèse est aussi un fongicide et un additif pour aliment pour bétail.


title: Manganèse

text: Dans le monde vivant le manganèse semble jouer un rôle assez semblable à celui du fer. Il est parfois considéré comme le deuxième micronutriment des cultures végétales après le fer.


title: Manganèse

text: Le manganèse est un élément trace typique des sols. Il est le plus souvent disponible pour des pH de sols compris entre 4 et 8. Il est aussi présent dans les sols sous forme d'oxydes insolubles, qui sont surtout formés par l'action complexe de bactéries en milieu alcalin. La teneur des sols agricoles en Mn et celle des différents végétaux qui y croissent sont assez variables.


title: Manganèse

text: Faiblement assimilable par les plantes, mais aussi assimilable par voie foliaire dans certaines conditions, c'est un oligoélément qui interfère avec le microbiote du sol et qui est impliqué dans l'activation des enzymes, en lien avec le fer (par exemple dans le processus de synthèse de la chlorophylle). Un déficit en Mn peut induire (chez le blé par exemple) une diminution de la taille, du nombre et de la fertilité des grains de pollen.


title: Manganèse

text: Une carence de manganèse dans les sols cultivés n'est pas rare. Elle a souvent des origines multifactorielles et peut être aggravée par des chaulages massifs (comme sur certains sols bretons riches en matière organique mais acides des années 1980 : Le manganèse est généralement complexé dans des composés organiques, or ces composés deviennent insolubles si le pH s'accroît, en particulier par la présence disséminée de lait de chaux. Le manganèse assimilable, piégé, n'est alors plus assez disponible pour couvrir les exigences des cultures intenses. Les régions agricoles concernées par une carence en Mn ont appris à pratiquer un chaulage à effet modéré.


title: Manganèse

text: Les cultures exportent du manganèse, elles ont un besoin régulier d'environ 400 à de Mn par hectare. En agriculture intensive, la pulvérisation de solution aqueuse à 0,5 ou 1,5 % en masse de sulfate de manganèse peut s'imposer, ou de manière anticipée la répartition modérée de scories Thomas à 2 ou 4 % en masse de Mn (pour ce dernier choix, l'action alcalinisante ou alcaline des scories rend peu ou lentement mobilisable le manganèse). Il existe depuis les années d'entre-deux-guerres en agriculture productiviste une préconisation d'utilisation des oxydes, chlorures et carbonates de manganèse pour favoriser l'assimilation des engrais par les plantes.


title: Manganèse

text: Inversement au-delà de certains seuils (qui dépendent aussi des espèces ou variétés, et du pH du sol) le manganèse présente une toxicité pour les végétaux. Ces seuils peuvent être atteints sur certains sols manganésifères naturels (ou des friches industriels).


title: Manganèse

text: Le manganèse est un activateur ou cofacteur d'enzymes (type carboxylase, peptidases ou phosphatases) présent dans les tissus vivants des animaux. Il joue un rôle crucial dans la formation du squelette, ainsi que dans le développement et le fonctionnement de l'appareil génital. Il est en particulier indispensable au niveau du lobe antérieur de l'hypophyse, qui permet la stimulation de la production d'hormones sexuelles.


title: Manganèse

text: Dans le cas des bovins, une carence implique un retard de croissance et de la maturité sexuelle des veaux et génisses, ainsi que des troubles de la reproduction des adultes. Une carence faible cause souvent des raideurs dans la démarche des bovins adultes, souvent au niveau du jarret droit, et surtout pour les vaches une diminution sensible de la production de lait. Les jeunes bovins nécessitent par kilogramme de matière sèche et par jour, l'exigence est diminuée de moitié chez les bovins adultes.


title: Manganèse

text: Pour les volailles, il existe des maladies de l'ossification spécifique, si la teneur des aliments est trop faible en Mn, le maintien du phosphore et du calcium dans le régime explique différents symptômes, à l'origine du pérosis ou déformation des pattes des poussins. Les poussins nécessitent par kilogramme de matière sèche et par jour alors que les poules requièrent seulement .


title: Manganèse

text: Le régime des porcs doit assurer par kilogramme de matière sèche et par jour. Une carence implique des troubles typiques de croissance des os longs et une déformation caractéristique des pattes de devant. La reproduction des truies est perturbée, elles sont souvent victimes de chaleurs irrégulières et d'avortement.


title: Manganèse

text: À faible dose, le manganèse est un bioélément reconnu du monde végétal et animal. Cet oligoélément, à des doses de l'ordre du milligramme/jour (au maximum pour un Homme adulte), est essentiel pour les enzymes du corps. Mais la toxicité des dérivés du manganèse est évidente à fortes doses. Dès par jour, le manganèse est un neurotoxique létal. Les poussières de manganèse doivent être surveillées en milieu industriel, avec une limite autorisée des teneurs en élément Mn à moins de . En effet, absorbées en excès, elles causent de graves désordres du métabolisme et du système nerveux, nommés la "folie du manganèse", succession de spasmes et d'états de langueur, qui, de manière similaire à la maladie de Parkinson mais avec des psychoses hallucinatoires, conduise à la paralysie au stade ultime. L'ensemble des pathologies causées par cet élément se nomme manganisme.


