COMPOSÉS OXYGÉNÉS DE L'AZOTE
146. Les composés oxygénés sont au nombre de huit; ils comprennent :
Le protoxyde d'azote A7JO
Le bioxvde d'azote AzO
L'anhydride azoteux Az^O^
Le peroxyde d'azote Az^O*
L'anhydride azotique Az^O^
L'acide hypoazoteux AzOH
L'acide azoteux (dans les a/otites). AzO^H
L'acide azotique AzO^H
147. Protoxyde d'azote Az^O. — Découvert par Priestley en 1766 et étudié surtout par Davy, il s'obtient par la décomposition sèche de Tazotate d'ammonium, doucement chauffé à une température qui ne doit pas dépasser 250<». L'azotate d'ammonium se dédouble en eau et protoxyde d'azote :
Az0:»,AzH^ = Az20 + 2H«0
Azotate Protoxyde Eau.
d'ammonium. d'azote.
On recueille le gaz sur l'eau salée, qui ne le dissout pas, ou sur le mercure.
Le protoxyde d'azote est un gaz incolore, inodore, d'une saveur douceâtre, d'une densité de 1,527, ce qui donne M pour le poids de sa molécule. En le chauffant avec du sulfure de baryum, qui s'empare de tout l'oxygène et laisse l'azote, on constate que le volume ne change pas; par conséquent, une molécule (2 volumes) de protoxyde d'azote renferme 2 volumes d'azote ou 2 atomes d'azote, c'est-à-dire 28 d'azote, et un d'oxygène, 16, dont la somme représente le poids 44
it
184 CHIMIE INORGANIQUE âLÉMENTAIRE
de la molécule donné par la densité. La formule Az^O indique donc le poids moléculaire et la composition du protoxyde d'azote.
Peu soluble dans l'eau, dont i volume dissout 1 volume 30 à 0<») il est beaucoup plus soluble dans l'alcool, dont 1 volume en dissout, à 0*, 4 volumes 18. Sous une pression de 30 atmosphères, il se condense en un liquide incolore qui bout à — 88*» et qui, pendant son évaporation, produit un froid tel qu'une portion se solidifie. Le protoxyde d'azote solide est ime masse blanche, ressemblant à la neige; mélangé de sulfure de carbone et évaporé dans le vide, il produit un froid de 140° au-dessous de zéro.
148. Le protoxyde d'azote a des propriétés qui le rapprochent de l'oxygène; il entretient la combustion et rallume un fragment de bois ne présentant plus qu'un point en ignition; les charbons ardents y brûlent avec flamme, ainsi que le phosphore et le soufre. Ses propriétés comburantes sont moindres cependant que celles de l'oxygène, et les corps, pour continuer à y brûler, doivent être déjà portés à une température élevée. On le distingue de l'oxygène au moyen du bioxyde d'azote; ce gaz, dont nous allons parler, se convertit en vapeur rouge aussitôt qu'il a le contact de l'oxygène libre, tandis que le protoxyde d'azote est sans action sur lui; de là le moyen de reconnaître si un gaz qui rallume les corps en ignition est de l'oxygène ou du protoxyde d'azote.
149. Action sur V économie, — Inspiré pendant quelques instants, le protoxyde d'azote amène des phénomènes d'ivresse, souvent accompagnés d'une crise spasmodique, qui l'ont fait appeler gaz hilarant^ et sont suivis d'anesthésie. Aussi est-il usité comme anesthésique pour l'extraction des dents. Les recher-
lèes de MM. Jolyet et Blanche ont montré que le
potoxyde d'azote, mélangé d'air, n'a aucune action sur l'orgtinisme ; des animaux peuvent respirer une atmosphèi'e artificielle formée de 80 volumes de protoxyde d'azote et de 20 volumes d'oxygène, sans ressentir le moindi'e symptôme d'intoxication.
Ils ont attribué l'anesthésie qui suit ordinairement les inspirations de protoxyde d'azote pur, à la privation d'air respirable qui amène des symptômes d'asphyxie. Mais les expériences de Paul Bert ont prouvé que le protoxyde d'azote a une action anesthésique qui lui est propre. Quand on le respire à l'état pur, il est vrai que l'anesthésie se complique de phénomènes d'asphyxie, mais si on le mélange de son volume d'air, et qu'on le fasse respirer sous une pression de deux atmosphères, il agit promptement et sûrement.
