ÉTUDE DES MÉTALLOÏDES

§ 12, Les métalloïdes , à la température ordinaire de l’atmosphère, se présentent sous les trois états : les uns, comme T hydrogène, l’oxygène, l’azote, le chlore, sont gazeux; d’autres sont solides, comme l’iode, le soufre, le phosphore, l’arsenic, le carbone; le brome seul est liquide.

En groupant ici l’étude des divers corps simples, au lieu de les laisser disséminés par ordre alphabétique dans le Vocabulaire, nous avons pensé que nous ferions mieux ressortir leurs propriétés générales.

Hydrogène. — Gaz incolore, inodore s’il est pur, combustible; il brûle au contact de l’air avec une flamme peu

éclairante. C’est le plus léger de tous les corps connus, il pèse environ quatorze fois et demie moins que l’air; aussi a-t-il été proposé par le physicien Charles pour gonfler les aérostats. Le mélange d’hydrogène et d’oxygène allumé détone violemment, les deux gaz se combinent. Le résultat de cette combinaison est l’eau (protoxyde d’hydrogène) HO.

On obtient facilement l’hydrogène {fig. i}, en décom-

rique très-étendu; dans ces conditions le zinc s’oxyde aux dépens de l’oxygène de l’eau, et l’hydrogène mis en liberté se dégage.

L’hydrogène se comporte exactement comme un métal, bien qu’il diffère complètement des métaux par ses diverses propriétés physiques, et il arrive très-souvent que dans les combinaisons chimiques il vient prendre la place d’un métal qu’il met alors en liberté. C’est a ce titre qu’il est considéré comme un des corps réducteurs les plus énergiques.

Jusqu’ici le pouvoir réducteur de l’hydrogène n’a pas reçu d’application directe en photographie; nous rappellerons toutefois’ cette expérience intéressante qu’une plaque daguerrienne, venue au mercure et plongée dans un bain d’eau acidulée, se trouve immédiatement fixée'

PREU1KRE PARTI!:.

sans îiyposulfitc de sonde, si on la touche avec un barreau de zinc.

L’hydrogène produit par ce contact réduit immédiatement l’iodure d’argent, l’image est fixée: malheureusement il se fait un voile d’argent qui en affaiblit l’effet.

Lorsqu’on a fait l’étude de l’hydrogène et que l’on examine la manière dont se comportent envers lui les autres métalloïdes, on voit qu’il est possible de classer ces corps en raison de l’affinité qu’ils possèdent pour lui, et d’après l’ensemble de propriétés générales qui se relient cm quelque sorte à cette affinité. On forme ainsi quatre groupes.

Ier groupe. — Oxygène. Soufre. Sélénium, reliure.

§ 13. Ces corps peuvent tous s’unir à l’hydrogène en formant avec lui des acides faibles, comme l’acide suifhydrique, l’eau, qui souvent joue le rôle d’un acide.

Bien qu'on emploie en photographie un grand nombre de composés dans lesquels entrent l’oxygène, le soufre, ou même ces deux corps, ce groupe n’a pas un caractère photographique aussi nettement accusé que le suivant, et les composés dans lesquels entrent ces corps ont une action qui dépend des propriétés spéciales du composé plutôt que de celles des composants supposés isolés. Toutefois, quelques recettes particulières ont démontré que le soufre pouvait être influencé par les rayons lumineux.

Oxygène. — Corps simple, gazeux, incolore, insipide, inodore. Il est très-abondant dans la nature; en effet, il entre pour un cinquième dans la composition de l’air atmosphérique, il forme les’ neuf dixièmes du poids de l’eau, les êtres vivants végétaux et animaux cî toutes les

ELEMENTS DK CHIMIE.

substances diverses qui composent la masse de la terre en renferment d’énormes quantités: on a calculé qu’il pouvait représenter environ un tiers du poids total de notre planète, où il se trouvé tant a l’état de liberté qu’à l’état de combinaison.

La propriété caractéristique de ce corps est d’entretenir la combustion et la respiration; lorsqu’il est pur, il active avec une très-grande énergie la combustion.

On le prépare en décomposant parla chaleur certains oxydes ou sels métalliques qui abandonnent facilement tout ou partie de leur oxygène : tels sont l’oxyde de mercure, d’argent, le peroxyde de manganèse, le chlorate de potasse (fi g- 2 ').

