ANALYSE DU CUIVRE ET DU LAITON
(*) Analyse du bronze et du laiton.
Nous supposerons que l’alliage à analyser contient du cuivre, de l’étain, du zinc et du plomb.
I/alliage limé ou réduit en grenailles est traité à chaud par huit à dix fois son poids d’acide azotique à 22° Baumé, bien exempt d’acide chlorhydrique.
Le cuivre, le zinc et le plomb entrent en dissolution, tandis que l’étain est transformé en acide métastannique insoluble, dont on détermine le poids après l’avoir lavé et calciné. 127,2 d’acide métastannique ainsi obtenu représentent 100 de métal.
La liqueur et les eaux de lavage sont mélées à un léger excès d’acide sulfurique pur, et évaporées presque àsiccité, ou plutôt jusqu’à ce qu’il ne se dégage plus de vapeurs d’acide azotique. Le résidu, traité par l’eau, s’y dissout à l’exception du sulfate de plomb qu’on recueille sur un petit filtre. li<',4 de ce sel correspondent à 100 de plomb.
On fait passer dans la liqueur un excès d’acide sulfhydrique qui précipite complètement le cuivre à l’état de sulfure ; ce précipité est lavé avec de l’eau contenant une petite quantité d'hydrogène sulfuré, afin de prévenir la sulfatisation : le dosage du cuivre à l’état de sulfure présentant des difficultés, on dissout le précipité dans l’acide azotique, on étend d’eau la liqueur, et on la traite par un excès de carbonate de potasse ou de potasse caustique. Le nouveau précipité lavé et calciné donne du deutoxyde de cuivre, d’où l’on déduit le poids du cuivre.
La dissolution dans laquelle on a fait passer de l’hydrogène sulfuré ne contient plus que du zinc. On la porte à l’ébullition, et lorsqu'elle ne manifeste plus aucune odeur, on la traite par un excès de carbonate de soude. Le zinc se précipite à l'état de carbonate basique, qu’on recueille sur un filtre, et qu'on calcine au rouge vif après l’avoir bien lavé, l e résidu est de l’oxyde de zinc pur, qui sert à calculer la proportion du zinc contenu dans l’alliage.
11 ne faut pas oublier que les sels ammoniacaux empêchent la précipitation du carbonate de zinc par les carbonates alcalins, et que l'acide azotique produit une certaine quantité d’azotate d’ammoniaque en agissant sur l’étain, même quand ce métal est allié au cuivre. Il est donc important d’évaporer jusqu'à siccité le mélange de la dissolution de zinc et de carbonate de soude, afin de chasser la totalité du sel ammoniacal.
(*) MÉTALLURGIE DU CUIVRE
Les minerais de cuivre exploités sont le cuivre natif, le cuivre oxydulé, le deutoxyde de cuivre, le cuivre carbonate, le sulfure de cuivre, et principalement le sulfure de cuivre et
MÉTALLURGIE DU CUIVRE
de fer, nommé pyrite cuivreuse , qui a pour formule : Cu-b,Fe^S3.
On exploite aussi les minerais connus sous le nom de cuivre gris, qui sont les sulfures doubles d arsenic, d antimoine, de cuivre, contenant ordinairement du fer et du zinc, t.es cuivres gris renferment en outre de l’argent en quantité exploitable.
Le minerai est d’abord débarrassé, par des préparations mécaniques, de la gangue avec laquelle il est mélangé.
On le soumet ensuite au grillage. Une partie du soufre se volatilise, tandis que l’autre se dégage à l’état d’acide sulfureux ou forme de l’acide sulfurique qui s’unit aux oxydes de fer et de cuivre. On enlève par des lavagesles sulfates de fer et de cuivre ainsi formés; on laisse séjourner les eaux de lavage avec de la ferraille qui précipite le cuivre qu’on soumet ensuite à un affinage.
Pendant le grillage, l'arsenic se dégage en partie à l’état d’acide arsénieux et de sulfure d’arsenic ; le reste de l’arsenic forme des arséniates métalliques. Le fer et le cuivre s’oxydent partiellement; une certaine quantité de pyrite échappe à l’action de l’oxygène.