title: Manganèse

text: Le manganèse est un oligo-élément (nécessaire à l'homme pour survivre) ; la carence en manganèse (moins de 2 à pour un adulte moyen), conduit - selon le modèle animal - à des troubles de la reproduction pour les deux sexes, des malformations osseuses, des dépigmentations, une ataxie et une altération du système nerveux central. Le manganèse est cofacteur de nombreuses enzymes (glycosyltransférase, pyruvate carboxylase, GTP oxaloacétate carboxylase, isocitrate déshydrogénase, malique déshydrogénase, arginine synthétase, glutamine synthétase) intervenant dans des processus métaboliques variés. Il est particulièrement présent dans le métabolisme des hydrates de carbone et la synthèse des mucopolysaccharides. C'est aussi un métal essentiel pour la synthèse d'enzymes (Mn-SOD) participant à la lutte contre le stress oxydant et qui préviennent des dommages causés par les radicaux libres. Il participe aussi à la synthèse de la E et à l'efficacité de la B1 (thiamine). Cet activateur de l'oxygène moléculaire joue un rôle dans le fonctionnement de métalloprotéines telles que la superoxyde dismutase.De nombreux systèmes enzymatiques qui utilisent le magnésium peuvent fonctionner avec le manganèse, mais avec des caractéristiques enzymatiques (Km, Vmax) modifiées. Il peut parfois aussi remplacer le Zinc dans d'autres enzymes. Chez l'adulte humain en bonne santé, 3 à 5 % du Mn ingéré est absorbé lors du passage du bol alimentaire dans l'intestin et passe dans le sang. Ce qui n'est pas utilisé par le métabolisme normal est ensuite rapidement éliminé par le foie qui l’excrète dans la bile qui le renvoie vers l'intestin d'où il sera évacué via les excréments. Une autre partie, solubilisée en voie aqueuse, est retrouvée dans l'urine.Cependant ingéré au-delà de quelques mg/j, il devient - selon le modèle animal et les données issues de la médecine du travail - neurotoxique, induisant des troubles éventuellement graves et irréversibles du système nerveux et neuromoteur. Des rapports de cas individuels ou en séries d'intoxication sont régulièrement faits depuis 1837. Une étude canadienne a conclu que dans l'eau potable, il peut nuire aux performances cognitives et au développement intellectuel de l'enfant. Les troubles neurodégénératifs qu'il induit sont irréversibles (évoquant une maladie de Parkinson idiopathique. Selon Takser & al (2003), , mais les données disponibles chez le nouveau-né.La zone de limite de sécurité définie en France par l'ancienne Afssa, devenue Anses est de 4,2 à par jour, . L'inhalation d'aérosols de dioxyde de manganèse est également dangereuse pour les voies pulmonaires, y compris chez les soudeurs. En cas d'exposition professionnelle ou environnementale et avant même l'apparition des manifestations cliniques d'une intoxication aiguë ou chronique, des tests de comportement neurologiques, neuropsychologique et neurophysiologique peuvent révéler de premiers signes de neurotoxicité du manganèse. Ils mettent en évidence un ralentissement des fonctions motrices, avec augmentation des tremblements, vitesse réduite de réponse neuromusculaire, de possibles déficit des sens olfactif et de la mémoire, des déficits intellectuels et des changements d'humeur. Selon les chercheurs Mergler et Baldwin, si plusieurs études ont suggéré une relation dose-effet, d'autres n'ont pas trouvé de relation claire entre une exposition au manganèse déterminée par des estimations et sa possible incorporation qui est détecté de manière externe par les résultats de tests neurologiques et ensuite mesurée concrètement par les diverses teneurs dans le sang, l'urine ou les cheveux, qui peuvent traduire comme pour le plomb dans le cadre du saturnisme une imprégnation plus ancienne, notamment chez les enfants vivant près de zones à risques de contamination par le manganèse, notamment les zones minières ou industrielles).Le Méthylcyclopentadiényle tricarbonyle de manganèse autrefois associé au plomb dans les carburants, puis encore utilisé comme antidétonant dans l'essence mais à moindre dose en raison de sa toxicité, également utilisé comme fongicide, pourrait être une source d'exposition à ne pas négliger selon Mergler& Baldwin (il était en diminution aux États-Unis, mais alors que son utilisation progressait dans les pays pauvres).


title: Manganèse

text: Les mécanismes biochimiques sous-jacents à la toxicité du manganèse commencent à être mieux compris. On sait qu'il existe des susceptibilités individuelles au moins en partie d'origine génétique, et que le processus toxique impliquent l'auto-oxydation de la dopamine et une production de radicaux libres qui induiront ultérieurement des lésions neuronales. Le manganèse pourrait aussi être un perturbateur endocrinien, car les analyses faites en médecine du travail montrent qu'un faible niveau d'exposition aux oxydes de manganèse en milieu industriel suffit à induire un changement dans la répartition de la Prolactine sérique qu'on trouve aussi à des taux plus élevés chez les travailleurs exposés par rapport à des témoins appariés, et ces valeurs anormalement élevées persistent dans le temps chez ces travailleurs. D'autres marqueurs biochimiques ont fait l'objet d'évaluations, et un modèle dose-réponse d'après le Mn urinaire considéré comme marqueur d'exposition conclu à une dose de référence faible (0,4 microgrammes de Mn par litre d'urine), . Alors que l'on constate une forte progression de la maladie de Parkinson ( à 1,5 million de cas par an aux États-Unis) les médecins doivent mieux considérer l'exposition au manganèse lors du diagnostic différentiel. A priori, le Médecin du travail peut contribuer à limiter l'exposition à ce métal et par suite ses effets néfastes sur santé au travail.


title: Manganèse

text: Le manganèse a 29 isotopes radioactifs. Ils vont du Mn au Mn. Ils semblent quasi absents dans la nature (bruit de fond indétectable) mais peuvent être bioconcentrés et bioaccumulés par exemple par les bryophytes aquatiques ("Fontinalis, Cinclidotus et Platyhypnidium", avec un facteur de concentration de à (exprimé par rapport au poids frais) selon Beaugelin-Seiller, 1994 cité par IRSN, 2001) croissant en zone d'influence de rejets liquides radioactifs d'installations nucléaires.


title: Manganèse

text: Les plus importants des radioisotopes (pour les rejets et applications industrielles ou de laboratoire) seraient : Tous deux sont produits par les centrales nucléaires ; C'est un produit d'activation du fer stable des structures des réacteurs nucléaires (réaction n, p sur le Fe), entrainé dans l'environnement à la suite de la corrosion des métaux, et sous forme particulaire dans le flux neutronique du réacteur. Au début des années 2000, on estimait que le radio-manganèse représentait 1 à 2 % de l’activité gamma totale (hors tritium) rejetée sous forme liquide par le parc électronucléaire EdF, soit de l’ordre de 1GBq par an (Florence et Hartmann, 2002).


title: Manganèse

text: En usines de retraitement, il .


title: Manganèse

text: Selon l'IRSN, "". Ils semblent très variables selon les espèces et peut-être certains cofacteurs. Les effets radiotoxiques de ses isotopes radioactifs restent mal connus, mais l'IRSN en 2001 a publié une fiche sur le Mn (émetteur β). Chez l'animal et l'homme, on peut supposer qu'ils interfèrent avec le métabolisme, car le manganèse est un élément essentiel (à faible dose), dont pour .


title: Manganèse

text: Ce métal est un élément chimique naturel assez commun (il compose 0,1 % de la croûte terrestre) et omniprésent dans l'environnement. Il est présent dans de nombreux types de roches et sédiments, dans le sol et dans l'eau. L'érosion des sols est la principale sources naturelles d’émission de manganèse vers l'air, les pluies et le sol, devant les embruns marins, les incendies de forêt, les émissions de poussière volcanique et les transferts par les végétaux.


title: Manganèse

text: Des sources anthropiques directes existent depuis la révolution industrielle dans les secteurs des mines et de l'industrie métallurgique (exploitation minière, du traitement des minéraux, puis production de manganèse mais aussi de ses alliages, d'acier et de fer).


title: Manganèse

text: Le lessivage par les pluies des zones industrielles où il est extrait, raffiné, utilisé ou recyclé en est une autre source (notamment en cas de drainage minier acide, de même pour le lessivage de la nécromasse en contenant (tissus animaux ou végétaux, dont feuilles mortes, fumiers...). On en trouve aussi dans les excréments humains et d'animaux. Selon l'OMS, . Cet élément n'étant pas biodégradable ni dégradable aux échelles humaines de temps, on le retrouve en quantité significative dans les eaux usées, les boues d'épuration.


