CHAPITRE XXL

CUIVBE.

Son' extraction. — Ses propriétés, — Ses combinaisons avec Toxigène, le chlore, îiode, le soufre et le phosphore.

Lu. cuivre, d'après le rapport de plusieurs historiens, paraît avoir été connu avant le fer, car les premiers peuples, qui ignoraient l'art d'extraire ce dernier métal, fabriquaient leurs armes et quelques-uns de leurs ustensiles avec un alliage de cuivre et d'étain (airain).

On rencontre ce métal sous quatre états difleren s dans la nature : i* à lëtat natif, en masses ou en cristaux dissé-

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minés, mais en très-petite quantité } 2a combiné à l'oxigène; 3° combiné au soufre (sulfure de cuivre); 4° à l'état de sel ( carbonate, phosphate, sulfate ).

L'extraction du cuivre, de l'oxide et du carbonate natifs est simple : elle consiste à traiter ces minerais par le charbon dans le fourneau à inanche ; c'est ce procédé que l'on pratique* à Chessy près Lyon. Mais le traitement du sulfure de cuivre exige plus de manipulations. C'est ordinairement de cette mine, qui est plus abondante, qu'on netire ce métal.

Le sulfure de cuivre natif est toujours accompagné d'une certaine quantité de persulfure de fer (pyrite martiale); on le grille d'abord, en le plaçant en morceaux sur un lit de bois allumé, ou en le disposant en pyramides tronquées , au milieu desquelles se trouve un canal vertical. Pendant le grillage , qui dure plusieurs mois , une partie du soufre est brûlée , le cuivre et le fer sont oxidés, et une^utre portion de soufre, volatilisée par la chaleur , se sublime et se condense à la partie supérieure des pyramides , dans les cavités qui y sont pratiquées.

Lorsque la mine a été ainsi grillée , on la traite au fourneau à manche par le charbon. Les oxides de fer et de cuivre qui sont réduits restent unis à la portion de sulfure qui n'a pas été brûlée, d'où résulte un composé brun fragile, appelé matte, qui se rend dans le bassin de réception.

Cette matte , qui renferme moins de soufre et plus de* cuivre que la mine , est concassée et soumise à un grand nombre de grillages successifs par les mêmes moyens , puis traitée de nouveau au fourneau après l'avoir mêlée avec une certaine quantité de sable siliceux. On "obtient dans cette seconde opération du cuivre noir au fond du bassin de réception , une nouvelle matte et un laitier abondant formé par le sable ajouté et l'oxide de fer qui existait dans la matte grillée. On affine ensuite le cuivre

noir en le plaçant dans un fourneau à réverbère , dont le sol un peu concave est brasqué avec du charbon et de l'argile. Lorsqu'il est fondu il se forme des scories qu'on enlève avec un tingard en fer , puis on dirige à la surface du bain le vent de deux forts soufflets. Les dernières • portions de soufre et de fer sont brûlées , et au bout de quelque temps le cuivre est entièrement affiné. Alors on le fait rendre dans un bassin de réception situé au-dessous, d'où on l'enlève par portions en refroidissant sa surface avec une petite quantité d'eau et séparant la croûte solide qui s'y forme avec un ringard. Le cuivre ainsi solidifié en plaques rondes garnies de nombreuses aspérités est connu dans le commerce sous le nom de cuivre rose lté.

Pour le réduire en lames on le fond dans un creuset et on le coule ensuite en plaques qui sont soumises au la-* minoir après avoir été chauffées jusqua la température rouge obscur. ,

Propriétés. Le cuivre est d'une couleur rouge brillante très-particulière -, il est très-ductile et malléable. Sa ténacité, après celle du fer , est plus grande que celle des autres-métaux. Lorsqu'on le frotte entre les mains, il répand une odeur sensible qui a quelque chose de nauséabond.'En frappant une lame de ce métal, elle résonne beaucoup plus fortement que toutes celles formées avec d'autres métaux. Sa densité est de 8,895.

Il n'est volatil à aucune température, et fond aurdessus du rouge à une chaleur qu'on a évaluée a i*)* du pyromètre deWegdwood. On ne peut l'obtenir bien cristallisé qu'avec beaucoup de difficulté.

