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Théoriquement, on peut dire que, par réductions successives!: ; 79 g. 5 de CuO (1 molécule) + 71 g. 5 de Cu,0 (1/2 molécule) + 63 g. 5 de Cu (1 atome).
Au cours de l'expérience qui vient d'être décrite, nous avons utilisé un nombre n de molécules d'oxyde cuivrique égal à 6,511 : 79,5 — 0,0849.
Soit CuO, la formule de 1’oxyde À, & étant un nombre fractionnaire, et soit M, son poids moléculaire. On peut dire que, par réduction :
4 mol.-Cu0: = 1 mol: .CuO., et 0,0819 mol. CuO — 0,0819 mol. CuO., comme 6 g. 511 Cu0 + 5 g. 458 CuO..
On en déduit que :
Ce nombre est intermédiaire entre la moitié du poids moléculaire de l’oxyde cuivreux Cu,0 et le poids atomique du cuivre; il s'ensuit que la substance À contient un mélange de cuivre et d'oxyde cuivreux. , |
Poursuivons maintenant la réduction par le méthane d'un poids connu de l’oxyde A. Sans entrer dans les détails, on constate une nouvelle formation de vapeur d’eau et d’anhydride carbonique à 645°: l'opération dure 48 minutes à 625°- 675°; on obtient alors un oxyde, que nous appellerons B, d’un rouge un peu différent de celui de l'oxyde A. Cet oxyde B réduit encore le permanganate de potassium. Si on calcule son poids moléculaire M3 de la même façon que con de l’oxyde À, on trouve : :
Ms — 66,24.
La substance B contient donc encore de l’oxÿde cuivreux mélangé au cuivre.
Continuons la réduction par le méthane : à 730°, on ob-
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serve une nouvelle formation de vapeur d’eau et d'anhydride carbonique; la réaction est terminée en 20 minutes à 705°- 730°. La substance obtenue, toujours rouge, que nous appellerons C, réduit difficilement le permanganate; son poids moléculaire M est :
Ms — 65,7.
Cette substance C est encore réduite par le méthane vers 755°-800°, mais il ne se forme alors que des traces de vapeur d’eau et peu d’anhydride carbonique. On obtient une masse rouge, qui, pulvérisée, réduit très facilement le permanganate; mais si on regarde la poudre de plus près, on y voit de petits grains noirs de carbone amorphe, et c’est ce car-. bone qui réduit le permanganate. La présence de cette impureté nous empêche de déduire de la pesée de la substance D obtenue son poids moléculaire M,. Mais on peut se rendre compte que M est inférieur à M et très voisin de ce dernier, étant donné la faible quantité de vapeur d’eau et d’anhydride carbonique formés au cours de la réduction de l’oxyde C. D'autre part, le fait que l’oxyde C réduit très difficilement le permangâänate montre qu'il ne doit contenir que très peu d'oxyde cuivreux. La substance D ne doit plus en contenir. du tout : d’ailleurs, elle n’est pas réduite par le méthane
à des températures supérieures à 800°. Alors, comment expliquer que la substance Da un poids moléculaire à peine inférieur à 65,7, alors que, si elle était constituée par du cuivre pur, il devrait être de 63,5, poids atomique du métal »
Nous avons pensé que l’oxyde cuivrique employé n'était pas pur; comme cet oxyde provient du grillage du cuivre, ik est possible que le métal n'ait pas été entièrement oxydé à ce moment; notre oxyde contiendrait alors une certaine proportion de cuivre (1). On peut s’en rendre compte quantitativement en le réduisant par l'hydrogène pur.
Avant de passer à cette étude, nous indiquerons le résultat
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(1) Signalons qu'il ne contient pas d'oxyde cuivreux : en effet, il ne réduit pas le permanganate.
d'une autre expérience de réduction de l’oxyde cuivrique par le méthane, où nous avons maintenu la température aux environs de 545° à partir du moment où apparaît Ja vapeur d’eau pour la première fois (voir p. 32). La réduction complète dure 4 heures à 545°-595°; on obtient une substance A de couleur rouge, décolorant très facilement lé permanganate. Elle possède aussi les propriétés du cuivre, car elle décompose l'acide nitrique avec dégagement de vapeurs nitreuses. Son poids moléculaire, calculé à la facon habituelle, est :
Ma, = 67.
La substance A; est encore constituée par un mélange d'oxyde cuivreux et de cuivre métallique. ‘
Revenons à la réduction de notre oxyde de cuivre par l'hydrogène. Au cours d’un premier essai, nous avons fait agir l'hydrogène sur l’oxyde cuivrique pendant 2 heures à une température variant entre 550° et 610°. Nous avons obtenu une substance rouge qui, pulvérisée, décolorait le permanganate de potassium; nous en avons conclu qu'elle contenait de l’oxyde cuivreux et que par conséquent la réduction n'était pas terminée. Signalons en passant que la littérature ne mentionne pas le passage par le stade oxyde cuivreux lors de la réduction de l’oxyde cuivrique par l'hydrogène.
Pour obtenir une réduction complète, nous avons fait agir l'hydrogène à température plus élevée (685°-740°); dans ces conditions, l'opération est terminée en 4 h. 12. La substance obtenue, rouge, difficile à pulvériser, ne réduit pas le permanganate. On a alors affaire à du cuivre réduit. On constate que 6 g. 431 de notre oxyde de cuivre fournit 5 g. 319 de cuivre réduit.
Effectuons le même calcul que précédemment :