150. Bioxyde d'azote AzO. — On obtient du bioxyde d'azote en traitant à froid des copeaux de cuivTe par de l'acide azotique étendu; on prend un flacon à deux tubulures, et l'on recueille le gaz sur l'eau quand l'atmosphère du flacon est tout à fait incolore.
Il se forme en même temps de l'azotate de cuivre et de l'eau :
SAzO^iH + 3Cu = 3[(AzO-i)2Cu] + 2AzO -|- iH^O
Le bioxyde d'azote est un gaz incolore, très peu soluble dans l'eau, et d'une densité de 1,089. L'analyse eudiométrique de ce gaz et sa densité lui assignent la formule AzO.
Sa propriété caractéristique est de se combiner directement avec l'oxygène, et de se convertir en vapeur rouge de peroxyde d'azote (acide hypoazotique) Az^C :
2AzO 4- 0» = Az20*
Bi oxyde Oxygène. Peroxyde
d'azole. d'azote.
Cette réaction, qui permet de reconnaître immédiatement le bioxyde d'azote, joue un rôle important dans la fabrication de l'acide sulfurique.
Le bioxyde d'azote a des propriétés comburantes moindres que celles du protoxyde d'azote et ne rallume pas les corps en ignition ; néanmoins un charbon incandescent continue à y brûler. Il est absorbé en grande quantité par la solution des sels ferreux.
151. Acide hypoazoteux AzOH. — Lorsqu'on traite une solution d'azotite de sodium AzO'Na par l'amalgame de sodium et qu'on ajoute de l'azotate d'argent à la liqueur, après l'avoir neutralisée par l'acide acétique, on obtient un précipité jaune d'hypoazotite d'argent AzOAg (Ed. Divers).
On peut obtenir l'acide hypoazoteux en solution en décomposant le sel d'argent par l'acide chlorhydrique. L'acide hypoazoteux est peu stable, et se détruit peu à peu en donnant de l'eau et du protoxyde d'azote.
2Az0H = H80 + Az20.
152. Acide et anhydride azoteux. — L'azotate de potassium AzO^K chauffé au rouge dégage de l'oxygène et laisse un sel qui est l'azotite AzO*K. On n'arrive pas à retirer l'acide azoteux AzO*H des azotites, car cet acide azoteux est très peu stal)le et est décomposé quand on traite les azotites par un acide.
On obtient l'anhydride azoteux en décomposant par l'eau à 0^ du peroxyde d'azote ou vapeur nitreuse ; il se forme en même temps de l'acide azotique :
PEROXYDE d'azote 187
2Az20*
= 2Az03H
+ Az20«
Peroxyde
Eau.
Acide
Anhydride
d'azote.
azotique.
azoteux.
L'anhydride azoteux est un liquide bleu, peu stable, que l'eau décompose à la température ordinaire en acide azotique et bioxyde d'azote :
3Az203
r- 2Az03H
= 4AzO
Anhydride azoteux.
Eau.
Acide azotique.
Bioxyde d'azote.
Traité par les alcalis concentrés, il donne des azotites.
153. Peroxyde d'azote (vapeur nitreuse, vapeurs rouges^ acide hypoazotiquej hypoazotide). — Le peroxyde d'azote Az*0* constitue les vapeurs rouges qui se produisent par la combinaison de l'oxygène et du bioxyde d'azote. On peut l'obtenir à l'état solide en faisant passer 2 volumes de bioxyde d'azote et 1 volume d'oxygène, l'un et l'autre bien desséchés, dans un tube rempli de fragments de porcelaine pour faciliter le mélange, et recevant le produit dans un ballon fortement refroidi.
Il est alors en prismes qui fondent à 9° au-dessous de zéro, en un liquide incolore, devenant jaune verdâtre à 0°, se fonçant de plus en plus à mesure que la température augmente, et se réduisant à 22° en une vapeur d'un brun rouge.
Le peroxyde d'azote se produit également par la calcination de l'azotate de plomb, qui se détruit en donnant de l'oxygène, de l'oxyde de plomb et du peroxyde d'azote :
(Az03)2Pb = PbO + Az«0* + 0
Azotate Oxyde Peroxyde Oxygène-
de plomb. de plomb. d'azote.
154. La densité du peroxyde d'azote varie avec la température; à 150o, elle conduit à la formule AzO^ tandis qu'à 20" elle mène à la formule Az*0* (Wankh n et Playfair). Nous adoptons cette dernière formule, qui rend mieux compte des réactions du peroxyde d*azote.