title: Manganèse

text: Dans l'air, sa concentration est normalement très faible et elle le reste dans les régions peu anthropisées (environ 0,5 à 14 ng/m3 d'air en moyenne), pour nettement augmenter dans les zones rurales (40 ng/m3 en moyenne), et plus encore en zone urbaine (65 à 166 ng/m3 en moyenne) avec des taux parfois très élevés dans les régions industrielles (jusqu'à 8000 ng/m3) ou près d'autoroutes très passantes. Près des fonderies, les taux de manganèse atteignent 200 à 300 ng/m3 pour dépasser 500 ng/m3 près des industries de ferro- et silicomanganèse.


title: Manganèse

text: Il peut être inhalé sous forme de composés volatils ou ingéré sous forme de poussières dans certaines contextes industriels (usines métallurgiques, mines...).


title: Manganèse

text: Dans l'eau le taux de manganèse varie beaucoup selon le contexte géologique, de 10 à par litre (mais rarement au-dessus de et presque toujours sous les . Des concentrations de quelques peuvent tacher les textiles et engendrer des goûts, des couleurs et des odeurs trop facilement perceptibles. Un traitement d'épuration, en fixant le manganèse sous forme solide, s'impose souvent. De l'eau contenant une sur-concentration inhabituelle de sels de manganèse, le plus souvent d'origine naturelle, est appelée « eau noire » dans le jargon des physicochimistes de terrain. Dans le milieu aquatique ses deux formes principales sont Mn (II) et Mn (IV), avec un mouvement entre ces deux formes, contrôlé par le contexte abiotique ou microbien plus ou moins oxydoréducteur. Dans l'eau, la chimie de l'environnement du manganèse est principalement régie par le pH et les conditions redox du milieu ; Mn (II) dominant quand le pH et le potentiel redox sont bas et au profit d'une proportion croissante de manganèse colloïdal oxy-hydroxydes à un pH supérieur à 5,5 (dans les eaux non dystrophes. À la limite sédiment-eau, et dans le sédiment les facteurs chimiques qui contrôlent la forme chimique du manganèse sont le taux d'oxygène de l'eau sus-jacente, et la pénétration de cet oxygène dans le sédiment, ainsi que la quantité de carbone organique benthique. L'anthropisation des milieux a modifié ces conditions (avec les pluies acides et l'acidification des océans, et une tendance générale à l'eutrophisation et au colmatage et à l'eutrophisation des sédiments devenant plus souvent anoxiques).


title: Manganèse

text: Dans le sédiment, on peut fréquemment trouver des teneurs maximales de 410 à de poids sec dans les cours d'eau. Ces concentrations parfois importantes et excessives sont atteintes localement (par exemple jusqu'à (en poids sec) au fond d'un lac urbain recevant des eaux de ruissellement de zones industrielles et résidentielles, et des retombées aéroportées à partir de terrils anciens. Des taux de 100 à (poids sec) sont cités pour la zone intertidale et les sédiments du nord de l'Adriatique. En mer Baltique, des charges sèches de 3550 à (poids sec) ont été signalées sur la fraction supérieure du sédiment ; ces concentrations de manganèse anormalement élevées seraient dues à l'activité sidérurgique et ses dérivés de ferromanganèse véhiculé finalement dans les concrétions et charges fluviales jusqu'à cette mer intérieure, à faible capacité de renouvellement des eaux.


title: Manganèse

text: Dans le sol, les teneurs varient déjà selon les variations du substrat géologique ou la "pollution naturelle" par les eaux et vents poussiéreux, le "fond géochimique naturel" ou niveau en Mn global pouvant varier de moins de 1 à de sol (poids sec), avec des valeurs moyennes de 300 à de sol (poids sec). À teneur égale, le manganèse développe plus d'effets toxiques dans les sols naturellement acides ou acidifiés.


title: Manganèse

text: Dans les sols véritablement pollués par des activités humaines (friches industrielles, dépôts agrochimiques...), les champignons peuvent le (re)concentrer et l'exporter sous forme soluble par leur réseau de mycélium vers le réseau trophique, ce qui n'exclut pas le transport par les animaux consommateurs de champignons vivants (limace ou écureuil par exemple), la fixation par les végétaux receveurs ou la dégradation en retour de la nécromasse, terme ultime de la biomasse.


title: Manganèse

text: Dans l'alimentation humaine, il est trouvé à l'état de traces parfois conséquentes, principalement dans le germe de blé et le pain complet, le seigle, les flocons d'avoine, le riz complet, la mélasse, les noix, amandes et noisettes, la noix de coco séchée, le cacao ou le chocolat noir, les moules, coquilles saint-Jacques et les huîtres, de nombreux poissons comme la truite et le brochet, les lentilles cuites ou le quinoa, les pois chiches, le soja, l'avocat, les haricots verts, les épinards, les légumes à feuilles vertes, les fruits frais comme les mûres, framboises, fraises, ananas, l'huile d'olive, le jaune d'œuf, ou encore les pignons de pin, le thé, le sirop d'érable, les bananes séchées, les châtaignes crues, les herbes de Provence et divers épices comme le gingembre moulu, la cardamone, le clou de girofle, la cannelle...


title: Manganèse

text: Ce métal est un oligoélément pour les plantes (leur besoin en manganèse varie de 10 à de tissu). Il est cependant facilement bioconcentré et bioaccumulé par de nombreux organismes aquatiques (avec un facteur de concentration de pour les végétaux supérieurs marins et d'eau douce, de pour le phytoplancton, pour macroalgues marines, pour les moules de la zone intertidale, et de 35 à 930 pour les poissons.


title: Manganèse

text: À la fin du , la teneur moyenne en manganèse des organismes aquatiques (crustacés, mollusques, poissons) est d'environ (en poids frais), mais dans l'eau sa bioaccumulation et concentration dans le réseau trophique augmente avec la température, mais elle décroît avec l'augmentation du pH et la salinité


title: Manganèse

text: Selon les données et études disponibles,


title: Manganèse

text: et l'écotoxicité globale reste assez mal cernée. On sait encore peu de choses sur la toxicité aquatique des formes colloïdale, particulaires, nanoparticulaire et complexées du manganèse (ces trois dernières formes étant cependant généralement considérées comme moins toxiques à doses équivalentes).


title: Manganèse

text: Il est possible de modéliser le comportement du manganèse dans l'environnement par le manganèse 54. Mais ces informations indicatrices de son suivi et de sa localisation ne résolvent nullement l'évaluation écotoxicologique qui est compliquée par :


title: Manganèse

text: Comme le manganèse est un oligoélément, des effets toxiques apparaissent dans deux situations :


title: Manganèse

text: Au début des années 1990, les principaux pays producteurs étaient, essentiellement pour les minerais à faibles teneurs, la Russie et ses anciens voisins de la CEI, le Kazakhstan et Ukraine, la Chine et l'Inde et surtout, pour les minerais à fortes teneurs, l'Afrique du Sud, le Gabon, le Brésil, et l'Australie. La production mondiale annuelle de minerai de manganèse était estimée à au début de la décennie. Les grands exportateurs étaient alors le Gabon, le Brésil, l'Australie et l'Ukraine. En 1990, les plus grands importateurs étaient le Japon, la Chine et la France.


