ACIDE FLUORHYDRIQUE

Oxygène 11,756

Calcium 29,464

41,220 Par suite, 100 de chaux renferment :

Oxygène 28,52 ou 1 éq. oxygène 100,0

Calcium.... 71,48 1 » calcium 250,6

100,00 1 * chaux 350,6.

^ous pouvons donc calculer, par une simple proportion, la quantité de calcium qui se trouve dans nos 17i^'',345 de sulfate de chaux; cette quantité est de 58'',110.

Dans les 10 grammes de fluorure de calcium, il y a donc 58%! 10 de calcium. Mais nous considérons ce corps comme formé uniquement de calcium et de fluor; les 10 grammes renferment donc 4e%890 de fluor. Par suite, la o>omposition du fluorure de calcium est

Fluor 48,90

Calcium 51,10

Si nous admettons que le fluorure de calcium a pour formule CaFl, c'est-à-dire, qu'il est formé de 1 équivalent de fluor et de 1 équivalent de calcium, nous obtiendrons l'équivalent du fluor en posant la I)roportion

51 ,10 : 48,90 : : 250,6 : x, d'où x = 259,8.

D'ailleurs, la réaction qui produit l'acide fluorhydrique, et qui est représentée par l'équation :

CaFl + SO'.HO =. CaO.SO» + HFl,

montre que l'acide fluorhydrique est formé de 1 équivalent de fluor

et de 1 équivalent d'hydrogène.

L'acide fluorhydrique renferme donc :

1 éq. fluor 239,80 95,05

1 » hydrogène 12,50 4,95

1 » acide fluorhydrique 252,50 100,00.

Cet exemple montre comment on peut souvent obtenir la composition des corps dont il n'est pas possible de faire l'analyse directe. Mais il est important de remarquer que tout notre raisonnement est basé sur cette hypothèse, que le fluorure de calcium ne renferme que du calcium et un corps simple, le fluor, qui n'a pas été isolé jusqu'ici avec certitude; et que, par conséquent, les formules précédentes seraient inexactes, si notre hypothèse n'était pas fondée.

Équivalent = 387,5.

§ 206. Le phosphore* peut être obtenu sous les trois états, solide, liquide et gazeux. A la température ordinaire de Tété, il est mou et flexible comme la cire; il est dur et cassant à la température de la glace' fondante. Le phosphore cristallise dittîcilement par fusion, parce qu'il passe graduellement de l'état liquide à Tétat solide, circonstance qui s'oppose toujours h la crislallisalion*; mais on peut le faire cristalliser par voie de dissolution. Si Ton fond ensemble, sous Teau, 2 parties de phosphore et 1 partie de soufre, on obtient une combinaison qui contient un excès de phosphore en dissolution. Une partie de ce phosphore se dépose par le refroidissement, et prend souvent alors la forme de cristaux réguliers qui sont des dodécaèdres rhomboidaux (voy. fig. 22, page 16). On peut employer également le sulfure de carbone comme dissolvant du phosphore; la dissolution, évaporée lentement, et à la température ordinaire, dans un courant de gaz acide carbonique, donne de beaux cristaux de phosphore.

Le phosphore a une densité de 1,83 environ. H est à peu près incolore et translucide quand il est complètement pur. Le i»lus souvent, dans les laboratoires, il a une légère teinte jaunâtre. Le phosphore change de couleur et devient rouge, même dans le vide, lorsqu'on Texpose à la lumière solaire, ce qui prouve que ce changement est dû à des modifications moléculaires et non à une combinaison chimique.

Le phosphore fond vers 44% 2, et bout à 290% sa vapeur est incolore, elle a pour densité 4,326.

Le phosphore a une grande affinité pour l'oxygène ; il suffit de le chauffer à l'air jusqu'à 60* environ pour qu'il prenne feu ; souvent, on détermine cette inflammation par le simple frottement. Le phosphore subit au conCact de l'air une combustion lente, même à la température ordinaire ; un bâton de phosphore, exposé à l'air, est toujours enveloppé d'une légère fumée qui se renouvelle incessamment; cetle fumée est lumineuse dans l'obscurité. C'est cette pro-

* Le phosphore a été découvert en 1669 par Brandt, alchimiste de Hambourg, 'qui l'obUnt par la calcination des résidus de l'évaporation de Turine. Brandi tint son procédé secret. Kunckel le découvrit quelques années après. Mais c*est seulement en 1769 que Gahn et Schéele découvrirent que le phosphore était contenu en grande quantité dans les os des animaux, 'et qu'ils donnèrent le moyen de Ven extraire.