L'air et l'oxigène secs n'ont point d'action sur ce métal à la température ordinaire -, mais s'ils soqt saturés d'humidité, ils ternissent un peu sa surface. L'oxidcqui se forme au contact de l'air absorbe peu à peu l'acide carbonique , et se convertit en sous-deutocarbonate de

496 abrégé jêlémektaire

cuivre hydraté de couleur verte. C'est cette substance qui se développe spontané meut sur les vases de cuivre exposés à l'air et à l'humidité , que l'on désigne vulgairement 30us le nom de vert-de-gris. •

Mis en contact avec l'air ou Foxigène à une température rouge , le cuivre s'oxide promptement et se transforme en oxide brun qui se détache facilement des parties qui sont encore métalliques. Cet oxide, qui se produit particulièrement en forgeant à chaud ce métal, constitue ce qu'on connaît sous le nom'de battitures de cuivre.

L'eau pure n'exerce aucune action sur le cuivre ni à froid ni à chaud ; mais lorsqu'elle contient de Fair en solution, elle en détermine l'oxidation lentement. L'altération de ce métal est surtout bien marquée au contact de la surface de l'eau et de l'air.

Cuivre et Oxigène. ( Protoxide de cuivre, Deutoxide

. de cuivre. )

Il existe deux combinaisons du cuivre avec l'oxigène , qui se trouvent toutes les deux dans la nature, et qu'on obtient artificiellement par diflerens procédés.

Protoxide de cuivre. Cet oxide se produit en faisant réagira l'air libre la limaille de cuivre humectée d'acide hydrochlorique concentré. Il y a par suite formation de protochlorure et de deutochlorure de cuivre, qui se trouvent en dissolution dans l'excès d'acide. En mêlant de l'eau à cette dissolution , le protochlorure est précipité en poudre blanche insoluble , tandis que le deutochlorure reste dissous. Si l'on traite ensuite le proto chlorure par une solution de potasse caustique, il est décomposé, même à froid, en protoxide de cuivre hydraté, qui se précipite en flocons jaunes foncés, et qu'on lave avec une quantité suffisante d'eau chaude. En chauffant ce précipité à l'abri de l'air, il perd son eau et se convertit en une poudre rouge. ( Protoxide de cuivre pur. )

On peut encore obtenir ce même, oxide en faisant chauffer du cuivre tres-divisé dans l'acide hydrochlorique concentré. Il y a formation de protochlorure de cuivre et dégagement de gaz hydrogène. Le protochlorure est tenu en dissolution dans l'acide hydrochlorique, et peut en être séparé comme ci-dessus par l'addition de l'eau.

Propriétés, Le protoxide de cuivre anhydre est rougeâtre, fusible au-dessus de la température rouge sans décomposition. Lorsqu'il est combiné à l'eau, il est jaune orangé \ il absorbe le gaz oxigène à une température peu élevée , ét passe à l'état de deutoxide. Le carbone et l'hydrogène le réduisent à une température audessous du rouge.

Cet oxide est formé, sur i oo parties, d'après MM. Proust i Chenevix et Berzélius, de :

Cuivre. . . . 100 Oxigène. . . 12, 5

On le rencontre tout formé dans la nature 5 tantôt il est en masses compactes, en cristaux octaédriques ou en filamens d'un rouge tics-vif; quelquefois il se trouve en masse pulvérulente. Les mines de cuivre d'Angleterre, deSaxe,de Sibérie, etc., en contiennent presque à l'état de pureté , ou uni à une petite quantité de peroxide de fer.

Deutoxide de cuivre.

Le deutoxide de - cuivre n'existe dans la nature qu'uni aux acides.

On le forme directement par la calcination du cuivre à l'air. Les écailles noirâtres qui se détachent pendant qu'on travaille ce métal à une chaleur rouge sont composées, pour la plus grande partie, de ce deutoxide et d'une petite portion de cuivre adhérente. On les transforme en deutoxide pur par une nouvelle calcination au rouge.