title: Manganèse

text: Dès les années 1980, le marché des ferroalliages, matériaux intermédiaires recherchés par les groupes sidérurgiques pour la fabrication de l'acier et ses dérivés techniques, est accaparé par les producteurs de manganèse. Des accords de transferts technologiques s'établissent entre pays industrialisés et pays producteurs de minerais. Ainsi pour assurer à long terme un leadership, le puissant groupe minier d'Afrique du Sud, Samancor, s'associe à un consortium de groupes nippons, en particulier les divisions "Ferralloys" de Japan metal & Chemical & Mitsui et de Mizuschina & Ferroalloys industries Sumitomo.


title: Manganèse

text: Le ferromanganèse est de plus en plus majoritairement produit en four électrique à arc et de moins en moins selon les procédés le plus souvent anciens en haut-fourneau.


title: Manganèse

text: Production(s) pour l'année 2013 en millions de tonnes d'équivalent manganèse, répartie(s) entre les principaux pays miniers producteurs, avec leurs éventuelles réserves minières estimées de manganèse :


title: Manganèse

text: En 2015, presque de minerais manganésés ont été extraits dans le monde, pour produire l'équivalent de de manganèse.


title: Manganèse

text: En France, les ressources seraient de l'ordre de 150 à de minerai. L'industrie française est aujourd'hui importatrice de minerai provenant du Gabon principalement, le pays faute de mines ne produit quasiment pas de manganèse, mais la société Eramet figure parmi les premières entreprises minières pour l'extraction du Mn.


title: Manganèse

text: En 2014, la France est nette importatrice de manganèse, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'import était de .


title: Fer

text: Le fer est l'élément chimique de numéro atomique 26, de symbole Fe.


title: Fer

text: Le corps simple est le métal et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, le plus souvent sous forme d'alliages divers. Le fer pur est un métal de transition ductile, mais l'adjonction de très faibles quantités d'éléments additionels modifie considérablement ses propriétés mécaniques. Allié au carbone et avec d'autres éléments d'additions il forme les aciers, dont la sensibilité aux traitements thermomécaniques permet de diversifier encore plus les propriétés du matériau.


title: Fer

text: Le fer fait partie du groupe des éléments à l'origine des métaux de transition, il montre des analogies caractéristiques avec le ruthénium, l'osmium, le cobalt et le nickel.


title: Fer

text: Le mot français « fer » est issu du latin "ferrum", de même sens. Il est "indénombrable" (au sens où, quand il désigne le métal, il ne s'utilise pas au pluriel ni directement avec un numéral).


title: Fer

text: Le mot latin "ferrum" était traditionnellement rattaché à la famille de sens de "firmus" (« ferme, solide »). Mais aujourd'hui on voit dans l’espagnol "hierro" et l’anglais "iron" (même sens) un emprunt celtique et on le rattache plutôt au radical de "aes " (« airin » et autres métaux) et sa racine indo-européenne reconstruite : "*ḫeṷis" ou encore "*ai̯os-" [« métal »,(cuivre, bronze ou fer)].


title: Fer

text: Le fer 56 est le nucléide stable le plus lourd issu de la fusion du silicium par réactions α lors de la nucléosynthèse stellaire, qui aboutit en fait au nickel 56, lequel est instable et donne du Fe par deux désintégrations β successives ; les éléments de numéro atomique plus élevé sont synthétisés par des réactions plus énergétiques intervenant plutôt lors de l'explosion de supernovas.


title: Fer

text: Le noyau de fer 56 possède la masse par nucléon la plus faible de tous les nucléides mais pas l'énergie de liaison la plus élevée, en raison d'une proportion de protons un peu plus élevée que le nickel 62 qui, lui, a l'énergie de liaison la plus élevée par nucléon.


title: Fer

text: Le fer 56 résulte de la désintégration naturelle du nickel 56, isotope instable produit au cœur d'étoiles massives par fusion du silicium 28 au cours de réactions alpha en cascade qui s'arrêtent au nickel précisément parce que ce dernier possède l'énergie de liaison nucléaire par nucléon la plus élevée : poursuivre la fusion, pour produire par exemple du , consommerait de l'énergie au lieu d'en libérer.


title: Fer

text: Le fer possède 28 isotopes connus, de nombre de masse variant de 45 à 72, ainsi que six isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, quatre sont stables, Fe, Fe, Fe et Fe, Fe étant largement le plus abondant (91,754 %), suivi de Fe (5,845 % possiblement légèrement radioactif avec une demi-vie supérieure à ), Fe (2,119 %) et Fe (0,282 %). La masse atomique standard du fer est de .


title: Fer

text: Le plus stable des radioisotopes du fer est Fe avec une demi-vie de d'années, suivi de Fe (), Fe (un peu moins de ) et de Fe ().


title: Fer

text: Le fer est le métal le plus abondant dans les météorites ainsi que dans le noyau des planètes, comme celui de la Terre.


title: Fer

text: Le fer minéral est présent dans la nature sous forme pure ou plus rarement sous forme d'alliage avec du nickel (5 à 18 %) d'origine météoritique mais aussi sous forme de fer terrestre dit « tellurique ». Trop rare et surtout disséminé, il est fabriqué artificiellement par l'Homme forgeron et sidérurgiste et massivement dans certaines civilisations caucasiennes depuis plus de trois millénaires à partir de ses principaux minerais. Les combinaisons chimiques et minérales impliquant le fer sont pléthoriques, mais les véritables minerais relativement purs à forte teneur en fer sont beaucoup moins communs et souvent très localisés dans des mines de fer la plupart connues de haute antiquité.


title: Fer

text: Le fer est le le plus abondant dans l'Univers, il est formé comme « élément final » de fusion nucléaire, par fusion du silicium dans les étoiles massives. Tandis qu'il compose environ 5 % (en masse) de la croûte terrestre, le noyau terrestre est censé être en grande partie un alliage de fer-nickel, constituant ainsi 35 % de la masse de la Terre dans son ensemble. Le fer est peut-être, en fait, l'élément le plus abondant sur Terre ou du moins comparable (en juste ) en masse à l'oxygène, mais seulement le le plus abondant dans la croûte terrestre.


title: Fer

text: Des courants de convection dans la couche externe du noyau terrestre (noyau externe), de « l'alliage » liquide principalement fer-nickel, sont supposés être à l'origine du champ magnétique terrestre.


title: Fer

text: Le fer joue un rôle majeur en tant qu'oligoélément ou micronutriment pour de nombreuses espèces, et comme élément régulant l'amplitude et la dynamique de la productivité primaire océanique, ce qui en fait une composante essentielle des cycles biogéochimiques marins et des puits de carbone marins.


