CHAPITRE V.III

Calcium.

Son état naturel. — Ses combinaisons avec Voxigctie , le chlore , Tiode , le brome, le fluor, le soufre et le phosphore.

XiEs propriétés de ce métal sont peu connues 5 on ne Ta encore obtenu qu'en petite quantité par l'action de la pile galvanique. On sait seulement, d'après M. Davy,' cnx^il est blanc,. avec éclat métallique, et qu'il brûle au

contact de l'air en absorbant rapidement 1 oxigéne* et en passant à l'état d'oxide de calcium.

Calcium et oxigène. (Oxide de calcium, chaux.)

Le seul composé de ce métal avec l'oxigèqe est connu depuis les temps les plus reculés sous le nom vulgaire de chaiix. Cet oxide se trouve abondamment répandu dans ik nature; on le rencontre uni a certains acides ,! principalement à l'acide carbonique et à l'acide sulfurique. La première de ces combinaisons constitue la craie , dont il existe des bancs fort étendus dans le sein de la terre , les marbres , là pierre à bâtir, la pierre a chaux , etc. 5 la seconde combinaison forme là pierre à plâtre, qui est si abondante aux environs de Paris.

L'oxide de calcium peut toujours être préparé en décomposant les différentes variétés de carbonate de chaux p'àr la chàlèùr. En exposant ce sel à Faction de la chaleur rouge , l'acide carbonique est dégagé, et la chaux reste à l'état de .liberté. On peut obtéhiir les produits de cette1 décomposition en opérant dans une cornue de grek , k laquelle on adapte un tube repourbé, destiné à recueillir les gaz sous l'eau.

Dans les arts où cette opération s'exécute en grand, on calcine la pierre à chaux dans des fours de forme particulière , en l'exposant directement à l'action de la flamme du bois qu'on emploie pour cette calcination.

Propriétés. L'oxide de calcium est blanc , sans odeur, d'une saveur acre et caustique ; sa densité est de 2,3oo. Il verdit le sirop de violette et ramène au bleu le tournesol rougi par les acides. La chaleur la pluVfbrtè que l'on puisse produire dans les forges ordinaires ne peut l'altérer; mais à un feu violent, tel que celui çju'on obtient par la combustion d'un mélange d'oxigène et d'hydrogène, il fond et se convertît, oTaprès l'observation de M. Clarke , en un verre transparent.

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Cet oxide, porté à une haute température, est susceptible de devenir lumineux, et de répandre une lumière blanche si vive qu'on peut à peine la supporter. On constate cette propriété, soit en plaçant un petit fragment de chaux à l'extrémité de la flamme d une bougie, dans laquelle ou dirige un courant d'air par un chalumeau , ou en exposant sur un support en terre un petit morceau de ce même oxide dans la flamme d'une lampe à esprit de v^ à travers laquelle on dirige, à l'aide d'une vessie, un courant de gaz oxigène. Un fragment de chaux de la grosseur d'une petite noisette devient si lumineux qu'il est visible dans l'obscurité à une très-grande distance.

Exffcsé à l'air, l'oxide de calcium en attire peu à peu l'humidité, se dilate, se réduit en poussière blanche, et finit par passer à l'état de carbonate en absorbant l'acide carbonique de l'air ; aussi ne peut-on le conserver que dans des vases fermés , ou au moins à l'abri de l'humidité et des courans d'air. «

L'eau exerce une action remarquable sur l'oxide de calcium : à peine est-elle mise en contact avec celui-ci qu'elle est promptement absorbée et qu'elle produit en s'y combinant un grand dégagemcntde calorique. L'oxide alors se gonfle , se fendille, et ne tarde pas à se réduire en une poussière blanche très-fine 5 une portion de Peau est réduite en vapeurs et sort avec violence par les fissures qui se sont formées. La chaleur dégagée est si grande que des matières combustibles , placées au centre d'une masse de chaux qu'on éteint ainsi, peuvent s'enflammer. Cette opération, que l'on pratique toujours dans les arts toutes les fois que l'on emploie cet oxide, s'appelle extinction delà chaux; et par suite on donne le nom de chaux éteinte à la chaux qui a été ainsi divisée et convertie en "hydrate par l'action de l'eau.

L,a quantité d'eau qui se combine avec cet oxide pour lè

3/\0 ÀBKÉGÉ ÉLÉMENTAIRE

faire passer à 1 état d'hydrate sec s'élève, terme moyen, à 3i pour ioo.

Lorsqu'on délaie la chaux éteinte avec une plus grande quantité d'eau, elle reste quelque temps en suspension, et forme un liquide blanc, opaque, qu'on connaît sous le nom impropre de lait de chaux* Cette liqueur est formée d'une solution aqueuse de chaux et d'une grande proportion d'hydrate de chaux non dissous qui se dépose peu à f>eu. On peut séparer ce dernier par la filtration pour avoir la solution claire, qu'on désigne ordinairement sous le nom dHeau de chaux.