II n’intervient pas directement dans les opérations photographiques ordinaires, mais un grand nombre des substances employées sont des combinaisons oxygénées. Cependant il y a certains procédés photographiques où l’action de l’oxygène sous l’influence de la lumière est évidente : comme exemple nous citerons le bitume de Judée qui devient insoluble après la solarisation, parce qu’il a consommé une certaine somme d’oxygène; d’autres fois, au contraire, sous l’influence lumineuse, les composés oxygénés se décomposent et laissent dégager l’oxygène : ainsi, sous l’action de l’acide carbonique les feuilles des plantes exposées au soleil exhalent de l’oxygène; ou bien encore l’oxygène d’une substance très-oxy-

génée se parle sur mie substance moins oxygénée, en modifie la couleur et les propriétés chimiques : telle est Faction de l’acide chrotnique, des chromâtes et bichromates qui, mélangés aux matières organiques (sucre, gomme, albumine, etc.) et exposés au jour, leur cèdent une partie de leur oxygène et reviennent à l’état d’oxydation inférieure.

Ozone. — Sous l’influence répétée de l’étincelle électrique, dans la décomposition du bichromate de potasse par l’acide sulfurique et dans un grand nombre d’autres circonstances, l’oxygène acquiert des propriétés particulières, ses affinités deviennent beaucoup plus énergiques; il peut alors oxyder directement l’argent, chasser l’iode de ses combinaisons comme le ferait le chlore : on lui donne dans ce cas le nom A' ozone.

L’air contient constamment des quantités plus ou moins considérables d’ozone dont la présence peut avoir quelquefois de l’influence sur les préparations photographiques; c’est très-probablement l’ozone qui, en isolant l’iode de sa combinaison, fait rapidement changer la teinte des papiers iodurés que l’on prépare pour les négatifs.

Soufre. — Corps simple, d'une couleur jaune-citron, solide, cassant, inodore, insoluble dans l’eau, très-peu soluble dans l’alcool et l’éther, fusible à no degrés et volatil a l\G o degrés. On le trouve dans le commerce à l’état de soufre en fleurs et de soufre en canons. Certains composés renfermant du soufre, tels que le sulfate de fer, l’hyposulfite de soude, les sulfocyanures alcalins, sont utilisés en photographie; mais ce n’a été qu’exceptionneL emeiit que le soufre a l’état simple s’est prêté à une expérience intéressant les photographes. MM. Sa! mon et Garnier ont montré qu’une couche très-mince de soufre

étendue par voie de dissolution sur un papier, et exposée à l’influence des rayons lumineux, se combine avec les vapeurs de mercure beaucoup plus vite que le soufre non solarisé.

Le sélénium et le tellure sont des corps très-rares, n’ayant été jusqu’à présent l’objet d’aucune application.

2e groupe. — Fluor. Chlore. Brome. Iode.

§ 14. Les corps de ce deuxième groupe sont éminemment photographiques, et nous verrons presque toujours leurs différentes combinaisons entrer dans la composition des surfaces sensibles. Ils sont caractérisés en chimie par leur grande affinité pour l’hydrogène, et cette affinité doit jquer un rôle important dans les réactions effectuées sous l’influence lumineuse. En effet on a remarqué que, le plus souvent, la lumière agit plus rapidement sur les mélanges des composés de cette classe en présence de l’eau ou des matières organiques (matières hydrogénées) que sur ces mêmes composés absolument purs et secs.

Fluor. — Jusqu’ici on n’a pu isoler le fluor à l’état de corps simple parce qu’il réagit sur la substance même des vases dans lesquels on essaye de le préparer, mais les combinaisons du fluor avec les autres corps ont pu être parfaitement étudiées; on connaît l’acide fluorhydrique, qui a la propriété d’attaquer le verre, ainsi que les fluorures alcalins (de potassium surtout) : l’emploi de ces sels a été indiqué dans quelques formules pour obtenir dans les couches sensibles un peu de fluorure d’argent.

Chlore. — Corps simple, gazeux à la température ordinaire, d’une couleur jaune-verdâtre, d’une odeur forte et irritante; il est délétère, soluble dans l’eau à laquelle il communique ses propriétés. 11 exerce une action très-

énergique sur les couleurs végétales qu’il détruit rapidement. On le prépare en traitant dans un ballon {fi g* 3)

l’acide chlorhydrique par le peroxyde de manganèse.

