PRÉPARATION DE L'ALUMINIUM PUR

- On ne peut préparer l'aluminium pur que sur de petiles quantités et en partant de matières pures. Le procédé suivant est dû à Sainte- Claire Deville (!).

On prend un gros tube de verre de 4 centimètres de diamètre environ ; on y introduit 200 à 300 grammes de chlorure d'aluminium pur, qu'on isole entre deux tampons d'amiante. Par une des extrémités de ce tube, on fait arriver de l'hydrogène pur, bien purgé d’air et sec. On chauffe légèrement, dans le courant de gaz, le chlorure d'aluminium afin de chasser l'acide chlorhydrique, et, s’il y avait lieu, les chlorures de soufre et de silicium dont le chlorure est imprégné. On introduit ensuite dans le tube des nacelles de porcelaine aussi grandes que possible, contenant chacune quelques grammes de sodium, préalablement écrasé entre deux feuilles de papier à fillrer bien sec. Le tube étant plein d'hydrogène, on fond le sodium et on chauffe le chlorure d'aluminium, qui dislille et se décompose au contact du sodium avec une incandescence que l’on modère très bien, au point de la rendre nulle, si l'on veut. L'opéralion est terminée quand tout le sodium a disparu et que le chlorure de sodium formé a absorbé assez de chlorure d'aluminium, pour en être saturé.

ACIS + 6Na — 2A1 + 6NaCL.

Alors, l'aluminium baigne dans le chlorure d'aluminium et de sodium, composé très fusible et volatil. On extrait les nacelles du

(9) Device, Ann, de Chim. et de Phys., (3), 43, p. 24, 1855.

tube de verre, on en fait entrer le contenu lout entier dans des nacelles de charbon de cornue, qu'on a préalablement chauffées dans du chlore sec, pour les débarrasser de toute matière siliceuse ou ferrugineuse. On les introduit dans un gros tube de porcelaine muni d'une allonge el. traversé par un courant d'hydrogène sec et exempt d'air; on chauffe au rouge vif. Le chlorure d'aluminium el de sodium distille sans décomposition; on le recueille dans l’allonge el on trouve, après l'opération, dans chaque nacelle, tout l'aluminium rassemblé en un ou deux pelits culots au plus. Les nacelles doivent être enlièrement dépouillées de chlorure d'aluminium et de sodium et même de chlorure de sodium, quand on les retire du tube de porcelaine. On réunit les culots d'aluminium dans un petit creuset de terre qu’on chauffe aussi faiblement que possible, de manière cependant à fondre le métal et on l’écrase avec une petite baguette de terre ou un luyau de pipe. Le métal se rassemble et on le coule dans une lingotière de fonte bien propre.

D'a;rès Saiute-Claire Deville, l'aluminium ainsi obtenu est extrêmement pur el il doit en être ainsi, si les matières premières élaient pures.

Le soilium ne saurait exister dans l’aluminium ainsi produit, si le chlorure d'aluminium a été employé en excès. En elfet, Deville a montré que l’on débarrasse l'aluminium de sodium, en le plaçant dans un lube porté au rouge et parcouru par un courant d'hydrogène el faisant passer sur le métal de la vapeur de chlorure d’aluminium. On voit distiller du chlorure double d'aluminium et de sodium el 1l reste un métal bien fondu, absolument dénué de sodium.

Il est difficile, même à l'heure acluelle, de se faire une opinion sur les propriétés physiques et chimiques de l'aluminium. Les contradictions abondent dans la lillérature scientifique. Cela tient, sans doute, à ce que l'aluminium pur et l'aluminium commercial n'ont pas les mêmes propriélés, comme l'avait déjà fait remarquer Deville; mais surtout à ce que les affinités de l'aluminium ne sont pas les mêmes, quand il est en masses compactes, en lingols ou en lames épaisses et lorsqu'il est à l’état pulvérulent ; dans ce dernier cas, elles sont beaucoup plus développées.

Nous croyons donc indispensable de présenter les propriétés de l'aluminium en trois fois. Nous donnerons d’abord les propriétés physiques et chimiques de l'aluminium pur en lingots ou en lames;

ce sont celles qui ont été fixées par Sainte-Claire Deville (!); elles ne sont pas controversées. Nous donnerons ensuite les propriétés chimiques de l'aluminium pur pulvérisé. Enfin, lorsque nous traiterons des applications du métal, nous aurons l’occasion de traiter des propriétés pratiques de l'aluminium commercial.

