CHAPITRE XIV

Fluor.

Opinion sur sa nature. — Ses combinaisons avec V hydrogène , le bore et le silicium. . w,r> ..

Ce corps non encore isole , mais admis aujourd'hui d'après l'analogie que présentent plusieurs de ses composés avec ceux du chlore et de l'iode , n'a encore été rencontré que combiné à certains métaux et principalement au calcium. Cette dernière combinaison constitue un minéral assez commun qu'on a d'abord distingué en minéralogie par le nom de spath -fluor , à cause de sa fusiblité , et ensuite par celui de chaux Jluatée , fluate de chaux. Ce dernier nom lui a été donné , en 177 1 , par Schéele, qui , après en avoir fait un examen attentif , en relira par l'action de l'acide sulfurique un acide particulier qu'il désigna sous le nom d1 acide fluorique. Il démontra alors que cet acide était uni dans ce minéral à la chaux, et qu'il avait été déplacé de sa combinaison par l'acide sulfurique. I, -;

Les nouvelles expériences [qui ont été faites depuis tendent à démontrer que cet acide ne contient pas çVoxir

9£0 ABRÉGÉ ÊLÉMEHTAJRË

gène 9 mais se comporte comme un acide formé* par l'hydrogène et une base inconnue , analogue aux acides bydrocblorîque et hydriodique^ du moins les expériences de sir Humpliry Davy donnent beaucoup de probabilité à cette dernière bypOlbèse , qui avait déjà été adoptée par M. Ampère.

D'après les considérions que nous Tenons d'exposer, l'acide fluorique serait un composé d'bydrogède et de fluor (acide bydrofluorique ) , et le minéral d'où on le retire un composé de fluor et de calcium. L'on voit que l'action dë l'acide sulfurique sur ce composé doit être analogue à celle qu'il exerce sur le cblorure de sodium ; que, dans cette réaction, l'eau de l'acide sulfurique doit être décomposée, son oxigène s'unit au calcium et son bydrogène au fluor pour produire l'acide bydroflttOriqUe; Quant à Facide sulfurique, il se combine avec Tekidê de calcium fermé et produit du protosulfate de calcium ( sulfate de cbaux ). Ce qui donne une nouvelle force à cette bypbtbèse, c'est la non-décomftoéitioh du fluorure de calcium par l'acide sulfuriqufe anhydre, comme l'a observé M. Kulmann.

Acide hydtofluorique.

Cet acide peut s'obtenir pur et concentré par tm procédé qui esi du à Bfïte. Gay-Ltissàc et tbénard , en traitàttt ïe fluorure de calcium par l'acide sulfurique concentré. L'apjparèil qU'ôn emploie ( voyez pl. V, fîg. 3 ) Constate en une cornùè de plomb composée de deux pièces •qui s'emboîtent l'une sur l'autre, et qui communiquent avec ùnè alonge courbe en plomb , fermée par un bou* thon de même métal percé d'un très-petit trou.

Oh place le fluorure de calcium pur réduit en poudré fine dans la cucurbite de la cornue, et on verse par* dessus deux fois et demie son poids d'acide sulfurique concentré, qu'on mélange avec une spatule d'argent ou

DE CHIMIE. îlpï

de platine. Après avoir recouvert la cucurbité de son couvercle, et avoir fait communiquer le col de la cornue avec l'alonge , on lute exactement les jointures avec du lut gras, composé d'argile cuite et d'huile de lin. Lorsque l'appareil est disposé sur un fourneau , bn entoure l'alênge de glace pilée, ou mieux d'un mélange réfrigérant , et on chauffe doucement , de manière à ne pas porter la température à un degré où le plomb puisse fondre. On entend bientôt , en approchant l'oreille de la cornue, une légère ébullition, due au dégagement de l'acide hydrofluorique , qui se vaporise et va se condenser dans l'alonge. Lorsque ce bruit cesse, l'opéra tion est terminée. On laisse refroidir l'appareil, et après l'avoir déluté avec soin , on trouve dans le récipient l'acide hydrofluorique à l'état liquide, qu'on doit de suite enfermer dans un flacon d'argent ou de plomb. 11 faut éviter de respirer les vapeurs qui *e dégagent , et surtout d'en laisser tomber une goutte sur les mains , car les parties .touchées par cet acide seraient promptement désorganisées avec vive douleur. •'■ :