title: Fer

text: Les données récentes montrent que le cycle du fer océanique d'abord supposé lié aux apports de poussières riches en fer est en réalité bien plus complexe, et étroitement couplé biogéochimiquement avec des nutriments majeurs (carbonés, azotés). On a montré en 2017 que dans les zones pauvres en fer de l'Antarctique, le fer particulaire issu du rabotage des roches par les glaciers est une source alternative de fer que le phytoplancton sait exploiter.  Des études ont montré que certains phytoplanctons semblent effectivement bénéficier d'un taux élevé de , mais pour assimiler ce il leur faut aussi du fer ; il est spéculé depuis la fin du que l'ensemencement de l'océan avec du fer pourrait aider à limiter le changement climatique. Or on découvre que chez la plupart des espèces phytoplanctoniques, ce fer n’est assimilable qu’en présence de carbonates. Problème : ces derniers sont détruits par l’acidification induite par la solubilisation du dans l’eau.


title: Fer

text: Le fer dévoile un polymorphisme métallique. L'allotropie n'en applique pas moins un changement basique du cortège des propriétés physiques (dilatation, résistivité, chaleur spécifique liée à la structure cristallochimique).


title: Fer

text: C'est un métal qui, en fonction de la température, présente un évident polymorphisme métallique. L'allotropie distingue :


title: Fer

text: Le corps pur fond à avec une chaleur latente de fusion qui est de l'ordre de . L'ébullition du fer, caractérisée par une chaleur latente d'ébullition de l'ordre de apparaît vers , en pratique pour un corps simple plus ou moins impur entre et .


title: Fer

text: Le fer est insoluble dans l'eau et les bases. Il est attaqué par les acides.


title: Fer

text: Le fer présente essentiellement trois degrés d'oxydation :


title: Fer

text: Le fer, combiné à l'oxygène, s'oxyde, suivant les conditions en trois oxydes de fer :


title: Fer

text: À l'air libre en présence d'humidité, il se corrode en formant de la rouille, constituée d'oxydes et d'oxyhydroxydes ferriques hydratés, qu'on peut écrire respectivement. La rouille étant un matériau poreux, la réaction d'oxydation peut se propager jusqu'au cœur du métal, contrairement, par exemple, à l'aluminium, qui forme une couche fine d'oxyde imperméable.


title: Fer

text: La spectroscopie Mössbauer fournit un outil puissant pour la distinction des différents degrés d'oxydation du fer. Avec cette technique, il est possible de faire une analyse quantitative en présence de mélange de phases de fer.


title: Fer

text: En solution aqueuse, l’élément chimique fer est présent sous forme ionique avec deux valences principales :


title: Fer

text: Un certain nombre d'ions conduisent à la précipitation des ions du fer en solution. L'ion hydroxyde HO est de ceux-là (voir ci-dessus). L'ion sulfure S permet de former le sulfure de fer(II) FeS, le sulfure de fer(III) et pour des pH pas trop acides. Il faut en effet qu'une quantité raisonnable d'ions sulfure soit présents, ce qui n'est pas le cas à pH acide puisque l'ion sulfure est alors sous sa forme diacide, le sulfure d'hydrogène .


title: Fer

text: Les potentiels de référence des couples du fer : Cela indique que le fer métallique n'est pas stable en milieu aqueux. Il s'oxyde d'autant plus vite que le pH est bas.


title: Fer

text: Cela indique également qu'en présence de dioxygène dissous ("E"°( / ) = ), les ions fer(II) ne sont pas stables non plus.


title: Fer

text: Ces potentiels de référence changent en fonction des ions présents en solution, surtout si les constantes de stabilité des complexes correspondant en Fe(II) et Fe(III) sont notablement différentes.


title: Fer

text: L'oxydoréduction est une manière de titrer les ions fer(II), par exemple par les ions cérium(IV) (couple Ce/Ce) ou par les ions permanganate MnO (couple MnO / Mn en milieu acide sulfurique).


title: Fer

text: Bien que la réduction en fer métallique des ions du fer soit possible, elle est rarement pratiquée à partir de solution aqueuse.


title: Fer

text: De nombreux complexes du fer en solution aqueuse se forment facilement, par simple addition du ligand (au bon pH). Parmi les complexes les plus courant se trouvent ceux impliquant les ligands : Ces complexes permettent de préparer le bleu de Prusse ; En chimie analytique, ce complexe permet de marquer la couleur des ions fer(III) ; Le couple redox constitué de ces deux complexes est utilisé comme indicateur de titrage d'oxydoréduction ; Ce complexe permet de mettre en évidence de petite quantité d'ion fer(III) en solution grâce à sa couleur caractéristique.


title: Fer

text: Le premier complexe organométallique isolé comme tel, en 1951, fut un complexe du fer : le ferrocène. Il est constitué d'un ions fer(II) avec deux ions cyclopentadiényles . De nombreux autres complexes ont été produits depuis, soit dérivés du ferrocène, soit de nature toute différente.


title: Fer

text: La majeure partie du fer dans la croûte est combinée avec l'oxygène, formant des minerais d'oxyde de fer, tels que l'hématite (), la magnétite () et la limonite (). L'oxyde magnétique ou "magnétite" FeO est connu depuis l'Antiquité grecque. Il tire son nom du mont "Magnetos" (le grand mont), une montagne grecque particulièrement riche en ce minéral.


title: Fer

text: Environ une météorite sur vingt comprend de la taénite, unique alliage de minéral de fer-nickel (fer 35-80 %), et de la kamacite (fer 90-95 %). Bien que rares, les météorites de fer sont une source de fer nickelé, ce fer météorique arrivé sur la surface terrestre étant à l'origine de la sidérurgie au sens étymologique ; l'autre source naturelle de fer métal légèrement nickelé sont les gisements de fer tellurique ou fer natif des minéralogistes qui sont plus rares.


title: Fer

text: La couleur rouge de la surface de Mars est due à un régolithe riche en hématite amorphe ; la "planète rouge" est en quelque sorte une « planète rouillée ».


title: Fer

text: 90 % des gisements de minerai de fer dans le monde sont retenus dans une couche de faible épaisseur et très riche en Fe(II), la couche de fer rubané. Aux premiers temps de la vie, à l'éon Archéen vers , les cyanobactéries vivent dans des océans de Fe(II). Lorsqu'elles commencent à faire de la photosynthèse, l'oxygène produit est dissous et réagit avec Fe(II) pour former des oxydes de Fe(III) qui précipitent au fond des océans. Après consommation de Fe(II), l'oxygène se concentre dans les océans puis dans l'atmosphère, il constitue alors un poison pour la proto-vie. Ainsi, les gisements de fer rubané se trouvent systématiquement entre les couches géologiques des massifs cristallins (schistes, gneiss) et les couches calcaires dolomitiques (coraux) constituant les massifs préalpins.


title: Fer

text: Le fer était connu dès le chalcolithique à travers les sites de fer telluriques et surtout les météorites de fer au fer souvent déjà allié de grande qualité, et il n'est pas assuré que sa métallurgie soit demeurée confidentielle comme on l'estime souvent jusqu'au , époque qui marque, précisément, le début de « l'Âge du fer » : autour du les Hittites, en Anatolie, avaient développé une assez bonne maîtrise du travail du fer, leur tradition déterminant son origine dans la région du Caucase, et cette technique semble également avoir été connue assez tôt en Inde du nord, notamment dans l'Uttar Pradesh.