Un grand nombre de composés chlorés sont utilisés en photographie; mais le chlore n’a été employé qu’à l’occasion des recherches de M. Ed. Becquerel sur l’obtention des couleurs {voir l’article consacré à ce sujet).

Le brome et l’iode sont tous deux d’une très-grande importance en photographie. Nous devons donc étudier un peu plus longuement leurs propriétés et leur mode d’extraction.

Brome. — Ce corps est liquide, rouge brun, très-volatil, d’une odeur forte, irritante et très-tenace; c’est un poison qui agit avec énergie sur les organes de la respiration : on doit autant que possible se mettre à l’abri de ses émanations. On le conserve dans des flacons bouchés à l’émeri et fermés avec soin. îl est peu soluble dans l’eau, à laquelle il communique néanmoins une teinte rouge prononcée; il se dissout en plus forte proportion dans l’alcool et dans l’éther, mais il ne tarde pas à

agir sur ces composés. 11 a été découvert en 1826 par M. Balard, dans les eaux mères des marais salants.

Le brome est resté pendant longtemps sans applications; mais peu de temps après la découverte de Daguerre, l’emploi en fut proposé par M. Fizeau , dans la préparation de la plaque sensible. Ce savant physicien obtint, par l’adjonction du brome à l’iode, une rapidité beaucoup plus grande que celle donnée par l’iode seul dans le procédé Daguerre. Actuellement le brome seri principalement à préparer les composés bromés qui entrent dans la composition des agents photographiques.

L’extraction ou la préparation du brome se lait en meme temps que celle de l’iode.

Iode. — La découverte de l’iode date du commencement de ce siècle; Courtois, le salpètrier, signala le premier, en 18 1 4, son existence dans les dernières eaux des raffinages du salpêtre, pour la préparation duquel il employait les soudes de varech. 11 fit part de sa découverte à Gay-Lussac, qui reconnut un corps simple dont il fit Y é t u d e a p p r 0 f 0 n d i é .

L’iode est une substance solide, cristallisée en lames gris-bleuâtre, d’un éclat presque métallique; il se volatilise facilement par la chaleur, même a une température bien inférieure â son point de fusion, car à 20 et s 5 degrés il émet déjà des vapeurs sensibles; il fond â 107 degrés, bout â 173 degrés ; il donne en se volatilisant une vapeur d’un beau violet caractéristique ; son odeur rappelle celle du chlore. 11 est, peu soluble dans beau pure, qui en dissout 771— , beaucoup plus soluble dans l’eau contenant en solution soit de l’acide iodhydrique, soit un iodure alcalin; il se dissout facilement dans falcool et l’éther qu’il teint en rouge brun ; il est également soluble

dans le chloroforme et le sulfure de carbone, auxquels il donne une teinte violette.

Moins énergique que le brome, il colore la plupart des substances organiques animales ou végétales en jaune; la coloration disparaît peu à peu par la volatilisation de l’iode. Néanmoins, si le contact est un peu prolongé, la matière est désorganisée.

Le caractère distinctif de l’iode, lorsqu’il n’est pas engagé dans une combinaison avec un autre corps, est de colorer en bleu intense l’amidon (fécule, farine, empois, etc,); cette propriété explique facilement pourquoi les papiers collés, lorsqu’ils contiennent de la fécule, se colorent immédiatement quand on les passe dans un bain contenant de l’iode libre. Si l’iode est à l’état de combinaison, le papier ne se colore pas d’abord; mais peu à peu, sous l’influence de l’air et surtout de la lumière, il prend une teinte violacée due à la décomposition de l’iodure soit par la lumière elle-même, soit par l’action chimique de l’ozone, etc. La coloration de l’eau d’amidon par l’iode disparaît quand on chauffe la liqueur à 80 degrés, pour reparaître ensuite par le refroidissement.

L’iode est employé pour la photographie en quantité assez considérable, quelquefois à l’état libre, mais le plus souvent à l’état de combinaison ; son rôle dans les préparations diverses est de donner avec l’argent un iodure insoluble avec lequel on obtient les couches sensibles qui sont le plus généralement employées.