Une cornue en platine serait préférable •pour' eette opération, car on ne courrait point le risque de ri*1 fondre £ si on élevait trop par hasard *a température, " • ' *

Propriétés, Cet acide est un liquide incolore, qui reste encore fluide à — 20* -, il est très-vôiâfil , et répand au? eoulàct de l'air, des vapeurs blanches j acides* d'uneWeWr piquante et pénétrante. Sa densité, lerfkprtl est le ^lus concentré possible, est de 1,060; elle augmente au ïur et à mesure qu'il contient de Teau. L'affinité de cet àeiderpour l'eau est telle ; tni-en laissant tomber une gotittede cet' acide dans l'eau , il se produit un sifflement comparable à celui qui a lieu quand on plonge' un fer rOuge dansce liquide. Son action sur l'économie animale è?st très-forte; il agit, en général, comme un puissant caustique, en déterminant pourtant une escarre difficile

abrégé. élAmektàire

à guérir. Aussi faut-il éviter avec soin de respirer les vapeurs qu'il peut former dans l'air.

Aucun des corps combustibles simples non métalliques vn'a d'action sur lui. Parmi les métaux , le potassium jouît de la propriété d'agir avec violence sur cet acide, en formant une substance blancbe , solide , et laissant dégager du gaz hydrogène. La substance solide parait être une combinaison du fluor avec le potassium.

Ce résultat indiquerait bien évidemment la présence de l'hydrogène dans cet acide , si on était assuré qu'il ne contienne pas d'eau. Une expérience, que l'on doit à M. Davy,. semble bien démontrer qu'il n'en renferme pas ; car si on le sature par du gaz ammoniac sec , on obtient un sel dans lequel on ne peut reconnaître la présence de l'eau , tandis que si l'on combine avec le même gaz un acide quelconque contenant naturellement de l'eau , il en laisse dégager par une douce chaleur.

Une expérience non moins remarquable, et qui prouve la véritable composition de l'acide hydrofluorique c'est qu'en chauffant un mélange d'hydrochlprate d'amjmoniaqqojet de potassium , il se forme du chlorure de potassium;, et il y a dégagement d'un gaz composé de deux volumes de gaz ammoniac et d'un volume de gaz hydrogène* Ce dernier provient de la décomposition des deux volumes d'acide hydrochloriquequi étaient cornbinés aux deux volumes de gaz ammoniac dansrl'fyydroçhlorate d'ammoniaque employé. Si l'on fait maintenant la même expérience avec de l'hydrofluate: d 'ammoniaque et le potassium, on obtient précisément le même résultat, c'est-a-dire un gaz composé de deux^arties de gaz ammoniac et un «de gaz hydrogène. La substance solide e.st, <Jaus ce cas-ci , un i fluorure <Je potassium. Qr , comme iqi les , efKjts sont semblables aux premiers ,.jne dpU-on pas en conclure <jue les produits le sont aussi , et que le fluor dans l'acide hydrpftuorique a agi, sur le po-

tassium , comme le chlore dans l'acide hydrochlorique, dont la composition nous est bien connue ?

Une des propriétés caractéristiques de l'acide hydrofluorique, c'est celle de corroder le verre, et de le dépolir dès qu'il est en contact avec lui , ou qu'il est touche par sa vapeur. Ce phénomène , qui se produit instantanément et qui est unique dans ce genre, provient de l'action que cet acide exerce sur l'oxide de silicium qui entre dans la composition du verre. Il agit directement sur cet oxide en le décomposant $ d'où résulte de l'eau et du fluorure de silicium gazeux. C'est cette raison qui empêche de le conserver dans des flacons de verre qu'il ne tarde [pas à ronger et à percer en se convertissant en fluorure de silicium aux dépens de la silice qu'ils contiennent.