priété du pliosphore qui lui a fait donner son nom (de «p«;, lumière, çopo;, qui porte). Si l'exposition à Tair se prolonge longtemps, le morceau de phosphore diminue d'une manière très-sensible et il finirait même par disparaître entièrement, si la durée de l'exposition était suffisante. Il est facile de reconnaître que ce phénomène est accompagné d'une véritable combustion du phosphore. En effet, si Ton fait Fexpérience dans une cloche renfermant un volume limité d'air et placée sur la cuve à eau, on voit le volume du gaz diminuer par suite de Tabsorption de Toxygène de Tair. Au bout de quelque temps, la lumière cesse et avec elle la diminution de volume; mais le phénomène reparaît, si Ton introduit une nouvelle quantité d'air pur. L'air qui a séjourné ainsi quelque temps avec le phosphore est dépouillé de tout son oxygène, et ne peut plus entretenir la combustion. Si Ton remplace Fair de la cloche par de Toxygène pur, on reconnaît que le phosphore ne luit qu'autant que la température est supérieure à SO*, tandis que le phénomène de lumière se manifesterait dans l'air atmosphérique à des températures beaucoup plus basses. On doit en conclure que le phosphore est plus facilement combustible dans l'air atmosphérique que dans le gaz oxygène pur; et, cependant, nous savons que sa combustion vive est beaucoup plus intense dans l'oxygène. On a reconnu que le phosphore ne se combine directement avec l'oxygène, à une basse température, que si ce gaz est très-dilaté; par exemple, s'il n'a que la densité qu^il possède dans l'air atmosphérique, où J de gaz oxygène se trouve mêlé avec | de gaz azote. Si l'on place un fragment de phosphore dans un ballon plein de gaz oxygène communiquant avec une machine pneumatique, on reconnaît, si la température est basse, que le phosphore n'est pas lumineux lorsque la force élastique du gaz est égale à celle de l'atmosphère; mais, en raréfiant le gaz au moyen de la machine, le phénomène de lumière apparait aussitôt.

Si l'on trace, sur un mur, dans l'obscurité, des traits avec un bâton de phosphore, ces traits restent lumineux pendant quelque temps. La lumière s'éteint lorsque le phosphore qui était resté adhérent au mur a disparu par évaporation et par combustion.

Le phosphore, en brûlant avec flamme dans l'oxygène ou dans l'air, produit une matière pulvérulente, blanche, très-déliquescente: c'est Vacide phosphoriqtie. Lorsque le phosphore éprouve seulement la combustion lente, au contact de l'air, à la température ordinaire, il ne se forme plus d'acide phosphorique ; mais un degré inférieur d'oxydation : c'est Vacide phosphoreux. Ainsi nous voyons le même corfis produire, par sa combinaison directe avec l'oxygène, deux com-

posés différents, suivanl la tempéralure à laquelle la combinaison a lieu.

Le phosphore est un corps très-dangereux à manier à cause de sa facile inflammation. Les brûlures qu'il occasionne sont très-douloureuses et amènent quelquefois des accidents graves; aussi ne saurait-on manier ce corps avec trop de précaution. Dans les laboratoires, on le conserve dans des flacons remplis d'eau. Quand on veut se servir d'un morceau de phosphore, on sort un des làtons de phosphore de l*eau, on en détache le fragment convenable avec des ciseaux, pendant qu1l est encore mouillé, et on Tessuie ensuite avec du papier Joseph, en le touchant le moins possible avec les doigts.

Le phosphore est beaucoup plus facilement combustible quand il est impur que lorsqu'il est à l'état de pureté parfaite. On utilise souvent, dans les laboratoires, des résidus de phosphore provenant de diverses opérations, et dans lesquels le phosphore est môle avec une petite quantité d'oxyde rouge de phosphore. Ces résidus sont plus facilement combustibles que le phosphore pur, et demandent à être maniés avec encore plus de précautions; ils s'enflamment souvent spontanément quand ils sont secs, si la température extérieure est élevée.

Le phosphore slaltère même sous l'eau, dans les flacons bouchés, quand il est exposé à la lumière, il perd sa transparence à partir de la surface. Le phosphore ne paraît subir, dans cette circonstance, qu'un changement de disposition moléculaire. Cette altération se fait beaucoup plus lentement à l'abri de la lumière; aussi a-t-on soin, dans les laboratoires, de placer les flacons renfermant le, phosphore dans des étuis opaques de fer-blanc ou de carton.

Le phosphore éprouve, par un refroidissement rapide, une modification analogue à celle que subit le soufre dans les mêmes circonstances; mais elle est plus difficile à produire. Si l'on verse, dans de l'eau très-froide, du phosphore fondu, chauflë à une température voisine de son point d'ébùllition, on obtient une masse d'un brun foncé dont la consistance est très-diflerente de celle du phosphore ordinaire. Cette expérience ne réussit bien qu'avec du phosphore trèspur, qui a été soumis à plusieurs distillations. La présence d'une trèspetite quantité de matières étrangères suffit pour altérer notablement les propriétés physiques du phosphore. Un millième de soufre le rend cassant, même à une température supérieure à 20°.

