PROPRIÉTÉS CHIMIQUES DES MÉTAUX POSITIFS

§ 1 66. Action des métaux négatifs de la série sulfurique. — L'oxygènn agit sur les métaux positifs d’une manière toute différente, suivant qu'il est sec ou humide.

A la température ordinaire, l’oxygène sec ne se combine qu'à un petit nombre de métaux positifs qui sont : le potassium, le sodium, le lithium, le baryum et le calcium. Mais à une chaleur plus ou moins élevée, l'oxvgène sec se combine à tous les métaux positifs sauf quelquesuns, ce sont : l’argent de la sixième série et les métaux positifs de la septième. Cette combinaison est toujours très-énergique, il se produit un dégagement de chaleur très-considérable accompagnée quelquefois d’émission de lumière ; la combustion est bien plus vive si le métal est très-divisé que s'il est agrégé parce qu'il présente alors une plus grande surface à l'oxygène. Lorsque le métal est agrégé, et que l’oxyde qui résulte de la combustion n'est pas fusible à la température à laquelle on opère, l’oxydation n'est que superficielle parce que l'oxyde forme une couche qui enveloppe le métal et le préserve contre l'action de l'oxygène, c’est ce qui arrive pour la plus grande partie des métaux. Si le métal est volatil, comme le zinc par exemple, l’oxydation est complète, si toutefois la température est assez élevée pour volatiliser le métal ; dans ce cas, c’est le métal en vapeur qui brûle et il y a toujours émission de lumière.

Lorsque l'oxygène est humide, il agit à la température ordinaire sur tous les métaux positifs excepté sur ceux qui ne se combinent pas à l'oxygène sec et sur l'hydrogène. Ainsi, l’eau augmente ici l'affinité du métal pour l'oxygène, on attribue cela à la grande tendance que possèdent les oxydes dérivés secondaires de faire la double décomposition avec l’eau pour former des oxydes dérivés primaires ou oxydes hydratés. Certains métaux positifs, tels que le potassium, le sodium, le calcium, etc., font la doublo décomposition avec l’eau à la température ordinaire pour donner des oxydes hydratés et un dégagement d’hydrogèno ; ces métaux seront alors oxydés à la fois par l'oxygène libre et par l'eau ; tous les autres ne réagissent qu’avec l’oxygène seul. Dans celte action

de l'oxygène humide sur les métaux positifs, il se forme d'abord un oxyde dérivé secondaire :

4 Fe,Fe + 3 0,0 = 2 05j[^

Fer. Oxygène. Oxyde de ferricum.

L'oxyde formé fait ensuite la double décomposition avec l'eau pour former un oxyde dérivé primaire :

Os

Fe!

Fe*

f Fe* (H*

Oxyde de ferricum et d'hydrogène.

Cette oxydation par l'oxygène humide est toujours très-lente et n’est jamais que superficielle, parce que l’oxyde qui en résulte forme sur le métal une couche qui le garantit contre toute action de l'oxygène. On remarque cependant pour certains métaux un phénomène contraire ; lorsqu'une certaine quantité d’oxyde s’est formée à sa surface, l’oxydation marche plus rapidement et après un temps assez long tout le métal est oxydé jusque dans l’intérieur de la masse; c’est ce qui se passe avec le fer. Lorsqu'on expose au contact de l'air une barre de fer humectée avec de l'eau, elle ne tarde pas à s’oxyder, à se recouvrir de rouille ; l’action est d’abord lente, mais elle s'accélère aussitôt qu'il s’est formé une certaine quantité de rouille; alors on remarque qu'il se dégage une assez grande quantité d'hydrogène ce qui prouve évidemment que l'eau est décomposée et que l’oxydation se continue par l’oxygène de l'eau dont l'hydrogène se dégage. Pour expliquer ce phénomène, on suppose que la première oxydation à lieu par l'oxygène libre, la couche d’oxyde ainsi formé constitue avec le fer une pile voltaïque dans laquelle le fer est l'élément électro-positif, cette pile décompose l'eau en hydrogène qui se dégage et en oxygène qui agit sur le métal, de sorte qu'après un certain temps tout le fer est tranformé en oxyde. C’est en se basant sur ce phénomène que l’on a imaginé de préserver le fer de tout oxydation en le recouvrant d’un autre métal plus électro-positif que lui , tel que le zinc. C'est ce dernier qui devient alors l’élément électro-positif et qui s’oxyde ; mais l'oxydation du zinc s’arrête bientôt elle n'estque superficielle. Le fer ainsi préparé est appelé Fer galvanisé.