PROPRIÉTÉS DE L'ALUMINIUM PUR EN LAMES, EN LINGOTS OU EN MASSES FONDUES

L'aluminium est un mélal d’un blanc tirant légèrement sur le bleu. Il peut être poli et bruni facilement; d'après Sainte-Claire Deville, il faut employer, entre le métal et la poudre à polir ou la pierre à brunir, un mélange d'acide stéarique et d'essence de lérébenthine et finir avec l'essence de térébenthine pure. Il peut prendre un beau mat, qui se conserve indéfiniment à l'air; on l’obtient en plongeant un instant les objets dans de la soude caustique très diluée, lavant à grande eau et laissant digérer dans l'acide nitrique fort.

I manifeste une sonorité très grande; un lingot, suspendu à un fil lin et frappé d'un coup sec, rend le son d’une cloche de métal.

L’aluminium se forge, à chaud comme à froid, avec perfection. Il peut être laminé et réduit par battage en feuilles aussi minces que les feuilles d'or pour la dorure. Pendant le laminage, il doit être recuit au rouge très sombre; la température est convenable lorsque la trace noire laissée par une goutte d'huile qu'on dépose sur la lame et qui s’y carbonise a complètement disparu. Il se comporte bien à la filière et peut être éliré en fils assez fins pour servir en passementerie, à la condition de le recuire au cours de l'opération.

Le tableau suivant, emprunté à Minet(?), montre que sa limite d'élasticité et sa résistance à la traction varient considérablement suivant qu'on considère le métal coulé ou le métal travaillé.

Résistance

Limite d’élasticité à la rupture

en kilogrammes en kilogr.

par millimétre par mill. carré Contraction

carré de section. de section. Ge Métal coulé." 4,25 ke. 10.60 kg. 15 — laminé . . . 8,40 — 17,00 — 25 Cle 11,30 — 20 40 — 60 — enbarrce. . 10,00 — 20,00 — 10

() Device, L'aluminium, Paris, Mallet-Bachelier, 1859. Ê) MixET, L'aluminium, Paris, Bernard Tignol, p. 24.

ALUMINIUM ET COMPOSÉS. o1

La densité de l'aluminium est 2,56: par l’action du laminoir, cette densité s'accroît jusqu’à devenir égale à 2,67.

Sa conductibilité pour la chaleur est très grande et comparable à celle de l'argent. Dans une expérience approximative, Faraday l'avait trouvée supérieure à celle de l'argent; Calvert et Johnson (!) l'ont trouvée égale à 665, la conductibilité de l'argent étant représentée par 1000. La conductibilité électrique est très grande. D’après Siemens, si l'on prend la conductibilité du mereure à 0 comme unité, elle est égale à 31,726.

La chaleur spécifique est de 0,21214 entre 15° et 95°, d'après Regnault(?). Elle est supérieure à celle de tous les métaux usuels. Les vases en aluminium s'échauffent et se refroidissent donc très lentement.

L’aluminium prend un état pâteux vers 5500 et peut, à cet état, se souder à lui-même par martelage. Il fond à 650°, d’après les délerminations de M. Henri Gautier |).

L’aluminium est fixe aux températures des fours industriels: il se volatilise au four électrique.

En raison de sa chaleur spécifique considérable, ilestextrêmement lent à fondre; on le fond à sec, c’est-à-dire sans fondant, dans un creuset brasqué à la magnésie. Dans ces conditions, c’est-à-dire sans fondant, les portions fondues provenant des divers fragments solides se soudent mal entre elles; il faut aider leur réunion en comprimant la masse avec une barre cylindrique de fonte. On écume ensuile la surface du bain et on coule.

Quant à sa forme cristalline, Deville la considère comme appartenant au système cubique. En effet, sur des échantillons d'aluminium préparé par la pile, il a observé des octaèdres complets dont la mesure élait impossible, mais dont les angles paraissaient égaux.

Le poids atomique de l'aluminium est 27,1.

L'aluminium se combine aux halogènes avec chaleur et lumière en fournissant des composés de formule AlXf. Par le fluor, il est attaqué superficiellement à froid, très énergiquement à chaud. MM. H. Gautier et Charpy{‘), dans une étude comparative de l’action

(!) Cazverr et JonxsoN, Philos. Magazine, (4), 40, *40, 1855. (2) ReGnauLT, Ann. de Chim et de Phys., (3), 46, p. 266, 1856. (5) H. Gaurier, Comptes rendus, 423, p. 109, 1896.

