Sulfate de calcium SO'Ca + 2H'0. — Le
sulfate de calcium, sulfate de chaux ou gypse, se rencontre dans les terrains tertiaires inférieurs, au-dessous du calcaire grossier; il est hydraté et renferme '2 molécules d'eau. La pierre à plâtre, qui se trouve en quantités considérables aux environs de Paris, est essentiellement formée de gypse amorphe, mélangé de petits cristaux brillants du même sel et renfermant en outre 5 à i5 pour 100 de carbonate calcaire et d'oxyde de fer; celui-ci colore souvent la pierre en jaune.
Le gypse cristallisé est en lames, ou en rosaces, ou en grands cristaux hémitropes ayant la forme d'une flèche ou d'un fer de lance.
Il existe en Toscane une variété de sulfate de chaux translucide, Vaîbàlre blanc ou gypseux, susceptible de recevoir un beau poli, et avec lequel on fabrique des vases et des objets d'ornement : certaines variétés d'albâtre gypseux ont une couleur fauve.
Enfin, par l'addition de l'acide sulfurique ou d'un sulfete soluble .\ la solution d'un sel de calcium, il se précipite une poudre blanche, lourde, de sulfate de calcium.
Ce sel est peu soluble dans l'eau : un litre d'eau n'en
dissout que 2 grammes à 2 gr. 5, suivant la température.
^^éCB eaux qui renferment du sulfate de chaux sont
394 CHIMIE INORGANIQUE ÉUblENTAIBE
impropres ù la coosommation. (Voyez Eaux potables,
343. Le gypse, soumis à Faction de la chaleur, perd son eau de cristallisation dès 130" et dcAÎent anhydre. Il constitue alors le plâtre^ qui, mélangé avec de l'eau, forme une pâte liquide, se solidifiant au bout de peu de temps. Cette solidification du plâtre est due à ce que le gypse anhydre se combine avec l'eau, en donnant des cristaux de sulfate de chaux hydraté, qui s'enchevêtrent les uns dans les autres et forment un tout .solide .
En s'hydratant, il augmente de volume. Cette propriété le fait employer dans les moulages. La bouillie liquide de plâtre, versée dans un moule, en remplit toutes les cavités, et, se gonflant pendant sa solidification, en reproduit les moindres détails.
Le gypse, après avoir été chaufl*é à 160-200», ne s'hydrate que difficilement; si la calcination a été poussée jusqu'au rouge cerise, il perd la propriété de se combiner avec l'eau : aussi la cuisson de la pierre à plâtre donne-t-elle souvent des produits d'inégale valeur.
Si l'on trempe du plâtre cuit dans une dissolution d'alun et qu'après dessiccation on le recuise de nouveau au rouge sombre, on obtient le plâtre aluné, qui devient plus dur que le plâtre ordinaire et adhère mieux au bois et à la pierre.
Le plâtre récemment cuit, pulvérisé très finement et délayé dans une solution de colle de gélatine blanche, donne une bouillie qui durcit très vite et qui est susceptible (le recevoir un beau poli. C'est là le stuc, dont on se sert pour décorer l'intérieur des maisons et qui, par le mélange de divers oxydes métalliques, prend l'aspect de certains marbres.
.'On emploie également le plâtre en agriculture pour
lender le sol des prairies artificielles. 1.344, phosphate de calcium (phosphate de chaux).
Od connaît plusieurs phosphates de calcium. Le sel
lutre, appelé ordinairement Iribasique, renferme '^PhO')'Ca^; d résulte du remplacement des (i atomes d'hydrogène de 2 molécules d'acide phosphorique PhO'H' pai' 3 atomes de calcium, métal diatomique.
Ce phosphate neutre ou tribasique forme les quatre cinquièmes de la partie inorganique des os, l'autre cinquième étant l'orme de carbonate de calcium et de ,-«els de magnésium.
