GÉNÉRALITÉS SUR LES MÉTAUX

§ 16. Les métaux usuels ont un ensemble de propriétés communes, l’éclat métallique, l’opacité, la densité, la dureté, la ductilité, la malléabilité, la ténacité, la conductibilité pour la cbaleur et l’électricité, la fusibilité.

On entend par éclat métallique la propriété qu’ont les métaux de réllécbir la lumière lorsqu’ils sont polis ou fraîchement coupés. \j opacité est la propriété que présentent les corps de s’opposer complètement au passage de la lumière (cependant certains métaux réduits en feuilles extrêmement minces sont translucides, telles que les feuilles d’or qu’emploient les doreurs). Par densité, nous entendons le poids comparé au volume. Tous les métaux, a l’exception du potassium et du sodium, sont plus lourds que l’eau ; le plus pesant de tous est le platine, qui pèse 22 fois plus que son même volume d’eau. On les peut classer d’après le tableau suivant :

Un volume d’eau pesant 1,00

Le même volume de platine pèsera. . 22,69

D’or 19,2.5

De mercure i3,54

De ])lomb . 1 1 ,35

D’argent >0 747

De enivre 6,87

De fer 7,78

De zinc. ......... 6,86

D’aluminium 2,56

Ue sodium >1)7

De potassium. ...... o ,8(>

ÊLKMElNTS DE ClliMlE. 23

Lu durelé des métaux est plus uu moins grande : les uns sont très-durs, comme le ter ( i ) ; d’autres sont très mous, comme le plomb.

Les métaux sont ductiles, c’est-a-dire qu’ils ont la propriété de pouvoir être étirés en fils: l’ordre de ductilité est le suivant :

L’or; E’argenl; Le platine; Le fer;

Le cuivre ; Le zinc ;

L’ étain ;

Le plomb.

La malléabilité est la propriété (jue possèdent les métaux de s’étendre en lames sous le clioc du marteau ou par la pression du laminoir; l’or est le plus malléable de tous. Les métaux sont classés ainsi qu’il suit :

()r; Dlatine;

Argent; Plomb;

Cuivre; Zinc;

Etain; Et'r.

Le platine et l’or sont tellement malléables et ductiles, qu’on peut obtenir directement, avec le premier, des tils pour ainsi dire invisibles à l’œil, |)lus tins (|ue ceux de l’araignée, et, avec le second, des feuilles assez minces [)our qu’on puisse en placer dix mille dans l’épaisseur de I millimètre.

Au point de vue de la conductibilité delà chaleur, on peut ranger les métaux dans l’ordre suivant :

Or; Fer;

Argent; Zinc;

Platine; Étain,

(aiivre; Plomb

(il Nous entendons ni le ter pur mallcaliieet non la fonte ni racier (pu ne sont pas du fer pur^ mais du {qv contcfidiii du curboucyde P(izotc\ etc.

L’ordre de conductibilité pour l’électricité n’est pas absolument le même : le cuivre est en première ligne, puis après viennent l’or, l’argent, le zinc, le platine, le 1er, l’étain, le plomb.

Les métaux fondent à des températures bien différentes; ainsi le platine et plusieurs autres sont infusibles au feu de forge, l’étain fond à 25o degrés (on peut le fondre sur une feuille de papier ), et le mercure est liquide a la température ordinaire.

§ 17. Tous les métaux se combinent avec l’oxygène pour former des oxydes métalliques; c’est en raison de leur affinité plus ou moins grande pour l’oxygène qu’ils ont été classés en six sections.

Dans la première se trouvent ceux qui, a la température ordinaire, décomposent l’eau, s’emparent de son oxygène, et laissent dégager l’hydrogène; ce sont : le potassium, le sodium, le lithium, le barium, le strontium, le calcium.