Cette solution, qui était très-employée autrefois en médecine , se préparait en versant à trois reprises différentes de Teau sur la chaux éteinte , et décantait chaque fois ; chaque portion d'eau était désignée parle nom d'eau de chaux première, deuxième et troisième. On avait reconnu avec raison des différences dans ces solutions , surtout lorsqu'elles étaient préparées avec certains morceaux de chaux du commerce. La première eau infusée avait une saveur plus forte que Ja deuxième, et par conséquent que la troisième. Cet effet était dû à la présence d'une certaine quantité dépotasse et de sels, provenant des cendres du bois avec lequel on avait fabriqué lâ chaux , et qui étant plus solubîe dans l'eau que la chaux elle-même, devait se trouver dans les premières portions d'eau employée pour ja dissoudre*, aussi doit-on, pour l'usage ordinaire , rejeter les premières eaux.

La solution aqueuse d'oxidede calcium (eau de chaux) est claire, limpide elle a une saveur acre et urincuse 5 comme l'oxide lui-même , elle verdit le sirçp de violette. Exposée à Pair , il se forme promptement à sa surface une pellicule blanche de sous-carbonate de chaux. Si Ton brise cette croûte, elle se précipite au fond du liquide, et il ne tarde pas à s'en former une nouvelle, jusqu'à ce que toute la chaux soit ainsi précipitée à l'état ■ — • — «— , .i , - -* .

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de sous-carbonate. Cette solution doit donc être conservée dans des vases fermés.

L'oxide de calcium dissous dans l'eau est susceptible de s'en séparer par évapora tion spontanée, à l'état de cristaux transparens, de forme hexaédrique, comme M. Gav-Lussac en a fait l'observation ; mais il est essen— tiel que cette évaporation soit faite à l'abri de l'air, en plaçant lcau de chaux sous une cloche de verre , à côté d'une capsule contenant de l'acide sulfurique concentré \ car à l'air libre, l'oxide de calcium se convertirait en-, tièrement en sous-carbonate, en attirant l'acide carbonique de l'air. La solubilité de cet oxide dans l'eau présente ce résultat remarquable , qu'elle est moins grande à -f- ioo° qu'à la température ordinaire. On s'en convainc facilement en remplissant un matras d'eau de chaux et l'exposant sur le feu 5 à mesure qu'elle s'échaufTe, elle se trouble.

D'après les expériences de M. Dalton , 10000 parties, d'eau dissolvent 12 parties d' oxide de calcium à -|- i5° , 10 à -f- 55°, et 7 à -j- ioo°.

L'oxide de calcium est composé , d'après l'analyse du sulfate de chaux, des proportions suivantes : .

Calcium. . . 100 Oxigènc, . . 39,21

Calcium et corps combustibles non métalliques.

Le calcium peut s'unir avec la plupart des corps combustibles non métalliques; mais ces composés ne s'obtiennent que par la réaction de ces derniers sur la chaux.

Calcium et chlore. (Chlorure de calcium. ) •

Le chlore , à une température rouge , décompose l'oxide de calcium, se combine avec le métal, et en citasse roxigène/Ôu peut opérer cette décomposition eu

faisant passer du gaz chlore sec sur des morceaux de chaux placés dans un tube de porcelaine porté au rouge.

Cette combinaison peut encore être produite par l'action du gaz hydrçchlorique sur ce môme oxide *, il se forme de l'eau et du chlorure de calcium.

m Propriétés. Le chlorure de calcium est blanc , solide , fusible à la température rouge 5 il est indécomposable par la chaleur dans des vases fermés. Sa saveur est âcre , jpiquante et amèrej il est si avide d'eau, qui! rénove » l'air et tombe en déliquescence en moins de quejques heures j aussi cette propriété Je fait-elle employer pour dessécher les gaz, comme nous l'avons déjà dit.

Ce chlorure se dissout dans à peu près la moitié de* son poids d'eau à o, et dans le quart à -(- i5°, et en plus grande* quantité dans l'eau chaude. Il peut cristalliser avec difficulté en prismes à six pans, terminés par des pyramides aiguës. Dans cet état , c'est un composé d'eau et de chlorure de calcium. ( Hydrate de chlorure de calcium. ) )

Ce composé, connu autrefois sous le nom de muriate de chaux , a été ensuite désigné sous le nom àliydrochlorate de chaux. Enfin il est regardé généralement aujourd'hui comme un chlorure , soit à l'état solide, soit dissous dans l'eau.