On trouve en outre, dans le sol, des gisements
.portants de phosphate de chaux, en nodules ren- ^ ïérmant 54 à 80 pour 100 de ce sel, et dont l'existence a été signalée dès ISaO par Berlhier. Ces nodules paraissent être des coprolithes, c'est-à-dire des excréments fossiles de grands sauriens disparus. La découverte des gisements de coprolithes est due surtout à M. de Molon, qui les a rencontrés dans la Seine-Inférieure, la Somme, le Pas-de-Calais, le Nord, les Ardennes, la Meuse, etc.
La chaux phosphatée d'Espagne ou apatite est un minéral cristaUisé contenant de 80 à 85 pour 100 de phosphate de chaux. Enfin, on trouve dans le département du Lot et dans celui de Tarn-et-Garonne une chaux phosphatée amorphe, réunie en masses compactes et terreuses, et connue sous le nom de phosphorite.
Ces diverses vai'iétés de phosphates de chaux, ainsi que le noir animal provenant de la calcination des os, sont des engrais précieux, fort usités en agriculture, parce que les plantes, comme les animaux, ont besoin d'acide phosphorique pour vivre et se déveloççev.
396 CHIMIS INORGANIQUE ÉLÉMENTAIRE
Le phosphate de chaux est insoluble dans Teau^ mais les acides l'attaquent facilement. L'acide carbonique môme le dissout; si Ton met du phosphate de chaux des os en suspension dans de Teau chargée d'acide carbonique, il se forme du carbonate calcaire et du phosphate acide de calcium PhO^CaH, qui se dissout. C'est par ce mécanisme que les plantes peuvent enlever au sol le phosphate de chaux et se l'assimiler. Néanmoins, certaines variétés de phosphates de chaux naturels sont tellement compactes, qu'elles résistent à l'action de l'acide carbonique et ne produisent pas une action marquée sur la végétation.
Aussi attaque-t-on les phosphates naturels par l'acide sulfurique, employé en quantité suffisante pour saturer toute la chaux et mettre l'acide phosphorique en liberté. On donne à l'engrais ainsi préparé le nom de superphosphate de chaux; ce n'est, à proprement parler, qu'un mélange d'acide phosphorique et de sulfate de chaux.
Le phosphate de chaux a été prescrit comme astringent dans les diarrhées rebelles, et comme reconstituant dans le rachitisme, pour fournir aux os l'élément qui leur manque.
*V45. Hypochlorite de calcium. — Le chlorure de chaux du commerce est un mélange de chlorure de calcium et d'hypochlorite de calcium; on le prépare en faisant arriver du chlore dans des chambres dont le t>ol est garni de chaux humectée. La réaction est la même que celle qui donne naissance aux hypochlorites (le potassium et de sodium :
?.Ca0 + Cl*
= (C10)2Ca + CaC12
Oxyde Chlore, de calcium.
Hypochlorite Chlorure de calcium. de calcium
n doit éviter une trop forte élévation de tempéra- I, car entre 60' et 100° ia réaction est différente et ITDit du chloi'ate et du chlorure de calcium :
fLe chlorure de chaux est blanc, amorphe, pulvérulent. Comme les autres hypochloritea, il est désinfectant et décolorant; c'est le plus employé, parce qu'étant solide il est d'un transport commode. Traité par l'eau, il lui abandonne de l'hypochlorite et du chlorure, tandis qu'il reste de l'hydrate de calcium insoluble. Cette solution (chlorure de chaiix liquide) se détruit par l'ébuUition, avec formation de chlorate et de chlorure :
a(CIO)'Ca
(CI03)5Ca + 2CaC|3
346. Chlorométrie. Les chlorures décolorants du commerce sont des mélanges en proportions variables d'hypochlorite, de chlorure et d'oxyde. Leur valeur vénale dépend de la quantité d'hypociiiorite, c'est-àdire de la quantité de chlore qu'ils peuvent mettre en liberté. Le procédé d'analyse qui permet de doser cette quantité de chlore est appelé chlorométne.
La chlorométrie est fondée sur ce fait que le chlore oxyde l'acide arsénieux en solution aqueuse et le coq- K^^tit en acide arsénique :
^a'O" + SH'O -|- (Cl
AsîOE + *HCl
arsenieux
ilrirp Tifiiir '
398 CHIMIE INORGANHJDB ÉLÉMBNTAïaE
Une molécule ou 198 grammes il'acide arsenieux exige deux molécules ou 143 grammes de chlore pour [jasaer à l'état d'acide arsénique.