Les métaux de la seconde section décomposent l’eau à une température inférieure au rouge sombre; ce sont : V aluminium, le magnésium, le zirconium, le thorium, \ yttrium, le cérium, le lanthane, le didyme, le manganèse, le glucinium, le pelopium, le niobium, le terbium, X erbium. La plupart de ces métaux sont sans emploi, mais les composés formés par quelques-uns d’entre eux sont trèsrépandus dans la nature et utilisés dans l’industrie : tels sont l’alumine, la magnésie, les oxydes du manganèse, etc.

Dans la troisième section, on a compris les métaux qui ne décomposent l’eau qu’à une température rouge, mais (jui peuventla décomposer à la température ordinaire sous l’intluence des acides ; ce sont : le fer, le nickel, cobalt, le zinc, le cadmium, le chrome, le vanadium, X uranium.

l'LEMEINTS DE CrilMlE.

‘JD

Dans la quatrième sont ceux qui décomposent Teau à une température rouge, mais ne la décomposent pas en présence d’un acide : le tungstène, le molybdène, l’o^mium, le tantale, le titane, X étain, X antimoine.

Nous cogiprendrons dans la cinquième section les métaux qui ne décomposent l’eaii qu’à une température excessivement élevée, comme le bismuth, le plomb, \e euivre.

Les métaux des sections précédentes peuvent tous s’unir directement à l’oxygène, même pour quelques-uns à la température ordinaire; leurs oxydes ne sont pas décomposables par la chaleur seule. On réunit, dans la sixième et dernière section, tous les métaux qui ne décomposent pas l’eau, et dont les oxydes sont décomposés j)ar Laction seule de la chaleur et transformés en métal et en oxygène; ces métaux sont : le mereure, X argent, le rhodium, X iridium, le palladium, le ruthénium, le platine et l’or.

Cette classiticatîon des métaux est la plus scientifujiie, la plus méthodique et la meilleure; on en admet souvenl une autre plussiniple, qui consiste à les diviser en métaux alealins, ce sont ceux dont les oxydes forment des alcalis puissants, comme le potassium, le sodium, le lithium; en métaux aleali no-terreux àowi les oxydes ont une réaction alcaline énergique, et entrent d’ordinaire dans la composition des terres et des pierres : tels sont le calcium, le harium, le strontium; et en métaux terreux dont les oxydes n’ont qu’une réaction alcaline trèsfaihle, ou même nulle, comme le magnésium : ces métaux entrent pour la majeure partie dans la composition des lerres, pierres, pierres précieuses; enfin en métaux proprement dits, qui sont tous ces autres métaux anciennement connus pour la plupart et (jue l’on emploie à l’état

PKEMIERE PARTIE.

de corps simples, comme le fer, le cuivre, Targent, l’or, etc.

§ 18. Tous ces métaux peuvent former des combinaisons diverses, soit entre eux, soit avec les corps non métalliques. Les combinaisons des métaux entre eux sont encore peu connues pour la plupart r elles sont le plus souvent mal définies et en proportions variables ; elles , ont reçu le nom générique d'alliages; par exception, les alliages du mercure avec d’autres métaux sont appelés amalgames : ainsi le tain des glaces est un amalgame d’étain. En s’unissant avec les corps non métalliques, les métaux forment des composés définis dont les noms ont été réglés dans la nomenclature. Nous décrirons plus loin, à l’article Sels, les propriétés générales de ces combinaisons. Nous allons d’abord indiquer les caractères communs a tous les oxydes.

§ 19. Oxydes, — Les oxydes formés par la combinaison des métaux et de l’oxygène peuvent être classés en oxydes basiques, indifférents, acides. Les oxydes métalliques basiques sont ceux qui s’unissent aux acides pour lormer des sels; tels sont les oxydes de potassium, de sodium, de calcium (potasse, soude, chaux), et l’oxyde d’argent, qui donnent des sels de potasse, de soude, de chaux et d’argent (L). (Chaque métal fournit au moins une base, c’est-a-dire un oxyde capable de s’unir aux acides pour former des sels; c’est môme là le caractère essentiel des métaux, dont plusieurs ne possèdent pas les propriétés communes aux métaux usuels et énoncées cidessus. Les oxydes métalliques indifférents sont ceux qui

(i) Il S(‘rait plus lûi^ulior do diro sol (Coxydc cPdrgciii^ niais rusago a l>i'c'\alu (!(’ suppninci' le mol ox^do dans rappollalion d’un sol.