Dan» les laboratoires , on obtient ordinairement cet oxide en traitant le cuivre par l'acide nitrique. Il en résulte un deutonitrate de cuivre soluble , d'où Ton sépare le deutoxide, soit par la décomposition de ce nitrate au feu , soit par l'intermède de l'oxide de potassium. Dans ce dernier cas , le dcutoxide de cuivre qui est éliminé de sa combinaison se précipite en flocons bleus de ciel ( dcutoxide de cuivre hydraté ). Si on les recueille et qu'on les lave ensuite à l'eau bouillante , ils perdent leur couleur, deviennent noirâtres, et sont transformés en deutoxide anhydre par la calcinalion. ( L'oxide ainsi préparé retient un peu de potasse. )

Propriétés. Le deutoxide de cuivre est brun noirâtre, pulvérulent, fusible au-dessus de la chaleur rouge, décomposable, à une température plus élevée, en oxigène et en protoxide. Cet oxide n'a aucune action ni sur Foxigène ni sur l'air il absorbe seulement peu à peu l'acide carbonique que contient celui-ci à la température ordinaire, et le laisse dégager à une chaleur au-dessous du rouge. Le carbone et l'hydrogène, ainsi que toutes les substances organisées , le réduisent avec facilité au rouge obscur. C'est d'après cette propriété que M. Gay-Lussac a proposé l'emploi de cet oxide pour l'analyse des matières végétales et animales, qui sont brûlées et converties par ce moyen en eau et en gaz acide carbonique et azote , dont les quantités peuvent être exactement appréciées.

Ce deutoxide est composé, d'après MM. Proust et Berzélius, de :

Cuivre. . . . 100 Oxigène, . . a5,2

Le protoxide et le deutoxide de cuivre sont également solubles dans l'ammoniaque. La solution du premier est incolore, si elle a été faite à l'abri de l'air, tandis que celle du second est d'un bleu indigo très-foncé. En récitant la première au contact de l'air, elle se

t>E ûmmt. 499 peu à peu en bleu par l'absorption de l'oxigène', qui convertit le protoxîde en deutoxide.

Cuivre et Chlore. ( Protochlorure, Deutochlorure. )

Le chlore forme avec le cuivre deux composés correspondant aux deux oxides connus.

Le protochlorure se produit directement en introduisant le cuivre chauffé au rouge dans le gaz chlore ; la combinaison a lieu avec dégagement de lumière 5 il y a formation de deux substances, Tune fixe jaunâtre, c'est le protochlorure ; l'autre , sublimée sur les parois du vase, en poussière brunâtre, c'est le deutochlorure.

On l'obtient encore en distillant dans une cornue un mélange de deux parties de deutochlorure de mercure et une partie de cuivre en limaille fine. Le résidu fixe de cette décomposition est le protochlorure fondu en une masse jaunâtre cristalline.

Ce composé se forme, comme nous l'avons dît plus haut ( voyez ProtoxideX par l'action de l'acide hydrochlorique sur le métal fnvisé.

Propriétés. Le protochlorure, récemment précipité, est en poudre blanche, insoluble dans l'eau, qui verdit au contact de l'air en se convertissant en deutochlorure et en oxide de cuivre. Exposé à l'action de la chaleur, il fond sans se décomposer au-dessous de la chaleur rouge, et se transforme eu une matière jaunâtre demi-transparente. la acide hydrochlorique le dissout sans effervescence et sans l'altérer. L'addition de l'eau le précipite presque entièrement de cet acide.

D'après l'analyse de M. John Davy , le protochlorure de cuivre est composé de :

Cuivre ... 100 Chlore ... 56

Deutochlorure de cuivre.

Ce deuxième composé peut s'obtenir aisémeut par la

500 ABRÉGÉ ÉLtMEffTAlftË

réaction de l'acide hydroclilorique sur le deuloxide de cuivre. Le deutochlorure qui s'est formé par suite de la décomposition de l'acide et de l'oxide colore l'eau en beau vert. Si Ton évapore cette solution , on obtient des cristaux d'un vert bleuâtre qui sont un deutochlorure de cuivre hydraté.^Lorsqu'on les expose à l'action d'une chaleur au-dessous du rouge, ils sont transformés en deutochlorure anhydre.

Propriétés. Le deutochlorure de cuivre anhydre est en masse friable, d'une couleur jaune brunâtre. Exposé à l'air, il en attire peu à peu l'humidité et donne une liqueur verdatre sale. Une chaleur rouge le décompose et le transforme en protochlorure fixe , en dégageant une partie du chlore qu'il contenait. L'eau le dissout facilement et prend une teinte bleue ou verte, suivant les proportions qu'elle en contient. Les solutions de potasse , de soude et de chaux, versées dans la solution de deutochlorure de cuivre, la décomposent sur-le-champ et en précipitent du deutoxide de cuivre hydraté en flocons bleu de ciel. . w

Le deutochlorure de cuivre est formé de :

Cuivre . . . 100 Chlore é . . 112,7

Ce composé , regardé autrefois comme un sel , était connu sous le nom de muriate de cuivre.