D'autre part, le chlore décolore la solution de sulfate d'indigo; mais, dans une liqueur où se trouvent tout à la fois de l'acide arsenieux et du sulfate d'indigo, celuici ne sera décoloré que lorsque tout l'acide arsenieux aura passé à l'étal d'acide arsénique; la décoloration instantanée du sulfate d'indigo indique donc la fin de la réaction.
Par conséquent, en prenant un poids connu d'acide arsenieux en solution, et y ajoutant peu b. peu une solution d'hypochlorite, en présence de sulfate d'indigo, on arrive à connaître combien il faut de cette liqueur pour oxyder le poids connu d'acide arsenieux, et par suite combien elle renferme de chlore pour 100.
Pour exécuter ce dosage, on prépare une liqueur arsénieuse normale renfermant 4 gr. 439 d'acide arsenieux pur As'O' par litre, ce qui représente la quantité d'acide arsenieux oxydé par un litre de chlore ; en effet, le litre de chlore pèse 3 gr. 17, et l'on a
La liqueur normale d'acide arsenieux est ainsi oxydée par son propre volume de chlore.
Ceci fait, on prend 10 centimètres cubes de liqueur arsénieuse que l'on colore avec quelques gouttes de sulÊite d'indigo, et l'on y ajoute goutte à goutte au moyen d'une burette graduée une solution faite avec 10 grammes du chlorure de chaux à analyser dissous ians un litre d'eau.
Si les 10 grammes de chlorure de chaux renfermaient un Utre de chlore, il est évident que 10 centimètres
5 de cette solution oxyderaient tout l'acide arsé- "îiieus de 10 centimètres cubes, puisque le litre de liqueuc arsénieuse normale correspond à un litre de chlore. Si, pour amener la décoloration de l'indigo, il faut en ajouter 20 centimètres cubes, c'est que les iO grammes de chlorure de chaux ne renferment qu'un demi-litre de chlore : la richesse x de ces 10 graounes est égale à j"de litre, et si l'on veut la rapporter au
I kilogramme de chlorure de chaux, ou multiplie jiar ICO:
10 X mil ^ Le titre d'un tel chlorure de chaux est donc de 50 litres de chlore au kilogramme. Pour avoir le titre x d'un chlorure de chaux, il suffit donc de diviser 1000 par le nombre n de centimètres cubes employé pour . oxyder 10 centimètres cubes de la liqueur arsénieuse :
I Les chlorures de chaux du commerce ont des titres nii varient de 90 à 110-.
BARYUM. — STRONTIUM
. BarTum. — Le baryum, poids atomique 137,
mbole Ba, est un métal argentin, décomposant l'eau
|tla température ordinaire. Il est sans usages.
Il existe dans le sol à l'état de carbonate et de sul-
; ce dernier est le spathpesant des minéralogistes.
Le carbonate de baryum, beaucoup plus fixe que le
carbonate de calcium, ne se décompose car la. ii\val*ïViS.
qu'à une très haute température. Aussi prépare-t-on l'oxyde de baryum BaO en décomposant l'azotate au rouge clair. L'oxyde de baiyum ou baryte ressemble à la chaus; comme elle, il s'unit & l'eau avec un grand dégagement de chaleur, en donnant l'hydrate BaO'H* qui cristalhse avec 8 molécules d'eau, BaO'H' -|- HH'O, en cristaux blancs et transparents.
L'hydrate BaO'H' est beaucoup plus soluble dans l'eau que la chaux; l'eau froide en dissout 4 p. 100, et l'eau bouillante 50 p. 100; la solution est appelée eau de baryte.
Chauffé au rouge sombre, l'oxyde BaO absorbe l'oxygène de l'air et donne un bioxyde BaO' qui, au rouge clair, abandonne cet oxygène et repasse à l'état d'oxyde BaO.