Oxide de calcium et chlore. ( Chlorure d'oxide de calcium, chlorure de chaux. )

Le chlore, à la température ordinaire, s'unit en certaines proportions avec l'oxide de calcium sans le décomposer , pour former un chlorure d'oxide. On prépare ce composé en mettant le chlore gazeux en contact avec l'hydrate d'oxide de calcium 'y la combinaison se fait instantanément. Quelques soins que l'on prenne dans Cette préparation , il y a toujours une portion d'oxide qui est décomposée par le chlore et produit du chlorure de cal-

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cîum , surtout lorsque la masse d'hydrate de chaux s'échauffe par suite de l'absorption 'du chlore. Ce produit , que Xon fabrique aujourd'hui en grand, s'obtient en plaçant dans de grandes boites de bois l'hydrate de chaux en couches minces , sur des planches percées de trous et disposées en étages les unes au-dessus des autres. En faisant arriver à la partie inférieure de ces boîtes du gaz chlore dégagé par l'un des moyens que nous avons indiqués , on sature peu à peu loxide de calcium. A mesure que lo gaz arrive il chasse l'air et est absorbé promptement : on reconnaît que la chaux en est saturée lorsqu'à la partie supérieure l'odeur du chlore se fait sentir. Dans les laboratoires où l'on n'en prépare qu'une petite quantité, on fait rendre le gaz chlore lavé au fond d'un flacon rempli d'hydrate de chaux.

Propriétés^ Le chlorure d'oxide de calcium est sous la forme d'une poudre blanche, ayant l'odeur du chlore ; sa saveur est acre et désagréable. Exposé à l'air , il s'humecte , se pelotonne et d'autant/ plus qu'il renferme davantage de chlorure de calcium qui est très-avide d'eau. Mis en contact avec l'eau, il ne se dissout qu'en partie. JLa portion insoluble est de l'hydrate d'oxide de calcium qui n'était pas combiné au chlore. Le chlorure de chaux du commerce en contient une quantité plus ou moins grande, qu'on pourrait éviter en laissant plus long-temps l'hydrate de chaux avec un excès de gaz chlore.

JLa solution de chlorure de chaux est incolore, elle répand une odeur prononcée de chlore ; par suite de son exposition à lair , elle se couvre d'une croûte blanchâtre de sous-carbonate de chaux , formée aux dépens de l'acide carbonique de l'air, qui s'empare de la chaux et en chasse peu à peu le gaz chlore. Tous les acides produisent le même phénomène, et colorent en jaune verdâtre cette solution , par le chlore qui est mis en liberté et qui reste en partie dissous.

Son action sur les matières colorantes est la même que celle du chlore / elle les détruit toutes plus ou moins promptement, et agit delà même manière sur les matières putrides. C'est d'après ces propriétés qu'on emploie depuis long-temps la solution de ce chlorure pour le blanchiment des toiles ; l'àVantage qu'elle présente sur la solution aqueuse de chlore, c^st d'en contenir davantage sous le même volume et de n'avoir qu'une faible odeur qui ne peut incommoder les ouvriers. jSous le rapport de la désinfection , la solution de ce chlorure, comme celle des autres chlorures d oxides , agit d'une manière efficace et prompte ; de simples lotions, faites sur les objets imprégnés de matières animales putréfiées , suffisent pour faire disparaître toute espèce d'o<Jeur fétide.

On a conseillé dans ces derniers temps cette solution pour la guérison de la gale ; elle est très-utile pour nettoyer et détergêr lés plaies qui présentent un caractère de putri dité.

Calcium et iode. (Iodure de calcium. )

Ce composé peut se préparer en unissant l'acide hydriodique avec l'oxide de calcium. L'iodure qui se produit a quelques-uns des caractères physiques du chlorure de calcium : il est blanc, solide, déliquescent et très-soluble dans l'eau. Le chlore versé peu à peu dans la solution de cet iodure en précipite l'iode en poudre brunâtre. •

L'iode présente cette différence avec le chlore qu'il ne peut décomposer même à une température roùge l'oxide de calcium $ il s'y combine et produit un iodure d'ôxide de calcium.

Calcium et brôme. ( Bromure de calcium. ) •

Le brôme parait agir sur l'oxide de calcium de la même manière que le chlore. Ces composés ont été peu. examinés.

Calcium et fluor. (,Fluorure de calcium. )

Cette combinaison, qui existe toute formée dans la nature , peut s'obtenir en combinant directement l'acide hydrofluorique avec l'oxide de calcium , on en mêlant un fluorure soluble avec un sel de chaux. Ce fluorure est blanc , insipide , insoluble dans l'eau , fusible à une température élevée en un verre transparent. H est décomposé par les acides nitrique et sulfurique hydratés qui le transforment en acide hydrofluorique et en oxide de calcium avec lequel ils se combinent.