On a trouvé au Pérou un minéral en poudre verte, qui, d'après l'analyse de Proust, parait être un composé naturel de deutoxide de cuivre, de deutochlorure et d'eau. Ce minéral est connu des minéralogistes sous le nom de sable vert du Pérou.

Cuivre et iode. (Iodure de cuivre. )

On ne connaît encore qu'un seul composé d'iode et de cuivre. On le forme directement ou en chauffant ces deux

DE CHIMIE. 5oi

corps , ou en traitant le deutocUorure de cuivre ou un sel de cuivre par la solution d'iodure de potassium. L'iodure ainsi obtenu est insoluble dans l'eau et d'un brun jaunâtre. Il n'a été que peu examiné.

Cuivre et soufre. ( Sulfure de cuivre. )

Le soufre s'unit en deux proportions avec le cuivre.

Le protosulfure se prépare directement en chauffant ce métal avec la moitié de son poids de soufre dans un creuset fermé. L'excès de soufre est volatilisé, elle cuivre se trouve converti en protosulfure.

Propriétés. Ce protosulfure est gris noirâtre, plus fusible que le cuivre, indécomposable par la chaleur, sans action sur l'air à la température ordinaire, transformé en acide sulfureux et en sulfate à une douce chaleur, et en deutoxide de cuivre et en acide sulfureux à une température élevée.

11 est composé , d'après M. fecrzélius , de ;

Cuivre . . . 100 Soufre . . . a5,6

Ce sulfure existe tout formé dans la nature. C'est de lui qu'on extrait la plus grande partie du cuivre. 11 constitue les mines de cuivre si abondantes qu'on trouve en Angleterre, en Suède , en Saxe , en Bohême , en Silésie et même en France.

Le protosulfure de cuivre naturel est toujours mêlé avec une certaine quantité de persulfure de fer ( cuivre sulfuré pyriteux). Il présente différentes formes»

Deutosulfure de cuivre. Ce deutosulfure ne peut s'obtenir que par la réaction du gaz hydrosuif urique sur le deutoxide de cuivre. Il se prépare facilement en versant de l'acide hydrosulfurique dans un sel de deutoxide de cuivre dissous dans l'eau. Il y a formation aussitôt d'un précipité noir de deutosulfure de cuivrg^f?f^y rjv?

$01 lDAÉGÉ ÉLÉMENTAIRE

(>J sulfure, exposé à l'air humide, se transforme pett k peu en dentosulfatc de cuivre. La chaleur en sépare Une certaine quantité de soufre ejt le convertit en protosulfure indécomposable. Si ce sulfure correspond, comme on n'en peut douter , au deutoxide de cuivre , sa composition doit être représentée par:

Cuivre. . . . 100 Soufre. • . . 5o,4*

Cuivre et sélénium. ( Séléniure de cuivre. )

J^e séléniure de cuivre se forme en chauffant ensemble le sélénium et le cuivre. Il est gris d'acier , fusible au-dessous de la chaleur rouge, et décomposable en partie par Une température élevée qui volatilise une certaine quantité de sélénium.

Lorsqu'on fait passer du gaz hydrosélénique à travers une solution de deutosulfate de cuivre, on obtient un précipité noir floconneux de séléniure de cuivre, qui devient gris par la dessiccation et acquiert un éclat métallique parle frottement. Ce séléniure correspond sans doute au deutoxide de cuivre.

Cuivre et phosphore. ( Phosphure de cuivre. )

Le phosphure de cuivre peut être obtenu directement en faisant passer du phosphore en vapeurs sur de la limaille de cuivre portée au rouge obscur dans un tube de porcelaine , ou eu calcinant , dans un fourneau à réverbère , parties égales de limaille de cuivre et de phosphate acide de chaux , mêlées avec de charbon en poudre.

Le phosphure obtenu par ce dernier procédé esi loin d'être saturé de phosphore.