Le sulfate de baryum artificiel SO'Ba, obtenu par l'action d'un sulfate soluble sur le chlorure de baryum, est un précipité blanc complètement insoluble dans l'eau. On l'emploie dans la peinture et dans la fabrication du papier; incorporé à la pâte à papier, il lui donne de la blancheur et du poids.
Les sels de baryum sont très vénéneux. Ils possèdent une grande densité : de là le nom du métal, jïipùî, pesant.
348, Strontium. — Le strontium, poids atomique 87..5, symbole Sr, présente les plus grandes analogies avec le baryum. Excepté l'azotate, -qui colore la flamme en rouge et entre dans la composition des feux d'artifice, les sels de strontium sont sans usages; mais, depuis quelque temps, on emploie la strontiane au lieu "e la chaux dans l'extraction du sucre de betterave.
"149. Caractères des sels de calcium, de baryum et STRONTIUM. — Ils sont incolores. L'ammoniaque ne
• précipite pas; la potasse et la soude ne les précipi-
BABTÏJM — gTRONTlDB ^t«H
leot qu'en solution concentrée. L'acide suIthydrlquM et le sulfhydrate d'ammoniaque sont sans action sufl eux; par ce caractère, ils se rapprochent des métaujfl alcalins, mais ils s'en distinguent, parce qu'ils sont prâS cipités par les carbonates et les sulfates solobles. 9
En etîet, les carbonates et les sulfates de calcium, â3 baryum et de strontium sont insolubles ou presqud insolubles. I
Ce sont là des caractères communs. Les sels de ceu trois métaux se distinguent de la manière suivante : fl
L'azotate et le chlorure de calcium sont déliquea^ cents; ceux de baryum et de strontium ne le sont pas^ Les trois .sulfates sont insolubles, mais à des deg'rén différents. Le précipité de sulfate de baryum, complè^ tement insoluble, se produit immédiatement, quel guM soit l'état de dilution de la liqueur; celui de sulfate d« strontium n'apparaît qu'au bout de quelque tempflt dans les solutions étendues. Le précipité de sulfate de calcium, sel soluble dans 500 fois son poids d'eau, ne se fait pas dans des solutions aussi peu concentrées.
Une solution limpide de sulfate de calcium précipite^ les sels de baryum et de strontium. ■
Avec l'oxalate d'ammoniaque, les sels de calciuiiM même en solutions très étendues, donnent un précn pité blanc d'oxalate de calcium soluble dans l'aciâu chlorhydrique et l'acide azotique, insoluble dans Idffl acides acétique et oxalique- I
Les sels de baryum et de strontium ne précipitenfl par l'acide oxalique qu'en solutions plus concentrées^
Le cbromate de potasse et l'acide hydrofluosiliciqoM précipitent les solutions étendues des sels de baryumJ mais ils ne précipitent pas les sels de strontium. ■
350. RelatioDS des trois métaux alcalino-terreux. —M Le calcium, le baryum et le strontium focKve.^^. "«il
403 CHIMIE INORGANIQUE ÉLÉUENTAIRE
famille naturelle des métaux alcalico-terreux, unis entre eux par ies plus étroites analogies. Ils décomposent l'eau à la température ordinaire. Leur atome fixe deux atomes de chlore. Us fournissent des chlorures solubles de la formule R"C1' (R étant un quelconque de ces trois métaux), des oxydes de la formule R"0 se combinant éoergiquement avec l'eau pour donner des hydrates de la formule RO'H'. De plus, ces trois oxydes fixent de l'oxygène au rouge pour se convertir en bioxydes de la formule RO'. On connaît, en effet, outre le bioxyde de baryum BaO', un biuxyde de calcium CaO' et un bioxyde de strontium SrO'.
Eafln leurs carbonates et leurs sulfates sont insolubles ou très peu solubles.
Ils se rapprochent des métaux alcalins par leur avidité pour l'oxygène, par la réaction alcaline de leurs hydrates qui sont des bases énergiques, par la nature de leurs oxydes non réductibles par le charbon et l'hydrogène, et s'en séparent nettement par leur diatomicité et l'insolubilité de leurs sulfates et de leurs carbonates.
Ainsi que nous le verrons plus loin, le plomb se rapproche par certains caractères des métaux alcalineterreux.