Ce composé naturel est employé surtout pour la préparation de l'acide hydrofluorique et des autres fluorures. Il ne se rencontre jamais en couches dans le sein de la terre, mais il sert de gangue à certaines mines de plomb et d etain. On le trouve en fragmens irréguliers ou en cristaux cubiques, colorés en violet, en bleu, en jaune ou en vert. 11 présente un caractère remarquable : lorsqu'on le projette sur une pelle de fer rougie au feu, il décrépite et devient phosphorescent en répandant une lumière violacée.

.Calcium et soufre. ( Sulfure de calcium. )

On peut fqrmer ce composé en décomposant le sulfate de chaux par le charbon ou par l'hydrogène , à une température rouge. Ce composé est blanc jaunâtre , peu soluble dans l'eau froide , plus soluble dans l'eau bouillante. Cette solution incolore , mise en contact avec les acides, est décomposée sur-le-champ \ il se produit du gaz hydrosulfurique qui se dégage , et de l'oxide de calcium qui se combine avec l'acide ajouté.

En calcinant dans un creuset fermé la chaux avec son poids de fleur de soufre , on la transforme en partie en sulfure de calcium par la décomposition d'une partie de cet Qxide par le soufre qui passe à l'état d'acide sulfuré

que. Le produit de cette calcination est donc un mélange de sulfure de calcium et de sulfate de chaux, comme M, Vauquelin Fa très-bien démontré en 1817 > sur Faction du soufre sur les oxides alcalins.

Le sulfure préparé par ce dernier procédé est quelquefois employé en médecine , principalement dans le traitement des maladies cutanées. On le mêle à des corps gras pour en composer des pommades , ou on fait usage de sa solution aqueuse pour lotions.

Calcium et phosphore, (Phosphure de calcium. )

Cette combinaison résulte de Faction du phosphore sur Foxide de calcium , à une température rouge. Si Fon fait passer* de la vapeur de phosphore sur de Foxide de calcium chaufle au rouge , il y a décomposition d'une partie de Foxide ; Foxigène de celui-ci s'unit à une portion du phosphore pour former de Facide phosphorique , et le calcium se combine aune certaine quantité de phosphore pour produire le phosphure decalcium. La portion d'oxide de calcium non décomposé forme avec Facide phosphorique du sous-phosphate de chaux.

Dans les laboratoires, on réalise cette décomposition de la manière suivante. On choisit un tube de verre un peu épais , de quatre à cinq lignes de diamètre et de cinq à six pouces de longueur. Après avoir bouché Fune de ses extrémités à la lampe , on le recouvre presque entièrement d'un lut fait de sable et de terre glaise. Quand le lut est sec , on introduit dans le tube une petite quantité de phosphore bien essuyé avec du papier joseph, et coupé en petits morceaux'} on recouvre celui-ci de chaux vive réduite en poudre jusqu'à ce que le tube en soit presque rempli 5 alors on le place verticalement dans un petit fourneau qu'on remplit avec des charbons noirs , et par-dessus lesquels on met des charbons allumés. On conçoit que la combustion se faisant de haut en bas, la

couche de chaux sera portée au rouge quand le phosphore se vaporisera. ( Voy. planche V, fig. 40 L opération est terminée quand le tuhe est porté au rouge dans toute sa longueur \ on le retire et on le laisse refroidir. Eu le brisant, on sépare facilement le phosphure qui s'est formé de la portion supérieure de chaux qui était en excès.

Propriétés, Le phosphure de calcium préparé par ce procédé est d'un brun rougeâtre foncé , ou noirâtre, suivant la pureté de l'oxide de calcium employé. Dès qu'il est exposé à l'air, il répand une odeur alliacée très-forte par suite de l'absorption de Thumidité. Mis en contact avec l'eau à la température ordinaire, il la décompose instantanément en produisant une vive effervescence de gaz hydrogène perphosphoré qui s'enflamme à son passage dans l'air, de l'acide hypophosphoreux et del'oxide de calcium. Ces deux derniers produits resteut unis ensemble, ci. se trouvent en solution dans l'eau, comme M.^Dulong en a fait le premier l'observation \ le sousphosphate de chaux , qui était mêlé avec le phosphure, étant insoluble^, se précipite au fond dn liquide. Ce phosphure peut être employé pour la préparation du gaz hydrogène perphosphoré. On le traite alors dans une petite cornue dont le bec s'engage sur la cuve à mercure , par * de l'eau acidulée par l'acide hydrochlorique qui en favorise singulièrement la décomposition ; mais le gaz qu'on obtient renferme toujours plus ou «moins d'hydrogène protophosphoré , et même de l'hydrogène libre en assez grande quantité.