Le minerai grillé est fondu avec du charbon et une matière siliceuse ; une partie de l’oxyde de cuivre est réduite, et le cuivre s’unit aux sulfures non décomposés pour produire ce que l’on appelle des mattes, tandis que l’oxyde de fer se combine avec la silice et forme un silicate irréductible par le charbon. Cette réaction est fondée sur ce que le cuivre a plus d’affinité pour le soufre que n’en a le fer, tandis que le fer a plus d’affinité pour l’oxygdne, surtout en présence de l’acide .silicique, le protoxyde de fer étant une base énergique.
La silice joue donc un rôle des plus importants dans la métallurgie du cuivre ; elle se combine avec le protoxyde de fer et le préserve ainsi delà réduction, tandis que le deutoxyde de cuivre est réduit et finit par abandonner tout son cuivre à la matte: ainsi, par un grillage en présence de la silice et du charbon, le cuivre reste dans les mattes, taudis que le fer passe dans les scories. Tel est le principe de la métallurgie du cuivre.
La figure 125 représente le fourneau à réverbère qui est employé dans le grillage des minerais de cuivre. La voûte est tres-surbaissée ; le minerai est introduit dans les trémies a, b, qui le laissent tomber de temps en temps sur la sole du fourneau. r
La piemière matte renferme déjà moins de fer et moins de sou Ire que le minerai de cuivre ; on la soumet alors à une série de gnllages, dont le nombre s’élève jusqu’à huit ou dix, quand
opération s execute en tas à l’air libre, ou entre trois mur£ sur une ai te baltue, ce qui s’appelle griller en cases.
Pendant ces grillages répétés, les mattes se débarrassent peu j Peu.nes corps etrangers, et l’on obtient par une dernière fonte du cuivre noir.
Le cuivre noir est soumis à l’affinage, qui lui enlève le soufre,
MERCURE
le fer, le plomb, l’antimoine qu’il contient, et le transforme en cuivre rosette.
Le cuivre rosette contient une certaine quantité de sousoxvde de cuivre Cu20, qui lui ôte une partie de sa malléabilité.
Fig. 123.
Pour avoir du cuivre malléable, on fond le cuivre rosette en maintenant sa surface couverte de charbon de bois, et on l’agite avec une branche de bois vert.
La purification du cuivre se fait souvent par une[méthode qui présente une grande analogie avec la coupellation. Quand le minerai de cuivre est argentifère, tout l'argent se retrouve dans le cuivre noir. On l’en retire par la méthode dite de liquation, qui consiste à mêler au cuivre fondu une certaine quantité de plomb, et à refroidir brusquement l’alliage coulé en disques, de manière obtenir un mélange intime de cuivre, plomb et argent. On réchauffe ensuite très-lentement ces disques, et, dès que la température est assez élevée, le plomb s’en écoule, entraînant avec lui tout l’argent. Le cuivre ainsi dépouillé est raffiné comme il l’ordinaire.
MERCURE. Hg.
* Équiv. = 1 250 ou 108.
Le mercure est le seul métal liquide à la température ordinaire. 11 est presque aussi blanc et aussi éclatant que l’argent.
Soumis à une température de — 40°, il se solidifie et cristallise en octaèdres. Pendant l’expédition du capitaine Parry dans
MERCURE
les mers du Nord, on put examiner les propriétés physiques du mercure solide, et l’on reconnut que ce métal prend place à côté du plomb et de l'étain, quant à la malléabilité, à la ductilité et à la ténacité.
Les expériences de M. Thilorier ont confirmé et étendu les résultats observés par le capitaine Parry. En soumettant au froid produit par un mélange d’acide carbonique solide et d’éther plusieurs kilogrammes de mercure, M. Thilorier a constaté que ce métal peut être laminé, et qu’il est facile d’en faire des médailles, dont quelques-unes furent même frappées au balancier. Le mercure solidifié produit, lorsqu’on le met sur la peau, la même sensation qu’un corps chaud, et la désorganise presque immédiatement.
Le mercure n’a ni odeur ni saveur sensibles : il est très-dilatable; de 0 à 100°, sa dilatation est à peu près proportionnelle aux quantités de chaleur qu’il absorbe. La densité du mercure à 0° est égale à 13,596; celle du mercure solidifié est exprimée par 14,39t.