L'acide hydrofluorique, d'après ce que nous avons exposé plus haut sur sa composition, doit être formé, comme l'acide hydrochlorique, d'un volume de fluor et d'un volume d'hydrogène sans condensation. •

Dans cette supposition, on regarde l'acide hydrofluor i# que comme composé de :

Fluor. .... 94,93

Hydrogène . . 5,07

Usages, L'action que cet acide exerce sur la silice le rend propre à graver sur le verre , en mettant en réserve les parties qu'on ne veut pas attaquer. Pour cela on recouvre toute la surface du verre que l'on veut graver d'une couche mince d'un vernis fait avec trois parties de cire et une partie de térébenthine; ce vernis appliqué à chaud sur le verre ne tarde pas à se solidifier 5 alors on y grave avec une pointe d'acier ou on calque aisément le dessin qu'on veut obtenir, |en plaçant celui-ci sous le verre. * Lorsqu'on a ainsi préparé les traits qui doivent être atta-

294 ABRÉGÉ ÊUÊMËffïÀIRE

qués par l'acide, on les remplit d'acide hydrofiuorique étendu d'eau, ou, ce qui Taut mieux, on expose la lame de verre à la vapeur de cet acide en la faisant recouvrir une capsule de plomb , dans laquelle on a mis une partie de fluorure de calcium et deux parties sulfuriques. L'acide hydrofiuorique, qui ml dégagé du mélange à une très-douce chaleur, agit seulement sur les parties du verre qui ont été découvertes. Quandreffet est produit, ce qu'il est facile de voir, on enlève le mastic, soit en le grattant, soit en le fondant, et on achève les traita qui sont esquissé» par les moyens ordinaires. ;

Fluor et Bore. (Fluorure de bore , acide fluoborique.)

Ce composé se produit par la réaction de l'acide hydrofiuorique sur l'acide borique.

Pour l'obtenir, on introduit dans une fiole, munie d'un tube propre à "recueillir le gaz sur le mercure , un mélange de deux parties de fluorure de calcium et d'une partie d'acide borique vitrifié, tous les deux réduits en poudre fine. On verse par-dessus douze parties d'acide sulfurique concentré, et on chauffe peu à peu ce mélange; il se dégage au bout de quelque temps un gaz qui est le fluorure de bore. Ce gaz ainsi préparé n'est pas pur, il contient toujours un peu de fluorure de silicium , formé par la silice du verre.

Les. réactions qui se passent dans cette préparation sont faciles à concevoir :1e fluorure de calcium est décomposé par l'acide sulfurique , comme nous l'avons dit dans Je, .précédent article; à mesure que l'acide hydroûuori- . que estprpduit il est décomposé par l'acide borique , d'où résulte du fluorure de bore et de l'eau ; celle-ci est retenue par l'acide sulfurique qu'on emploie en grand excès .pour absorber aussi l'eau qu'abandonne la portion, d'acide sulfurique qui s'unit à l'oxide de calcinm. : Propriétés. Le fluorure 4e bore est un gaz incolore,

DE CHIMIfC, ïq5

qui répand d'abondantes vapeurs blanches et. piquantes au contact de l'air \ il rougit fortement la teinture de tournesol , et est impropre à la combustion i sa pesanteur spécifique est de 2,3 Son af$aité pour l'eau est des plus fortes : c'est lçplus solubie de tous les gaz connus. La plus haute température ne lui fait éprouver au cune altération.

L'eau, à la température ordinaire, absorbe 700 fois son volume de ce gaz, et acquiert une densité de 1,770. Cette solution, qui paraît être un composé d'eau et de fluorure de bore, est très-acide ; elle a la viscosité de l'acide sulfurique concentré , et noircit comme lui les substances végétales : au contact de l'air, elle répan4 des vapeurs blanches, et perd par la chaleur la cinquième partie du gaz qu'elle contenait. Cette solution concentrée de fluorure de bore , que Ton pourrait regarder avec raison comme un hydrate de fluorure de bore , est transformée en partie par une plus grande quantité d'eau en acide borique et en acide hydrofluorique : ce dernier forme , avec le fluorure non décomposé , un hydroQua^e de fluorure de bore.

Le potassium chauffé dans ce gaz l'absorbe entièrement, et se transforme en fluorure et en chlorure.