title: Fer

text: Dans le monde hellénistique le fer est l'attribut d'Héphaïstos, dieu grec de la métallurgie et des volcans. Chez les Romains, toujours forgé par Vulcain, avatar italique de Héphaïstos, il est un attribut princier de Mars. Les alchimistes donnèrent au fer le nom de Mars, dieu de la guerre dans la mythologie romaine.


title: Fer

text: Jusqu'au milieu du Moyen Âge, l'Europe raffina le fer au moyen de bas fourneaux, qui ne produisent pas de fonte ; la technique du haut fourneau, qui, elle, produit de la fonte brute à partir de charbon de bois et de minerai de fer, a été mise au point en Chine au milieu du . Elle est courante en Europe occidentale dès le milieu du .


title: Fer

text: L’Occident réinvente indépendamment la technique plus d'un millier d'années après la Chine. Selon le doxographe antique Théophraste, c'est Délas, un Phrygien, qui inventa le fer.


title: Fer

text: Les infimes changements dans les pièces de métal solide obtenues par le labeur physique du forgeron (martelage, réchauffement, alliages superficiels) sont très peu importants pour le chimiste. La chimie du fer oublie en grande partie l'appréciation extrêmement fine des forgerons ou des mares de forges au cours de la longue histoire technique du fer.


title: Fer

text: Les principaux pays producteurs de minerais de fer en 2013 sont : Les principales sociétés productrices de minerais de fer dans le monde sont, en 2008 :


title: Fer

text: En 2007, la Chine produit un tiers de l'acier mondial et 50 % des exportations de minerai de fer.


title: Fer

text: La plupart des métaux à base de fer sont magnétiques. Cette propriété simplifie leur tri. Dans la deuxième moitié du , le faible coût des ferrailles rend les aciéries électriques plus compétitives que les hauts fourneaux.


title: Fer

text: Le fer s'obtient industriellement en réduisant par le monoxyde de carbone (CO) provenant du carbone les oxydes de fer contenus dans le minerai ; ceci peut être réalisé depuis l'Âge du fer, et jusqu'au dans certaines régions du monde, par réduction du minerai avec du charbon de bois dans un bas fourneau ou bas-foyer. On obtient, sans passer par une phase liquide, une masse hétérogène de fer, d'acier, voire de fonte, mélangés avec des scories, appelée « loupe », « massiot » ou « éponge de fer ». Afin de rendre le métal propre à l'élaboration d'objets, la « loupe » peut être brisée et triée par type de teneur en carbone ou plus simplement être directement compactée à la forge.


title: Fer

text: C'est avec le développement des moulins et de la force hydraulique que la lignée technique du haut fourneau a pu se développer et s'est globalement imposée au détriment de celle du bas fourneau. La principale différence dans ce procédé est que la réduction des oxydes de fer se fait en même temps que la fusion. Le métal est produit en phase liquide sous forme de fonte qui a absorbé une partie du carbone du coke et qui fond plus facilement que le fer (température de fusion plus basse d'au moins ). Mais la fonte devra ensuite être transformée en fer.


title: Fer

text: C'est aussi en ajoutant de la silice au minerai à gangue calcaire, ou du calcaire au minerai à gangue siliceuse, que l'on est passé au haut fourneau : une proportion précise de silice et de calcaire donne un laitier facilement fusible qui se sépare naturellement de la fonte liquide.  Pendant longtemps les hauts fourneaux ont fonctionné au charbon de bois. Le coke, plus dur et plus abondant, a permis de faire des hauts fourneaux beaucoup plus hauts mais produisant une fonte chargée en soufre.


title: Fer

text: Pour obtenir un métal forgeable, il faut affiner la fonte. Cette étape, réalisée dans une aciérie, consiste essentiellement à décarburer la fonte pour obtenir un alliage plus faible en carbone : fer ou acier. La fonte est transformée en acier au convertisseur. Dans cette cuve, on souffle de l'oxygène sur ou dans la fonte pour en éliminer le carbone.


title: Fer

text: Si l'élimination du carbone par combustion avec l'oxygène est l'étape principale dans l'affinage de la fonte, l'aciérie va également :


title: Fer

text: Dans certains cas, l'abondance de gaz naturel ou la difficulté d'adapter le minerai de fer au haut fourneau, ont mené à l'adoption de la filière dite de « réduction directe ». Le principe consiste à réduire le fer présent dans les minerais sans passer par l'étape de fusion (comme au bas fourneau), en utilisant des gaz réducteurs obtenus à partir d'hydrocarbures ou de charbon. Un grand nombre de procédés a été développé. En 2010, 5 % de l'acier produit sont issus de fer obtenu par réduction directe.


title: Fer

text: Le fer n'est pratiquement pas utilisé à l'état pur (hormis pour résoudre certains problèmes de soudabilité, notamment sur aciers inoxydables). La fonte et l'acier () sont les principaux alliages :


title: Fer

text: L'ajout de divers éléments d'additions permet d'obtenir des fontes et des aciers spéciaux, mais l'élément ayant la plus forte incidence sur les propriétés de ces alliages reste le carbone.


title: Fer

text: Les aciers inoxydables doivent leurs propriétés de résistance à la corrosion à la présence de chrome qui, en s'oxydant, va former une fine pellicule protectrice.


title: Fer

text: L'appellation « fil de fer » ne signifie en rien fil en fer pur, les fils de fer sont en fait fabriqués en acier doux, très malléable.


title: Fer

text: Le fer métallique et ses oxydes sont utilisés depuis des décennies pour fixer des informations analogiques ou numériques sur des supports appropriés (bandes magnétiques, cassettes audio et vidéo, disquettes). L'usage de ces matériaux est cependant désormais supplanté par des composés possédant une meilleure permittivité, par exemple dans les disques durs.


title: Fer

text: Le fer est un élément indispensable au corps humain. Dans les toutes premières années de la vie d'un enfant, les besoins en fer alimentaire sont très importants, sous peine de carence alimentaire (anémie ferriprive). Par ailleurs, un surdosage en fer est également nocif pour la santé. En effet, une quantité trop importante de fer augmenterait le risque d'hépatite, de cancer, et pourrait être impliquée dans la maladie de Parkinson.


title: Fer

text: L'hémoglobine du sang est une métalloprotéine constituée d'un complexe du fer(II). Ce complexe permet aux globules rouges de transporter le dioxygène des poumons aux cellules du corps. La solubilité du dioxygène dans le sang est en effet insuffisante pour alimenter efficacement les cellules. Ce complexe est constitué d'un cation Fe(II) complexé par les quatre atomes d' d'une porphyrine et par l'azote d'un résidu histidine appartenant à la chaîne protéique. Le sixième site de complexation du fer est soit vacant, soit occupé par une molécule de dioxygène.


title: Fer

text: Il est notable que le fer(II) fixe une molécule de dioxygène sans être oxydé. Cela est dû à l'encombrement du fer par la protéine.