Le mercure retient habituellement une certaine quantité d’air et d’eau dont on ne le débarrasse que par une ébullition
Fig. 126.
prolongée. Ce métal bout à mètre à air; la densité de mas).
la température de 350° du tliermosa vapeur est égale à 6,976 (M. Du-
On profite de la volaliü les bouteilles de fer forgé
té du mercure pour le distiller dans qui servent à transporter ce métal, et
MERCURE
qui, dans ce cas, font l’office de cornues; la bouteille communique avec une terrine remplie d’eau au moyen d’un canon de fusil courbé qui porte à son extrémité un linge mouillé (fig. 126). Dans les laboratoires, cette distillation se fait souvent dans les cornues de verre ordinaires.
La présence de certains métaux, comme le plomb, l’étain, retarde beaucoup la distillation du mercure, tandis que d’autres métaux, comme le platine, paraissent l’accélérer (M. Millon). Les métaux qui retardent la distillation du mercure sont les métaux oxydables, comme le plomb et l’étain, qui viennent former à la surface du bain métallique une pellicule d’oxyde ; les premières bulles de vapeur qui se forment traversent difficilement cette pellicule; une couche d’huile ou de matière résineuse agit de la même manière (M. Barreswil).
Les métaux étrangers passent en quantité notable à la distillation, de sorte que cette opération n’est utile que pour purifier du mercure très-impur; le plus souvent on purifie le mercure sans le distiller, en l'agitant simplement avec de l’acide azotique étendu qui dissout les métaux et les oxydes qu’il peut tenir en dissolution ; on laisse agir l’acide pendant vingt-quatre heures au moins : il se produit d’abord de l’azotate de mercure qui est décomposé par les métaux étrangers ; ces métaux entrent en dissolution et le mercure se précipite. Le mercure peut aussi être débarrassé de l’étain avec lequel il est quelquefois mêlé, en le faisant légèrement chauffer avec de l’acide chlorhydrique du commerce qui dissout l’étain sans attaquer le mercure.
Le mercure n’émet pas sensiblement de vapeurs quand il est suffisamment refroidi; ses vapeurs sont très-sensibles à la température de 20 ou 2o°; la presence de la vapeur d’eau facilite beaucoup la production de ces vapeurs (M. Slromeyer).
Le mercure exerce une action lente, mais délétère, sur l’économie animale, et produit des tremblements et des salivations, que l’on remarque souvent chez les ouvriers exposés au contact direct du mercure ou aux émanations de vapeurs mercurielles.
Lorsque le mercure est pur, il ne mouille presque aucun corps; cette propriété peut servir à reconnaître sa pureté. Mais lorsqu’il tient en dissolution des métaux étrangers, tels que le cuivre, l’étain, le plomb, il mouille les vases de verre: on dit alors qu’il fait la queue. En promenant le mercure impur sur le verre, on le voit se diviser en globules allongés qui laissent derrière eux une pellicule grise adhérente au verre.
l e mercure amalgamé à t/4000 de plomb forme, dans les tubes, une surface plane ; on peut s’en servir pour graduer des instruments de verre.
Lorsqu’on le mélange avec des corps gras, le mercure prend une couleur grise plus ou moins foncée, s’éteint et se convertit en un corps noir, que plusieurs chimistes ont considéré comme du protoxyde de mercure, mais qui paraît être du mercure très-
di visé. , „ . ,
Lorsqu'on chauffe le mercure au contact de 1 air a une lem-
OXYDES DE MERCURE
péralure de 350% on en détermine l’oxydation et il se produit du bi-oxyde de mercure. Le mercure ne décompose l'eau à aucune température.
Les acides étendus sont sans action sur le mercure, l’acide chlorhydrique concentré ne l’attaque pas même à chaud, mais l’acide sulfurique concentré produit dans ces circonstances de l’acide sulfureux et du sulfate de mercure; l’acide azotique moyennement concentré donne du bi-oxvde d’azote pur et de l’ azotate de mercure.
Le mercure s’allie avec un grand nombre de métaux ; ces alliages sont appelés amalgames.