(*) H. Gaurier et Caarpy, Comptes rendus, 443, p. 597, 1891.

du chlore et du brome sur les métaux, ont montré qu'il ne s’altère pas dans le chlore liquéfié maintenu à son point d'ébullition, mais que la réaction commence à — 20°; à celte température, le métal s’'enflamme en faisant éclater le tube. Mis au contact du brome sec, l'aluminium s'échauffe peu à peu, s'enflamme et continue à brûler, en se déplaçant à la surface duliquide, comme un morceau d'amadou. Il se combine à l’iode à température peu élevée.

Nous avons vu que ces propriétés ont été mises à profit pour la préparation des chlorure, bromure et iodure d'aluminium.

Lorsqu'on fait agir sur l'aluminium de l’eau bromée ou de l'iode en présence de l’eau, on observe un dégagement régulier d'hydrogène et, au bout d'un certain Lemps, un dépôt d'oxybromure ou d'oxyiodure.

L'air, sec ou humide, est absolument sans action sur l'aluminium pur. Pour la température ordinaire, ce fait est rendu incontestable par des observalions failes par Sainte-Claire Deville et établissant que des objets en aluminium pur, tels que des fléaux de balance, n'ont changé d'aspect ni de poids en plusieurs années; pour les Lempéralures élevées. il résulle aussi des observations de Deville qui affirme que l’action de l’air est nulle à la température la plus élevée que l’on puisse atleindre dans un fourneau de coupelle et à peine appréciable à la température de fusion du platine. D'ailleurs, Péligot a pu coupeller, avec du plomb, de l'aluminium impur et obtenir des boutons très malléables.

Certaines impurelés, surtout le silicinm, rendent l'aluminium oxydable et Sainte-Claire Deville a montré qu'un même fragment d'aluminium qui ne s'oxydait pas dans la flamme du chalumeau, transporté sur de la poudre de verre et chauffé avec le même chalumeau, brûlait avec vivacité. Il y a formation de silicium qui se mélange à l'aluminium, puis combustion de l'aluminium impur avec formation de silicate d’alumine.

L'aluminium en lame maintenu dans la vapeur de soufre (440) ne s’y combine pas; ils’y combine à température plus élevée. Il se comporte de même vis-à-vis du sélénium et du tellure.

L'eau est sans action sur l'aluminium métallique pur, à la température ordinaire, à 100° et au rouge sombre. Sainte-Claire Deville a en effet constaté qu'un fil fin d'aluminium, pesant 0 gr. 1498, plongé dans l’eau bouillante pendant 30 minutes, n'avail pas été terni et n'avait pas varié de poids. Le même fil, introduit dans un tube de

ALUMINIUM ET COMPOSÉS. 95 verre traversé par un courant de vapeur d’eau et porté au rouge sombre, n'éprouvait, après plusieurs heures, aucune modification de poids ni d'aspect. Au rouge blanc, l'action de la vapeur d'eau se manifeste d’une façon peu sensible, par la formation d'un peu d'alumine.

L'hydrogène sulfuré n'a aucune action sur l'aluminium. On peut faire évaporer, sur une lame d'aluminium, du sulfhydrate d’ammoniaque, qui ne laisse sur le métal qu'un dépôt de soufre, que la moindre chaleur fait disparaitre.

L'acide sulfurique n’exerce pas d'action sur l'aluminium. L’acide azotique, qu'il soit faible ou concentré, n'agit pas sur lui à la température ordinaire; l'acide azolique bouillant le dissout, mais l'attaque cesse dès qu'on refroidit la liqueur.

Le véritable dissolvant de l'aluminium est l'acide chlorhydrique. À loute température, il dissout ce métal: cependant l'attaque est lente. quand l'aluminium est très pur. L'’acide chlorhydrique gazeux, dès les basses températures, attaque l'aluminium et le transforme en chlorure anhydre.

Les solulions de potasse et de soude agissent énergiquement sur l'aluminium et le transforment en aluminate de potassium ou de sodium, avec dégagement d'hydrogène.

L'aluminium peut être fondu dans le nitrate de potasse, sans éprouver d'allération. Toutefois, lorsque, par suite de la décomposition du nitre par la chaleur, il s'est produil une certaine quantité de potasse libre, le métal se combine à la potasse formée pour donner de l’aluminate.

Ces faits établissent la grande inaltérabilité de l'aluminium considéré comme métal usuel, c'est-à-dire employé sous forme de lames ou d'objets faconnés d'une certaine épaisseur.