ÉLÉMEISTS DE CHIMIE. 27

n’ont aucune tendance a s’unir, sort aux acides, soit aux bases. Les oxydes métalliques acides, ou simplenient les acides métalliques^ sont ceux qui s’unissent aux bases pour donner des sels : ainsi les acides manganique, permanganique , cliromique , percbromique , stannique (combinaisons oxygènes du manganèse, du chrome, de l’étain) donnent, avec la potasse, etc., des manganate, permanganate , cliromate , percbromate , stannatc de potasse, etc.

Enfin, nous avons vu que les acides se combinaient aux bases pour former des sels : aussi certains acides métalliques, l’acide plombique par exemple, peut se combiner avec l’oxyde métallique basique du même métal (foxydc de plomb) pour faire un plombate d’oxyde de plomb, composé qui, on le voit, est formé uni(|uement d’oxygène et de plomb et qui peut être représenté par la formule

Dh0,ri)0^; ou VïrOK

]f oxyde métallique résultant ainsi de la combinaison d’un oxyde basique avec un oxyde acide est appelé un oxyde salin.

§ 20. Les oxydes sont réductibles a l’état métallique, soit par l’action du calori(|ue, tels sont ceux d’argent, de mercure, soit par rintervention du ctiarbon ou de l’hydrogène a une température plus ou moins élevée, soit au moyen d’un métal (}ui, dans les circonstances de l’exjiérience, a une grande affinité pour l’oxygène.

Ainsi V oxyde de cuivre peut être réduit par l’hydrogène avec production d’eau d’hydrogène), par le

carbone, avec [uoduclion iWieide caii)oni(|ue, par b^ fei\ av(M‘ production d’oxydi' de fer.

‘^8 pabiu:.

C’est sur ees réactions et principaleineiit sur celle du cliarboîi qu’est basée la métallurgie (i).

Les oxydes peuvent être également décomposés par le soutre, le chlore, le phosphore, etc., surtout si l’on fait intervenir la chaleur; ces corps s’emparent du métal pour tonner des chlorures , sulfures , phosphures , etc. Les oxydes des métaux alcalins et alcalino-terreux sont tous solubles dans l’eau; ils forment des hases énergiques, qui sont : la potasse, la soude, la chaux, la baryte, la stronliane. Tous les autres oxydes sont à peu près insolubles dans l’eau; les oxydes solubles, et particulièrement la potasse et la soude, ont reçu le nom à' alcalis.

^ 21. Sels. — Les sels, de quelque nature qu’ils soient, oxygénés ou non, présentent certains caractères qu’il est nécessaire de connaître. Presque tous sont solides, souvent blancs ou incolores; lorsqu’ils se déposent du sein d’une dissolution, ils affectent le plus généralement une fornie régulière qui leur est propre, et que l’on appelle forme cristalline. Les uns peuvent cristalliser au sein de l’eau sans se combiner avec elle, le sel marin par exemple, d’antres cristallisent en prenant une certaine quantité d’eau ^Lic l’on appelle eau de cristallisation ; tel est Thyposulfite de soude. 11 y en a qui attirent l’humidité de l’air, comme le chlorure de calcium; ils sont nommés déliquescents. D’autres, au contraire, perdent au contact de l’air sec toute ou partie de leur eau de cristallisation; tel est le carbonate de soude : ceux-ci sont appelés efllo-

II) Les métaux peuvent aussi être extraits de leurs sulfures, chlorures, etc. Le sulfure de plomb, le sulfure d’argent sont réduits par le j('r avec îuoduction de sulfure de fer. Le chlorure d’aluminium est réduit par le sodium avec production du chlorure de sodium, etc.

l£M^Mi:iNTS DE CMIIMIE. 2()

rescents. Quelques-uns se décomposent à la lumière; tels sont certains sels de mercure et les sels d’argent.