On doit en effet le considérer comme un anhydride mixte d'acide azoteux et d'acide azotique, car il fournit un azotate et un azotite par Faction des alcalis :
AzSQ* 4- 2KH0 = Az03K + Az0«K + H20
Peroxyde Putasse. Azotate Azotite Eau.
d'azote. de potassium, de potassium.
Traité par l'eau à 0% le peroxyde d'azote donne, comme nous l'avons dit plus haut, de l'acide azotique et de l'anhydride azoteux :
2AzS0*
= 2Az03H + Az203
Peroxyde
Eau.
Acide azotique. Anhydride.
d'azote.
azoteux.
et comme l'anhydride azoteux, peu stable, est détruit lui-mt^me par un excès d'eau en acide azotique et bioxyde d'azote :
3Az203
= 2Az03H
4AzO
Anhydride
Eau.
Acide
Bioxvde
azoteux.
azotique.
d'azole.
il s'ensuit que la décomposition finale du peroxyde d'azote par une quantité suffisante d'eau fournit de Taciile azotitjue et du bioxyde d'azote; c'est une des réactions que Ton utilise dans la préparation de Tacide sult'urique :
3Az20*
= 4Az03H
2AzO
Peroxyde
Eau.
Acide
Bioxviie
d'azote.
azotique.
d'îizote.
Le peroxyde d'azole se dissout daiis l'acide azotiquM ordinah'o en le colorant en bleu, en vert, puis en jaunffl brun.
Il agit énergiqueraent sur les tissus animaux et lei détruit rapidement. L'inspiration des vapeurs nitreusea produit une vive inflammation des voies aériennes t du parenchyme pulmonaire, souvent suivie d'une moi rapide. On connaît plusieui-s cas de mort arrivée peii d'heures après l'inspiration des vapeurs nitreuses.
155. Anhydride azotique Az'O^. ^ Il a été décou-J vert par M. DeviUe, qui l'obtînt en traitant l'azotatg ^ent par le chlore sec :
SAzO'Ag + aCl = Al'Os + 2AgCl + 0
t'anhydride azotique est un corps cristallisé, oie, que l'eau convertit eu acide azotique :
ft456. Acide azotique. — L'acide azotique AzO'H s A mentionné pour la première fois au ix" siècle p lîhimistB arabe Geber, qui lui donna le nom d'ea«-J te. Mais c'est en 1884 seulement que Cavendish 1^ ira comme un composé oxygéné de l'azote, efc" S que Gay-Lussac détermina sa composition. ^acide azotique ne se rencontre dans la nature à Bt libre qu'en petite quantité. 11 s'y trouve surtout à Ht d'azotate. Les azotates se produisent dans une i de circonstances; cette production constitue le taomène de la nitrificalion, dont nous parler Sïtant de l'azotate de potassium.
Cavendish a réalisé le premier la synthèse de lacide azotique en faisant passer une série d'étincelles électriques dans un mélange de 7 volumes d'oxygène et de 3 volumes d'azote, en présence d'eau de chaux ; au bout de quelque temps, les gaz ont disparu et la liqueur renferme de l'azotate de calcium.
La présence d'une base n'est pas nécessaire; l'acide azotique se produit aussi par l'action d'une série d'étincelles électriques sur un mélange d'azote et d'oxygène humides. La chaleur seule peut amener le même phénomène ; suivant Davy, l'azote et l'oxygène se combinent en présence d'une spirale de platine maintenue au rouge au moyen de la pile. Il se forme aussi une petite (|uantité d'acide azotique dans l'électrolvse do l'eau aérée.
Cette production d'acide azotique sous l'influence des courants électriques explique la présence de l'acide azotique dans l'air et dans l'eau de phiie.
L'union directe de l'oxygène et de l'azote a encore lieu pendant les combustions lentes ou vives, et par l'oxydation de l'ammoniaque. C'est cette oxydation de Tammoniaque qui est la principale cause de la nitrification ou production des azotates. (Voir Azotate de potassiinn,)
• 157. On prépare l'acide azotique dans les laboratoires on décomposant l'azotate de potassium par l'acide sulfurique: l'opération se fait dans une cornue de verre dont le col est introduit dans un Ivallon ; on doit éviter l'emploi des bouclions de liège et de caoutchouc, qui seraient attaqués ^^ar Tacide c\zotique.
l^n fait réagir parties égales d'acide sulfuri^jne et d'azotate, ce qui correspond aux proportions il-'unées par réquation suivante :