L’air agit de la même manière que l’oxygène, seulement l'action est plus lente , parce que l'oxygène y est dilué dans 4 parties d’azote- Mais l’air renferme, outre l'oxygène, de l’oxyde de carbonyle, ce qui fait que, si l'air est constamment renouvelé, par exemple si l’on opère à l'air libre, l’oxygène de l'air agit d'abord sur le métal, puis l'oxyde de carbonyle réagit sur l’oxyde formé, de sorte que, dans ce

cas. le résultat de la réaction n'est plus un oxyde simple, mais un oxyde double de carbonyle et du métal.

Le soufre agit sur les métaux positifs de la même manière que l'oxygène. A l’aide de la chaleur tous les métaux positifs, sauf l'hydrogène, se combinent directement au soufre, soit en les chauffant ensemble, soit en faisant passer de la vapeur de soufre sur le métal chauffé au rouge. L’action du soufre sur les métaux est toujours trèsénergique, elles est presque toujours accompagnée d'émission de lumière. Quelques-uns présentent même ce phénomène à froid, il suffit de broyer ensemble du mercure avec du soufre dans un mortier pour en opérer la combinaison. La présence de l’eau peut faire opérer la combinaison à la température ordinaire avec certains métaux ; si l'on arrose d'eau un mélange de limaille de fer et de fleurs de soufre, la masse s’échauffe considérablement par la combinaison qui s’opère. Le sélénium et le tellure agissent probablement de la même manière que le soufre.

§ 167. Action des métaux négatifs de la série chlorique. — Tous les métaux positifs se combinent directement au chlore. Cette action du chlore sur les métaux est bien plus énergique que celle de l’oxygène, c’est ainsi qu'un grand nombre de métaux se combinent à froid au chlore avec dégagement de chaleur et de lumière; ceux qui ne produisent pas ce phénomène à froid, le produisent à chaud. On ne remarque pas toujours ce phénomène dans la combinaison de l'oxygène avec les métaux positifs, parce qu'il se forme des oxydes fixes qui recouvrent le métal et empêchent l’action de se propager; il n'en est pas ainsi des chlorures, qui sont presque tous volatils, et qui, par conséquent, se dégagent au fur et à mesure qu'ils se forment.

Le brème et l'iode se comportent comme le chlore vis-à-vis des métaux positifs, seulement comme ils sont moins électro-négatifs, leur action est plus faible.

Le fluor possède aussi une grande affinité pour les métaux. Le cyanogène se comporte de la même manière avec certains métaux.

§ 1 68. Action des métaux négatifs de la série phosphorique . — L’azote possède peu d’affinité pour les métaux positifs, on connaît très-peu d'azotures.

A l’aide de la chaleur, le phosphore et l'arsenic se combinent directement avec la plupart des métaux positifs, mais l'arsenic s’y combine bien plus facilement que le phosphore, il suffit de chauffer le métal avec de l'arsenic pour que la combinaison s'opère. Le phosphore se combine, dans le même cas, avec les métaux positifs des deux premières séries , mais pour le combiner aux autres métaux, il faut faire passer de la

vapeur de phosphore sur le métal chauffé suffisamment.

L’antimoine se combine avec quelques métaux, mais on ne connaît pas bien dans quels rapports ont lieu ces combinaisons.