title: Fer

text: Le fer est un oligo-élément et fait partie des sels minéraux indispensables qu'on retrouve dans les aliments, mais peut être toxique sous certaines formes. Une carence en fer est source d'anémie et peut affecter le développement cognitif et socio-émotionnel du cerveau de l'enfant ou exacerber les effets de certaines intoxications (saturnisme par exemple).


title: Fer

text: Le fer est essentiel au transport de l'oxygène et à la formation des globules rouges dans le sang. Il est un constituant essentiel des mitochondries, puisqu'il entre dans la composition de l'hème du . Il joue aussi un rôle dans la fabrication de nouvelles cellules, d'hormones et de neurotransmetteurs. Le fer contenu dans les végétaux (fer dit « non héminique ») Fe ou fer ferrique est moins bien absorbé par l'organisme que celui contenu dans les aliments crus d'origine animale (fer « héminique ») Fe ou fer ferreux. La cuisson des viandes transforme une partie du fer héminique en fer non héminique, moins biodisponible. Toutefois, l'absorption du fer est favorisée si on le consomme avec certains nutriments, comme la vitamine C ou le jus de citron. Mettre du jus de citron sur ses aliments est donc une excellente habitude culinaire si l'on manque de fer ; par contre, un complément en vitamine C est inutile si l'on ne souffre pas de carence en vitamine C (la carence extrême est le scorbut), même si cela ne peut pas mener à une hypervitaminose puisque la vitamine C est hydrosoluble (et donc son surplus s'élimine par la sudation et la voie urinaire). Comme le bœuf, les insectes sont une bonne source de fer.


title: Fer

text: En revanche son absorption est inhibée par la consommation de thé et/ou de café car les tanins (polyphénols) sont des chélateurs de fer. C'est pourquoi il est recommandé aux personnes à risques (adolescentes, femmes enceintes, femmes en âge de procréer, végétariens) et buveuses de thé ou de café d'en boire plutôt une heure avant le repas ou deux heures après.


title: Fer

text: L'accumulation de fer dans l'organisme entraîne la mort cellulaire. Des chercheurs de l'Inserm suspectent, à cause de cela, que l'excès de fer pourrait être impliqué dans la dégénérescence des neurones chez les patients atteints de la maladie de Parkinson.


title: Fer

text: Pour la femme en ménopause et l’homme adulte, les apports journaliers recommandés de fer sont de ; ce besoin nutritionnel est de 16 à pour la femme de sa puberté à la ménopause.


title: Fer

text: Le fer est utilisé en tant que médicament. Il est utilisé dans les cas de carences en fer (dites « carence martiale ») pouvant provoquer une asthénie, voire une anémie ferriprive. Il peut être donné par voie orale ou en injection.


title: Fer

text: La production mondiale de minerai de fer s'est élevée à de tonnes en 2010, assurée en grande partie par la Chine (37,5 %), devant l'Australie (17,5 %), le Brésil (15,4 %), l'Inde (10,8 %), la Russie (4,2 %) et l'Ukraine (3,0 %) ; les réserves mondiales de minerai de fer sont estimées à de tonnes, contenant de tonnes de fer, et sont détenues essentiellement par l'Ukraine (16,7 %), le Brésil (16,1 %) et la Russie (13,9 %). La Chine a produit 60 % du fer métallique mondial en 2010 (environ sur de tonnes) et 45 % de l'acier mondial (environ sur de tonnes), devant le Japon (8,2 % du fer et 7,9 % de l'acier produits dans le monde).


title: Cobalt

text: Le cobalt est l'élément chimique de numéro atomique 27, de symbole Co.


title: Cobalt

text: Le cobalt de structure électronique [Ar] 4s 3d est le second élément du huitième groupe secondaire, ce métal de transition fait partie du groupe du fer. Le corps simple cobalt a des propriétés physiques assez voisines de celles du fer et du nickel. D'un point de vue chimique, il est moins réactif que le fer. Le cobalt est aussi un élément du groupe 9, dont les trois premiers Co, Rh et Ir constituent le groupe du cobalt.


title: Cobalt

text: Des minéraux naturels de cobalt, sous forme de peintures, émaux ou vernis, sont utilisés depuis la plus haute Antiquité, en particulier vers 2600 en Égypte ou dans les civilisations de Mésopotamie ayant donné naissance à Babylone. Ainsi l'archéologue retrouve des décors bleus sur des poteries ou vaisselles de terre cuite. Des perles de verre teinté au bleu de cobalt sont communes vers 2200 dans l'actuel Iran. Ces techniques pour colorer le verre d'un bleu intense ou obtenir des émaux sont communes dans le monde méditerranéen dès le Ce sont généralement des silicates et/ou aluminates de cobalt et de potassium, nommés autrefois safre ou smalt reconnus en Europe occidentale dans certains vitraux romans de luxe, ou plus tard d'oxydes de cobalt nommés "bleu de cobalt".


title: Cobalt

text: "Das Kobold" ou "das Kobalt" est le nom traditionnel que les mineurs saxons à la recherche de métaux précieux attribuent à ces dérivés trompeurs. Ces minerais généralement soufrés et/ou arséniés trop riches en cobalt donnent par traitement métallurgique des gaz malodorants ou des fumées d'oxydes toxiques à base de trioxyde d'arsenic, des émanations vénéneuses et, si on chauffe outre mesure, une coulée de matière fondue, cassante à froid, le speiss ou des métaux durs et cassants à hautes teneurs en sulfures ou en arsenic que les métallurgistes ne savent ni traiter ni forger. Les mineurs croyaient alors le quartier minier ensorcelé par des nains maléfiques et falsificateurs, facétieux et voleurs, les kobolds d'aspect bleuâtre et mortifères qui avaient dérobé le métal précieux, très souvent le cuivre, et remplacé par cette matière impropre et confuse .


title: Cobalt

text: Ces minerais sans valeur ou leurs sous-produits sont nommés en allemand vernaculaire par un substantif neutre "Kobelet", "Kobolt" ou "Kobelt". Paracelse mentionne le "cobolt" en 1522 avec une graphie plus latine. Le latin "coboltum" ou "cobaltum" s'impose ensuite dans l'Europe savante. Notons que le terme technique cobolt a aussi désigné en français l'arsenic métallique réduit en poudre .


title: Cobalt

text: Jusqu'au et au siècle suivant, le terme de « cobalt » et sa variante "cobolt", désigne le minerai ou son résidu autrefois la plupart du temps inutilisables. Pourtant, dès le avec la mode germanique du "Blaufarbung", c'est-à-dire de la coloration en bleu, le minerai de cobalt retrouve une plus grande utilité car les hommes de l'art chymique et verrier fabriquent avec ce déchet d'excellents pigments bleus, notamment le smalt des verriers ou des céramistes, le "bleu des crayons de charron"... Georg Brandt, spécialiste des minéraux arséniés, s'efforce de reconnaître l'élément spécifique sous-jacent à ses minerais ou sous-produits miniers entre 1733 et 1738.