L’iode est très-disséminé dans la nature, et une analyse rigoureuse en fait, paraît-il, retrouver des traces dans presque toutes les substances animales, végétales et minérales, dans l’eau de la mer, même dans l’air et peut-être dans l’eau de pluie, mais en quantités si faibles, qu’on ne peut tenter de l’obtenir industriellement d’aucune de ces

ÉLÉMENTS DE CH IM JE. 2 y

sources. Pour se le procurer, on mel a profit la propriété que possèdent les goémons et autres plantes qui croissent dans le sein de la mer, de s'assimiler des proportions de composés iodés assez notables. Ces herbes, ramassées sur les rives de l’Océan, sont séchées, bridées, et le résidu constitue une masse saline qui est traitée ensuite dans des usines spéciales sous le nom de soude de varech.

Traitement des soudes de varech. — Les soudes de varech concassées sont lessivées successivement, de manière à enlever toutes les parties solubles; la dissolution convenablement reposée et filtrée est ensuite mise a évaporer. Les sels les moins solubles se déposent d’abord : ce sont le chlorure de sodium, le sulfate de potasse, le chlorure de potassium ; les eaux qui restent après ces cristallisations (eaux mères) sont chargées des sels précédents en dissolution, de carbonate de soude et d’une certaine quantité d’iodures et bromures alcalins (iode et brome combinés au potassium, sodium, magnésium, etc., etc.).

La proportion de ces derniers sels est trop faible au début pour qu’on tente de les extraire; mais en faisant rentrer les eaux mères dans la fabrication, de nouvelles quantités d’iodures et de bromures s’ajoutent, et quand la proportion en est assez considérable , on opère de la manière suivante.

On commence par ajouter à ces liquides de l’acide sulfurique; on décompose ainsi les carbonates, sulfites, hyposulfites, sulfures. Après une dernière cristallisation qui abandonne une partie des sulfates formés, on tire à clair, on étend d’eau et on fait passer dans la liqueur le chlore nécessaire pour décomposer les iodur.es accumulés dans les eaux mères. L’iode est ainsi mis en liberté, et comme il est peu soluble il se dépose; on décante la partie liquide qui conserve encore les bromures en solution, on

lave l’iode a plusieurs reprises avec de l’eau pure, on le recueille et on le laisse sécher. Enfin, en le sublimant dans des poteries de grès spéciales, on l’obtient en belles lames cristallisées, tel que le livre le commerce.

Les bromures sont restés dans le liquide séparé du dépôt d’iode; ce liquide, évaporé a sec, est mélangé avec du peroxyde de manganèse; on met le mélangé dans une cornue, on ajoute de l’acide sulfurique, les bromures sont décomposés, et le brome qui distille est recueilli et conservé sous l’acide sulfurique pour éviter le dégagement de vapeurs nuisibles à la santé.

L’iode et le brome étant obtenus ainsi ii l’état de liberté servent à préparer les divers iodures et bromures employés soit en médecine, soit en photographie.

3° groupe. — Azote. Phosphore. Arsenic (i).

§ 15. Ces corps en s’unissant à l’hydrogène ne se combinent plus, comme dans les deux groupes précédents, équivalent à équivalent , mais i équivalent de l’un de ces corps s’unit le plus souvent à 3 équivalents d’hydrogène ; le composé formé a le caractère basique. L’un d’eux, l'ammoniaque, AzIP, a é î é employé comme agent accélérateur. L’action réductrice trop vive qu’exerc-e l’hydrogène pbospboré ou arsénié sur le nitrate d’argent, n’en a pas permis l'emploi, jusqu’ici du moins; plusieurs autres composés arsenicaux et quelques solutions phosphorées ont été proposés sans donner de résultats certains.

Azote. — Gaz incolore, inodore, impropre à la combustion et à la respiration, sans avoir cependant aucune

(i) Certains chimistes joignent à ces corps X antimoine, qui, classé parmi les métaux a cause de ses caractères physiques , possède les propriétés chimiques du troisième groupe.

action délétère. Il forme environ les | de l’air atmosphérique, où il atténue les propriétés comburantes du gaz oxygène. À l’état de corps simple il est complètement inutile en photographie, mais ses composés sont fréquemment employés. Combiné à l’oxygène il donne l’acide azotique, AzQ5, et les azotates; avec l’hydrogène il forme l’ammoniaque, AzH3. Uni au carbone il produit le cyanogène, G2Àz, radical de- tous les composés cyanurés, jouant le rôle d’un corps simple et pour cette raison représenté par le symbole Cy.