Ce gaz est composé de :

Bore. ... 16,24 Fluor. . . 83,76

IOO,00

Ce gaz a été découvert , en 1,818, par MM. Gay-Lus- . sac et Thénard , et désigné alors sous le nom d'acide JluobQrique*

Usages. Çe composé, gazeux n'est usité que dans Jes laboratoires de chimie. La propriété qu'il possède de répandre des yapeurs blanches trjès-abondantes au, contact de l'air , par l'absorption de la vapeur jd'eau* le fait

ABRÉGft ÉLÉMENTAIRE

employer comme réactif pour s'assurer si les gaz sur lesquels on veut opérer contiennent ou non de l'humidité : celle-ci est toujours rendue manifeste par la formation d'un nuage qui se produit au moment où le fluorure de bore pénètre dans le gaz renfermant de la vapeur d'eau. On peut vériGcr directement ce résultat en mettant sur le mercure deux cloches à moitié remplies l'une d'air desséché par le chlorure de calcium, et l'autre contenant de l'air ordinaire.

Fluor et silicium, Fluorure de silicium. ( Gaz fluosilicique. )

Nous avons déjà dit, en exposant les propriétés de l'acide hydrofluorique , qu'il avait la propriété de corroder et de dépolir le verre en réagissant sur l'oxide de silicium qui entre dans sa composition , et de former un gaz qu'on a d'abord connu par le nom de gaz Jluorique silice ou fluosilicique.

Ce composé se forme toutes les fois que le gaz hydrofluorique est en présence de l'oxide de silicium. Dans les laboratoires, on l'obtient par un procédé semblable à celui que nous avons décrit pour le fluorure de bore. On place dans une fiole un mélange en poudre fine de parties égales de fluorure de calcium et de verre pilé, ou de sable lavé à l'acide hydrochlorique ; on verse ensuite assez d'acide sulfurique concentré pour en faire une bouillie liquide. En chauffant peu à peu, la réaction a bientôt lieu 5 l'acide hydrofluorique, mis en liberté, décompose l'oxide de silicium pour former le fluorure de silicium qu'on doit recueillir sur le mercure. Le résidu contenu dans la fiole consiste en sulfate de chaux mêlé avec l'excès de verre ou de sable siliceux.

Propriétés. Le fluorure de silicium est un gaz incolore , permanent et élastique comme l'air 5 il répand des vapeurs blanches, piquantes, semblables à celle de l'acide

DE CniMIK.

hydrochloriquc. Sa densité est de 3,5^36, comme le précédent composé } il est impropre à la coiabution , et rougit la teinture de tournesol. Le calorique ne lui fait éprouver aucune altération -, aucun des corps combustibles que nous avons examinés ne le décompose à aucune température.

L'eau peut en dissoudre , d'après M. John Davy , deux cent soixante-trois fois son volume; mais alors ce gaz est en partie converti en acide hydrofluorique et acide silicique par la décomposition de l'eau 5 l'acide silicique se précipite en flocons blancs, gélatineux, insolubles, et l'acide hydrofluorique reste en dissolution combiné à une certaine quantité de fluorure de silicium non décomposé, etforme un hydrofluate de fluorure de silicium. Cet hydrofluate de fluorure de silicium liquide se prépare en faisant rendre le gaz fluorure de silicium dans un flacon contenant au fond une couche de mercure , et par-dessus une plus grande couche d'eau distillée ; on fait plonger le tube qui amène le gaz dans le mercure, afin d'empêcher son obstruction , qui aurait indubitablement lieu si le tube plongeait dans l'eau. A mesure que le gaz fluorure de silicium traverse l'eau , l'on voit des flocons blancs gélatineux d'acide silicique se précipiter 5 on les sépare par la filtration. L'eau tient en solution l'hydrofluate acide de fluorure de silicium.

Le fluorure de silicium a été découvert par Scheéle , en 177 1 . C'est ce composé qu'il obtint en traitantle spathfluor dans une cornue de verre par l'acide sulfurique , et ' auquel il donna alors le nom d'acide fluorique : il avait remarqué qu'il contenait de la silice ( acide silicique).

Depuis , ce gaz a été étudié par Priestley et John Davy. Il paraît composé de :

Fluor. ... 71,66 Silicium. . . 28,34

ABUÉGÉ ÉLÉMENTAIRE