§ 169. Action du carbone. — Les seules combinaisons connues du caibone avec les métaux sont celles qu’il forme avec le fer et qui constituent les fontes, les aciers, le fer doux ; on cite encore une combinaison du carbone avec le potassium. Des expériences récentes ont prouvé que les fontes et les aciers n'étaient pas des composés de fer et de carbone seulement, on y a constaté la présence de l'azote; ces combinaisons seraient donc des azoto-carbures, et non des carbures simples. Il est donc douteux que le carbone pur puisse se combiner aux métaux positifs.

§ 170. Action des métaux négatifs de la série borique. — Le nombre de ces combinaisons est aussi très-restreint, on cite les combinaisons du bore avec le fer et le platine; celles du silicium avec le potassium, le fer, le platine et l'argent; l'existence de ces composés n'est pas encore bien constatée.

§171 Action des métaux positifs entreux. — Tous les métaux positifs dont le point de fusion n’est pas très-élevé se combinent entr’eux trèsfacilement; dans le cas contraire, la combinaison a lieu avec plus de difficulté ; cependant les métaux peu fusibles peuvent se combiner avec les métaux très-fusibles. Ces combinaisons des métaux positifs entr’eux ont reçu le nom particulier d'alliages.

On a d'abord cru que les métaux positifs ne se combinaient pas en proportions définies, c'est là une erreur; il est vrai que la combinaison se fait en toutes proportions, mais si par un procédé quelconque on sépare l’excès d'un des deux métaux, il reste une combinaison à proportion définies. C'est ainsi que le mercure forme, avec la plupart des métaux, une combinaison liquide qui a reçu le nom d'amalgame ; si l’on met du mercure en excès, puis si l’on presse la combinaison dans une peau de chamois, l’excès de mercure passe à travers la peau et il reste dans cette dernière un amalgame à proportions définies. On remarque encore que, si l’on fond un alliage et si on le laisse ensuite refroidir lentement, il arrive un instant où le thermomètre que l’on y a plongé reste stationnaire, à ce moment on peut voir qu’il se forme des cristaux, provenant de la cristallisation de l’alliage à proportions définies. Lorsque cette cristallisation est terminée, le thermomètre continue à baisser et la masse se solidifie. Tous les alliages sont solides, excepté ceux qui renferment du potassium, du sodium et un excès de mercure; tous sont brillants, opaques et bons conducteurs du calorique et de l'électricité.

Dans les arts, on emploie rarement les métaux à létal de pureté, on

les allie presque toujours à d'autres radiaux suivant les besoins, et en prenant en considération les motifs que nous allons exposer.

Les alliages sont plus fusibles que les métaux qui les composent ; c’est cette propriété qui les fait employer pour souder leurs éléments, ainsi pour souder le plomb et l'étain on se sert d’un alliage de plomb et d’étain; un alliage d'or et d'argent sera employé pour souder l’or et l’argent.

En général, les alliages sont plus durs que les métaux qui y entrent. L’argent étant trop mou pour l'employer è l'état de. pureté dans la fabrication de la monnaie et des bijoux, on le rend plus dur en y alliant 1/10 de cuivre. C'est pour le même motif qu'on allie à l'or un peu do cuivre. Le cuivre rouge, pur, ne présente pas assez de dureté pour certains usages industriels, on augmente sa dureté en l'alliant à 1/3 de zinc et il constitue le laiton, ou bien en y alliant une certaine quantité d’étain et il forme alors le métal des cloches, le bronze, etc.

On peut ainsi en mariant entr’eux les métaux en quantités convenables obtenir des alliages qui satisfont tous les besoins. Ainsi le plomb est trop mou et l'antimoine trop cassant, en fondant ensemble et en proportions déterminées ces deux métaux, on obtient un alliage qui est employé pour la fabrication des caractères d’imprimerie. Nous reviendrons du reste sur tous ces alliages. On prépare les alliages en fondant ensemble les métaux que l’on veut combiner, et en remuant bien le mélange avec une perche de bois vert ; les gaz et l’eau qui se dégagent du bois font bouillonner la masse et contribuent ainsi à obtenir un tout bien homogène.

Si leurs oxydes sont décomposés par le charbon, on pourra obtenir un alliage de deux métaux en chauffant ensemble à une température suffisante, leurs oxydes mélangés de charbon.