Usages. — Le mercure est utilisé en médecine ; il sert à la construction des thermomètres, baromètres, manomètres, etc., à l’étamage des glaces, à la préparation du cinabre. Il est souvent employé dans l’extraction des métaux précieux par amalgamation. En Californie, on en consomme chaque année environ 100,000 kilogrammes, qui servent à séparer l’or de la gangue quartzeuse dans laquelle il se trouve.
OXYDES DE MERCURE
Le mercure se combine avec l’oxygène en deux proportions : on connaît un protoxyde Hg20, et un deutoxyde IlgO.
(*) PROTOXYDE DE MERCURE. Hg20.
OXYDULE.
Équiv. = 2000 ou 208.
Cet oxyde est très-peu stable, mais il forme des sels bien définis; lorsqu’on précipite un sel de protoxyde de mercure par la potasse, on obtient un précipité noir qui est ordinairement un mélange de mercure et de deutoxyde. Eu regardant ce précipité à la loupe, on y reconnaît facilement la présence du mercure métallique (M. Guibourt).
On l’obtient en versant lentement, dans une dissolution alcoolique de potasse, de l’azotate de protoxyde de mercure (M. Dutlos).
Le jprotoxyde de mercure est une poudre noire, insoluble dans 1 eau, qui se décompose en mercure et en deutoxyde, sous 1 influence de la lumière ou d’une température de 100°. 11 ne s amalgame pas avec l’or ou l’argent lorsqu’il ne contient pas de mercure libre.
DEUTOXYDE DE MERCURE. HgO.
Équiv. = 13o0 ou 108.
Propriétés. — Le deutoxyde de mercure peut être jaune ou
OXYDES DE MERCURE
rouge ; l'oxyde jaune non calciné est attaqué par le chlore avec beaucoup plus de facilité que l’oxyde rouge.
L oxyde jaune se combine à froid avec l’acide oxalique, tandis que l’oxyde rouge n’est pas attaqué par cet acide (M. Millon). Une dissolution alcoolique de bichlorure de mercure convertit l’oxyde jaune en oxychlorure noir, tandis quelle n’agit pas sur l’oxyde rouge.
L’oxyde de mercure est légèrement soluble dans l’eau ; cette dissolulion verdit le sirop de violettes; chauffé à une température peu élevée, cet oxyde prend une teinte brune, presque noire, mais revient à sa couleur primitive par le refroidissement; vers 400°, il se décompose en oxygène et en mercure.
Cet oxyde doit être considéré comme un oxydant assez énergique ; il détone quand on le chauffe avec du soufre; il transforme le chlore en acide hypochloreux, et l’acide sulfureux en acide sulfurique.
La lumière le décompose lentement, en dégage de l’oxygène, et le ramène à l’état métallique.
L’oxyde rouge de mercure sert en médecine ; il entre dans la •composition de plusieurs pommades employées surtout dans les maladies des yeux.
Le deutoxyde de mercure s’obtient parfaitement pur en introduisant du mercure dans un matras et en portant ce métal à une température assez élevée pour qu’il soit constamment en ébullition ; le col du matras doit être long et effilé, afin que les vapeurs mercurielles se condensent sur ses parois, sans qu’il y ail perte. Le mercure absorbe l’oxygène de l’air et se transforme peu à peu en petites écailles cristallines d’un beau rouge foncé, que les anciens chimistes nommaient précipité per se.
On prépare encore l’oxyde de mercure rouge cristallisé en soumettant l’azotate de mercure à une calcination ménagée. L’état de ce sel exerce une grande influence sur les propriétés physiques du deutoxyde de mercure, [/azotate de mercure en poudre donne un oxyde pulvérulent jaune orangé. L’azotate en gros cristaux fournit aussi un oxyde d’un jaune orangé, mais cristallin. Pouravoirle deutoxyde rouge ci cristallin, comme l'exige le commerce, il faut calciner de l’azotate de deutoxyde de mercure en petits cristaux (Gay-Lussac).
L’oxyde de mercure anhydre peut être obtenu par voie humide, "en décomposant du bichlorure de mercure par un excès de potasse, de soude ou d'eau de chaux. L’oxyde préparé par cette dernière méthode est toujours jaune et amorphe. (*)
(*) AZOTORE DE MERCURE. IigAz.
Equiv. = 392a ou 314.
L’azolure de mercure a été obtenu en soumettant pendant plusieurs heures l’influence du gaz ammoniac l'oxyde de mercure préparé par voie humide (M. Plantamour).