title: Cobalt

text: A Venise, les maîtres verriers de Murano sollicitèrent les nains de Venise pour s'approvisionner en minerai de cobalt et produire leurs fameuses œuvres teintées en bleu de Murano. Les nains rapportaient ce minerai des mines au nord des Alpes, où ils étaient affublés du terme de kobold (lutin, ou goblin, créature surnaturelle).


title: Cobalt

text: En 1735, le chimiste suédois Georg Brandt (1694-1768) affirme avoir extrait de ce minerai un « semi-métal » blanc rougeâtre, dur et cassant, en réalité des échantillons de métal impur qu'il nomme « cobalt ». En 1745, il démontre que le cobalt est la cause de la couleur bleue que le minerai de cobalt communique aux verres. Cette précision n'est pas inutile car la communauté savante attribuait le plus souvent la couleur bleue soit au bismuth, soit au fer et à l'arsenic.


title: Cobalt

text: Mais ces travaux passent pour la plupart pratiquement inaperçus. Il faut attendre 1780 pour que Torbern Olof Bergman prépare le métal pur et reconnaisse tardivement le rôle pionnier de Georg Brandt dans la découverte d'un élément, alors confirmée. En 1798, les chimistes constatent que les solutions ammoniacales de chlorure de cobalt laissent précipiter des cristaux orangés stables à la chaleur, jusqu'à , corps qui se transforme en un autre corps stable plus foncé au-delà de cette température


title: Cobalt

text: Les pigments bleus de cobalt intéressent au et encore plus l'industrie de la céramique et surtout celle plus récente de la porcelaine. Ainsi est mis au point le « bleu de Sèvres » et plus tard le « bleu de Thénard », obtenu par calcination du phosphate de cobalt et de l'alumine gélatineuse. Mais le bleu de cobalt est le plus souvent un pigment à base d'oxyde de cobalt. Ce pigment est utilisé pour les verres et la pâte céramique, il sert toujours à l'émaillage et à la décoration des couvertes ou carreaux céramiques.


title: Cobalt

text: Pendant le , le bleu cobalt est produit par la fabrique norvégienne Blaafarveværket (70-80 % de la production mondiale) dirigée par l'industriel prussien Benjamin Wegner.


title: Cobalt

text: Avant la Belle Époque, les applications directes se multiplient. Le cobalt, allié au fer et à l'acier, permet d'accroître la dureté des matériaux obtenus. Le revêtement d'une couche de métal cobalt, plus dure que celle du nickel, permet de protéger des métaux trop facilement oxydables, à commencer par le fer. Le « cobaltage » rivalise avec le nickelage pour certaines applications. Les sels de cobalt deviennent communs dans les laboratoires de chimie. Ils permettent de mettre au point des encres sympathiques de plus en plus sophistiquées, et plus prosaïquement des papiers indicateurs d'hygrométrie, c'est-à-dire d'humidité de l'air ou d'un mélange gazeux quelconque. Le papier hygrométrique ou papier cobalté vire du bleu au rose selon le degré d'humidité de l'air.


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text: La chimie du cobalt en solution aqueuse et particulièrement la formation de complexes sont particulièrement riches. Les bases de la chimie de coordination sont posées avant 1893 par les travaux pionniers du chimiste mulhousien Alfred Werner au début du , essentiellement avec des complexes de cobalt. Ce chimiste naturalisé suisse en 1895 fut le premier à proposer que les complexes soient constitués d'un ion métallique entouré de ligands, et non d'un ion métallique accroché à une chaîne de ligands, comme le soutenaient les chimistes de l'époque à la suite de Jorgensen.


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text: En 1938, John Livingood et Glenn Seaborg découvrent le cobalt 60.


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text: Le mot de genre masculin, le cobalt, apparaît en français en 1549 sous la plume de Pierre Belon pour décrire le minerai cobaltifère et ses avatars métallurgiques.


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text: L'adjectif "cobaltifère" qualifie les corps ou les matières qui contiennent l'élément cobalt. Les verbes "cobaltiser" ou "cobalter" signifient couvrir d'une couche de métal cobalt. Le "cobaltage" ou encore le "cobaltisage" est le dépôt protecteur de cobalt, en général une mince couche, sur la surface d'un autre métal plus fragile ou corrodable.


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text: Les adjectifs "cobalteux" et "cobaltique" qualifient respectivement les sels et composés de Co(II) et Co(III).


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text: La cobaltothérapie désigne l'emploi des rayonnements du cobalt 60 en thérapie du cancer.


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text: Le cobalt est un élément monoisotopique et mononucléidique : il n'existe à l'état naturel que sous la forme d'un seul isotope, isotope stable, Co. On lui attribue une masse atomique standard de 58,933195(5) u. Cependant, 28 radioisotopes artificiels ont été caractérisés, le plus « stable » étant le Co avec une demi-vie 5,2714 ans, suivi de Co avec une demi-vie de 271,79 jours, de Co (77,27 jours) et Co (). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 18 heures et pour la majorité d'entre eux inférieure à une seconde. Le cobalt possède également 11 isomères nucléaires, tous ayant une demi-vie inférieure à 15 minutes.


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text: Le cobalt 60 a de nombreuses utilisations comme source de rayons gamma γ, en raison de sa demi-vie relativement courte (5,27 ans), donc plus facile à éliminer en comparaison d'autres isotopes émetteurs de telles particules. On retrouve ainsi les « bombes au cobalt 60 », sources de rayons γ de : Toutefois, le cobalt 60 de synthèse (produit par exposition de cobalt « naturel », l'isotope 59, aux rayonnements neutroniques d'un réacteur nucléaire) n'est pas totalement pur, et contient toujours d'autres isotopes radioactifs à désintégration ε (epsilon), émetteurs de rayonnement gamma dangereux car ce rayonnement hautement énergétique détruit les noyaux et les contamine en éléments radioactifs persistants.


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text: De plus l'enrichissement et la purification du cobalt 60 nécessitent des techniques de centrifugation similaires à celles utilisées pour l'enrichissement des isotopes à usage militaire, techniques hautement surveillées car stratégiques sur le plan international.


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text: Aussi, on préfère maintenant utiliser des accélérateurs d'électrons, semblables aux tubes cathodiques de nos moniteurs et téléviseurs mais à des niveaux d'accélération bien supérieurs, qui produisent des flux plus purs et mieux contrôlés de particules bêta. Mais leur utilisation nécessite un équipement beaucoup plus lourd qu'une simple capsule de cobalt 60. Cette méthode est de ce fait principalement utilisée en milieu industriel, et aujourd'hui aussi en milieu médical.


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text: Le clarke s'élève entre et , voire au mieux par tonne selon les estimations. Il s'agit d'un élément assez peu abondant sur la croûte terrestre. Il est souvent associé au Cu, Ni, Pb, Ag et Fe.


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text: Le cobalt natif a été reconnu sur terre, mais il est très rare et n'est pas encore admis par l'IMA. Le cobalt natif est aussi présent dans les météorites.