La préparation de l’azote est des plus simples en théorie; il entre pour les 1~7 dans la constitution de l’air atmosphérique ; pour l'isoler, on absorbe l’oxygène par un corps très-oxydable, comme le cuivre ou le phosphore incandescents \fig. 4)> l’azote reste a l’état de pureté.

Phosphore. — Ce corps doit être étudié sous deux étais différents. i° Dans les conditions ordinaires de préparation il est blanc, translucide, doué d’une grande affinité pour l’oxygène, spontanément inflammable à l’air; le plus léger frottement suffit pour déterminer sa combustion, aussi doit-on toujours le manier sous l’eau; il est de plus un poison violent : il fond à la température de 44 degrés, bout à 290 degrés. 2° Sous l’action longtemps prolongée d’une température maintenue entre n5o et

260 degrés, a l’abri de l’air, iî se produit dans le phosphore une transformation ( une modification allotropique ) qui en change complètement les propriétés. Le phosphore se présente alors sous l’aspect d’une poudre rouge et se maintient à cet état tant qu’on ne le chauffe pas de nouveau jusqu’à plus de 260 degrés, température à laquelle il reprend ses caractères primitifs. Cette poudre rouge est infusible (jusqu’à 260 degrés), non inflammable spontanément; mais en présence du chlorate de potasse et sous l’influence de la chaleur développée par un léger frottement, elle décompose ce sel avec déflagration (allumettes de phosphore amorphe dites de sûreté }.

Le phosphore rouge paraît n’avoir aucune action délétère.

Le phosphore s’obtient en brûlant à blanc des os d’animaux, traitant la poudre par l’acide sulfurique; la liqueur qui en résulte, filtrée, donne un résidu que l’on mélange avec du charbon et que l’on chauffe dans une cornue à une température élevée; le phosphore mis en liberté distille, il est ensuite purifié et coulé sous forme de bâtons pour être livré au commerce.

Le phosphore blanc ou phosphore cris ta 1 1 i s ab 1 e peut être influencé par la lumière, et les chimistes savent depuis longtemps qu’il devient écarlate lorsqu’on l’expose dans des flacons pleins d’eau aux rayons du soleil. En conséquence de ces faits, son emploi en photographie a été proposé en diverses circonstances : nous signalerons également aux photographes le pouvoir réducteur qu’émet une dissolution de phosphore dans l’huile fixe, et les qualités photogéniques attribuées par M. Balsamo à une solution d’acide chlorhydrique dans laquelle on a fait macérer du phosphore et que l’on mélange ensuite avec de l’acétate de cuivre.

Arsenic. — Corps non métallique, gris d’acier, volatil; jeté sur un charbon, il brûle en répandant une odeur alliacée caractéristique. Ses composés oxygénés, l’acide arsénieux et l’acide arsénique, sont des poisons violents, ainsi qu’un grand nombre des sels qu’ils forment avec les métaux.

L’acide arsénieux est le composé vulgairement connu sous les noms d 'arsenic, arsenic blanc, mort aux rats.

Le corps simple, ou arsenic proprement dit, s’extrait en chauffant un mélange d’acide arsénieux et de charbon.

Les composés arsenicaux ont été essayés en photographie; on a proposé l’iodure d’arsenic pour iodurer le collodion; on a employé également Tarsénite de soude, mélangé d’acide gallique, pour conserver et augmenter la sensibilité des glaces collodionnées : jusqu’à présent ces essais n’ont pas été suivis dans la pratique.

4e groupe. — Carbone. Bore. Silicium.

§ 16. Ce dernier groupe présente une moins grande analogie entre les corps qui le composent, toutefois le type auquel ceux-ci se rallient parait être le carbone; comme celui-ci, le bore et le silicium sont infusibles, non volatils, insolubles dans les dissolvants connus; ils peuvent affecter trois états distincts : l'état cristallisé, Létat cristallin (graphitoïde) et l’état amorphe. L’hydrogène combiné au carbone constitue une nombreuse série de corps parmi lesquels nous devons citer un très-grand nombre d’essences d’origine végétale et minérale.

On ne connaît pas jusqu’ici de combinaison du bore avec l’hydrogène.

Le silicium présente une combinaison avec l’hydrogène