OXYDE AMMONIO-MERCURIQUE.
Lorsque cet oxyde est saturé d’ammoniaque à la température ordinaire, ou le chauffe à 1.10° dans un bain d huile, eu le soumettant en même temps à l’influence d un rapide courant d ammoniaque. Ou doit continuer le dégagement d’ammoniaque jusqu’à ce qu’il ne se dégagé plus de vapeur d’eau.
L’azoture de mercure ainsi préparé n est pas absolument pur; il retient toujours une certaine quantité d oxyde de mercure ; pour le purifier, on le lave avec de 1 acide azotique très-étendu, qui ne dissout que l’oxyde de mercure.
L’azoture de mercure est une poudre d un brun lonce ; lorsqu’on le chauffe au delà de 130% il détone avec une grande violence : il détone aussi par le choc du marteau et par le contact de l’acide sulfurique concentré ; les acides azotique, chlorhydrique et sulfurique étendus le dissolvent lentement en formant des sels de mercure et des sels ammoniacaux.
(*) OXYDE AMMONIO-MERCURIQUE (HgO)3,HgAzH2 .
Équiv. = ooOO ou 440.
L’ammoniaque et l’oxyde de mercure peuvent se combiner directement, et produire une véritable base double, qui forme avec tous les acides des sels bien définis. L’oxyde de mercure ammoniacal a été découvert par Thénard et Fourcroy ; ses propriétés et sa composition ont été déterminées par M. Millon.
L’oxyde ammonio-mercurique s’obtient en faisant agir de l’ammoniaque sur de l’oxyde de mercure ; la réaction est rapide lorsqu'on emploie de l’oxyde de mercure sous la modification jaune ; elle est, au contraire, assez lente quand on opère suide l’acide rouge de mercure.
Le produit de cette réaction est un corps jaunâtre qui se décompose à la lumière ; il décrépite quand on le triture dans un mortier, sans jamais faire entendre de détonation violente ; il se déshydrate et devient anhydre lorsqu’on le chauffe à 130° ; il prend alors une teinte brune.
, L’oxyde ammonio-mercurique est insoluble dans l’eau et dans 1 alcool. Une dissolution de potasse ne le décompose qu’à chaud et en dégage de l’ammoniaque.
Cet oxyde possède des affinités chimiques assez énergiques; il se combine avec les acides carbonique, sulfurique, oxalique; il chasse 1 ammoniaque de ses combinaisons' salines. Celte derniere reaction peut être utilisée pour préparer les sels d’oxyde ammomo-mercurique.
L oxyde ammonio-mercurique anhydre résulte de la combinaison de 4 équivalents d’oxyde de mercure et de I équivalent d ammoniaque, ou de 3 équivalents d’oxyde de mercure et de 1 équivalent d amidure de mercure et de 1 équivalent d'eau UIgO,Azll'=3HgO,IIgAztP,HO ; à l’état hydraté, il est représenté par la formule suivante : 4IlgO,Azll*,2HO.
CARACTÈRES DES SELS DE MERCURE
Quand on le chaude à 130°, il se forme 1 équivalent d’eau aux dépens de l’oxygène de l’oxyde et de hydrogène de l’ammoniaque, et la base anhydre est alors représentée parla formule : 3HgO,HgAzH2.
CARACTÈRES DES SELS DE MERCURE
Les sels de mercure au minimum et les sels au maximum possèdent un certain nombre de caractères communs; ils peuvent être neutres, acides ou basiques. Les sels neutres rougissent la teinture de tournesol.
Tous les sels de mercure sont volatils ou décomposables par une chaleur modérée : les métaux facilement oxydables, tels que le fer, le zinc, le cuivre, l'étain, le plomb, précipitent le mercure de ses dissolutions, le plus souvent à l’état d'amagalme.
Le protochlorure d’étain rédu't avec facilité les sels de mercure.
La présence des matières organiques masque souvent les réactions des sels de mercure, mais le cuivre précipite toujours le mercure à l’état métallique. Chauffés avec de la potasse, de la soude ou de la chaux, ces sels sont décomposés, et il s'en sépare du mercure coulant, facile à distinguer de tous les autres métaux.