§ 22. Action des acides, des hases et des sels sur les sels. — i" Si l’on ajoute un acide à un sel, il arrive que l’acide est sans action sur le sel, ou qu’il s’empare de la base dont l’acide se trouve alors mis en liberté, ou que les deux acides se partagent la l)ase.

On dit communément d’un acide qui en déplace un autre, qu’il est le plus énergique; tel acide peut être le plus ou le moins énergique suivant les circonstances. Les acides pbosphorique, borique, silicique qui déplacent l’acide sulfurique par voie sèche (sans l’intervention de l’eau) et a une température élevée, sont, au contraire, chassés de leurs combinaisons par ce même acide quand on opère par voie humide, c’est-a-dire au sein de l’eau.

Généralement un acide gazeux ou volatil est éliminé par un acide plus fixe; généralement aussi, un acide fixe qui donne des sels insolubles, élimine un autre acide tixe qui donne des sels solubles.

2*^ L’action des bases sur les sels peut être défi nié et classée de la même manière :

Ou la base ne réagit pas sur le sel, ou elle s’empare de son acide pour mettre sa base en liberté, ou les deux bases se partagent l’acide.

Les bases qui, dans les circonstances ordinaires de l’expérimentation, déplacent les autres, sont dites les plus énergiques; ordinairement une base fixe élimine une base volatile, et une base qui peut donner naissance à un composé insoluble déplace la liase donnant des sels solubles.

3^ Lorsqu’on mélange deux «lissolutions salines l’une

3o PREMIÈRE PARTIE,

avec l’aiilre, si i’acide de Fuiie peut donner un composé insoluble avec la base de l’autre, ce composé insoluble se forme généralement, il y a alors échange d’acide entre les deux bases : c’est ce qu’on appelle le phénomène de la double décomposition; par exemple,

L’azotate d’oxyde d’argent soluble . AgO, AzO"

Et le carbonate de sonde soluble. . . NaOCO%

mélangés ensemble, donnent immédiatement lieu à une double décomposition, et il se forme du

Carbonate d’argent insoluble AgO CCP

Et de l’azotate de soude soluble .... Na O AzOC

Les doubles décompositions se font sous des poids proportionnels ou équivalents; l’équivalent d’oxyde d’argent qui neutralisait i équivalent d’acide azotique, neutralise aussi bien i équivalent d’acide carbonique; de même, l’équivalent de soude, qui sature i équivalent d’acide carbonique, sature aussi bien i équivalent d’acide azotique. S’il y a excès de l’un ou Fautre sel, cet excès reste dans la liqueur sans être décomposé : par exemple, lorsqu’on met sur le bain d’azotate d’argent un papier imprégné d’iodure de potassium, l’iode tout entier s’unit à l’argent (iodure d’argent), et quel que soit désormais le temps que dure le contact, quelle que soit la concentration du bain, la réaction est complète dés que tout Viodure soluble est converti en iodure insoluble.

Ajoutons toutefois que la présence d’un sel étranger à celui dont on attend la réaction, ou même, dans certains cas, un excès d’un des deux sels employés, peut donner lieu à des résultats différents. Ainsi Fiodure de potassium et l’azotate d’argent donnent un précipité insoluble d’iodure d’argent; mais si le mélange se fait en présence de

KLKM^:^TS DK CHIMIE.

riiyposultile de soude ou de loiil autre dissokajU Aii l’iodure d’argeut, le ])réeipité ne se foriue pas : de même, Tazotate d’argent en exeès donne un précipité avec le cyanure de potassium ; mais ce précipité ne se forme pas lorsque le cyanure se trouve en excès, le cyanure d’ arge ni étant soluble dans une, solution de cyanure de potassium.

Nous ne pouvons i'aire l’iiistoire de tous les sels, ce serait sortir du eadrci restreint de eet ouvrage; nous renvoyons au Vocabulaire pour les notions utiles sur les sels employés en photographie..