Propriétés. Le phosphure de cuivre est blanc , brillant , dur e\ trépassant. U est plus fusible que le cuivre,

DE CHIH1E. 5o3

et cristallise aisément par le refroidissement en lames ou en prismes. Chauffé au contact de l'air, il est transformé , à une température élevée , en acide phosphorique et en deutophosphate de cuivre. Calciné en vases clos , il abandonne une partie du phosphore qu'il contient et passe à 1 état de sous-phosphure , d'après Sage.

Le cuivre, en raison de sa grande malléabilli té, est trèsemployé dans les arts pour la confection de divers us* tensiles. Combiné à certains métaux , il forme aussi plusieurs alliages fort utiles.

uélliage de cuivre et de zinc.

Cet alliage , qui est connu dans le commerce sous le nom de cuivre jaune , laiton , est malléable et ductile à froid, cassant à chaud. Il est plus fusible que le cuivre, et moins altérable à l'air que ce dernier. Sa couleur est variable , suivant la proportion de zinc qu'il renferme ; elle s'élève de o,a5 à o,33. Une plus grande quantité de zinc rend le laiton plus pale. On leprépare dans les arts en chauffant ensemble , dans des creusets de terre, un mélange de calamine, de cuivre rouge et de charbon. L'oxide de zinc que contient la calamine est réduit par le charbon , et le .zinc s'unit au cuivre pour constituer le laiton qu'on trouve au fond des creusets. On le fond de nouveau et on le coule entre des plaques de granit. .

Cet alliage se fait à Liège , à Namur et dans le pays ce Nuremberg.

On fait usage dans les arts d'un autre alliage de cuivre et de zinc , formé de 94 parties de cuivre et 6 de zinc. Cet alliage , qui se rapproche beaucoup de la couleur de l'or, est connu sous le nom d'or de Manheim , similor, or de Corse , chrysocale. Il sert principalement pour la fabrication des bijoux en faux.

On le forme directement en fondant d'abord le cuivre dans, un creuset couvert et y ajoutant ensuite lejdno, don*

5o4 àbebgé élémentaire

on facilite la combinaison par l'agitation avec une tige de fer enduite de graisse. Cet alliage est plus ductile que le laiton ordinaire. On le lamine au rouge obscur.

Alliage de cuivre et d'étain^

Le cuivre et l'étain s'unissent aisément en différentes proportions. Deux de ces alliages sont particulièrement employés. L'un est connu sous le nom de bronze, airain ; l'autre sous celui alliage ou métal des cloches.

Le bronze qui est usité pour la fabrication des canons, des statues et des médailles, est formé de 10 à 12 parties d'étain et de go à 88 de cuivre. Cet alliage est jaune un pfeurougeâtre, légèrement malléable, plus dur, plus tenace et plus fusible que le cuivre. Il ne s'altère que peu à l'air humide.

L'alliage des cloches est formé de 22 parties d'étain et de 78 de cuivre. Il est blanc grisâtre , très-cassant , à grain fin et serré , un peu plus fusible que le bronze.

L'étain, allié au cuivre dans d'autres proportions, forme la composition du tam-tam, des cymbales, des timbres des horloges et des miroirs de télescope.

Les tam-tam elles cymbales sont composesde 80 parties de cuivre et 20 d'étain. <

Les timbres des horloges contiennent 20 parties d'étain et 7 5 de cuivre.

Les miroirs de télescope sont formés de 67 parties de cuivre et 33 d'étain.

Cuivre étamê.

Pour préserver les ustensiles de cuivre de l'oxidation et empêcher que les al i mens qu'on prépare dans ces vases ne puissent contracter des qualités vénéneuses , on revêt leurs parois internes d'une couche d'étain très-mince qui m'y adhère que faiblement. Cette opération, que l'on connaît sous le nom d'étatnage , se pratique en dé-

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capant la pièce, et la frottant à chaud avec une étoupe et de Thydrochlorate d ammoniaque. Lorsque le cuivre est bien nettoyé ,on y verse de l'étain fondu qu'on entretient chaud sur des charbons ardens et qu'on étend par le frottement-, avec des étoupes, sur toute U surface du cuivre.

jiîUage de cuivre et & antimoine.

Cet alliage cassant , remarquable seulement par sa belle couleur violette, se forme en fondant parties égales de ces deux métaux dans un creuset fermé. Il est inusité.