Le phosphore, entrant en ébullition à une température peu tlevcc, peut être facilement distillé dans des appareils en verre ; mais l'expérience demande à être faite avec des précautions particulières, à cmse de linflamniabililé du phosphore. ()u\nd on veut en distiller

une petite quantité, on place le phosphore dans une cornue A en verre (fig. 24i), dont on engage le col dans un tube en U un peu large abCy au fond duquel on a placé une couche d'eau, qui a pour but d'intercepter la communication avec Tair extérieur et de préserver le phosphore distillé. On chauffe la cornue, l'air dilaté déprime Teau et la fait monter dans la seconde branche i du tube en U, jusqu'à ce qu'il

puisse traverser la colonne liquide sous forme de -bulles. Bientôt le phosphore distille, se condense et se rend au fond du tube en U, où il reste liquide si Teau est à une température supérieure à 40*. Si la distiHation vient à s'arrêter, ou même à se ralentir, il peut y avoir absorption ; mais cette absorption présente peu d'incx)nvénient si l'appareil est convenablement disposé. Les vapeurs de phosphore venant à se condenser dans la cornue, le vide s'y fait. Pressée par l'atmosphère, l'eau s'élève dans la partie a du tube, et, si celle-ci n'est pas assez grande, elle peut monter jusque dans la cornue, dont elle détermine la rupture avec explosion; l'opérateur court alors le risque d'être gravement brûlé par le phosphore. Si la branche a est, au contraire, assez grande pour contenir toute l'eau, Tair pénètre sous forme de bulles dans la cornue, et il n'y a pas d'explosion a craindre. Ainsi le tube ab fonctionne à la fois comme récipient et comme tube de sûreté.

Il est encore plus commode de distiller le phosphore au milieu d'un courant de gaz hydrogène. On chauffe alors le phosphore dans une cornue tubulée, et l'on fait arriver un dégagement continu d'hydrogène par la tubulure.

Nous avons dit que le phosphore prenait une couleur rouge sous l'influence de la lumière solaire; il se transforme alors en une modification isomérique très-remarquable, sous laquelle ce corps présente des propriétés complètement différentes de celles que manifeste le phosphore ordinaire. On obtient ce phosphore rouge en grande quantité en maintenant du phosphore pendant plusieurs heures, à une température comprise entre 250" et 250% dans un gaz sur lequel il ne peut pas exercer d'action chimique. Ou fait l'expérience dans une cornue préalablement remphe de gaz acide carbonique ou d'hydrogène. Une portion notable du phosphore distille et se condense à l'état de phosphore ordinaire; une autre portion se change en phosphorerouge, dont la quantité augmente avec la durée de l'opération. On

laisse refroidir la cornue, et on traite, à plusieurs reprises, la matière par du sulfure de carbone, qui dissout le phosphore ordinaire et laisse le phosphore modifié, sous la forme d'une poudre amorphe d'un rouge plus ou moins foncé.

Le phosphore rouge ne diffère pas moins du phosphore ordinaire par ses propriétés chimiques que par ses propriétés physiques. Tandis que le phosphore ordinaire fond à 44" ; le phosphore rouge peut être chauffé jusqu'à 250* sans prendre l'état liquide; à 260% il repasse à rétat de phosphore ordinaire. Si Ton maintient pendant plusieurs jours le phosphore rouge à une température voisine de celle qui produit sa transformation en phosphore ordinaire, il s'agrège sous la forme d'une masse brune, très-dure, cassante, et présentant une cassure brillante et conchoïde. Sa densité a été trouvée de 1,96, un peu plus grande que celle du phosphore ordinaire.

Le phosphore rouge n'a pas d'odeur sensible à la température ordinaire; il se conserve sans altération à l'air et n'y devient lumineux que si on le chauffe jusqu'à 200". 11 ne se combine pas avec le soufre, même à la température de la fusion de ce dernier corps; tandis que le phosphore ordinaire, chauffé légèrement avec du soufre, s'y combine avec explosion.

Ces deux modifications du phosphore nous offrent l'exemple d'isomérie le plus remarquable ; elles présentent plus de différences, dans leurs propriétés physiques et dans la manière dont elles se comportent avec les réactifs que beaucoup de corps simples différents. L'identité chimique des particules qui composent ces deux modifications n'est démontrée que par l'identité absolue des composés qu'elles produisent.

§ 207. Le phosphore joue un rôle important dans l'économie animale, car il entre dans la constitution des os. Lorsque les os sont brûlés au contact de l'air, la matière organique se détruit complètement, et se dégage à l'état de produit gazeux. La cendre qui reste n'est plus qu'un mélange de phosphate de chaux basique et de carbonate de chaux. C'est de cette cendre d'os que l'on extrait le phosphore dans les arts. A 5 parties en poids de cendre on ajoute 2 parties d'acide sulfurique et 15 à 20 parties d'eau; on mélange le tout avec une spatule, et on l'abandonne à lui-même pendant vingtquatre heures. L'acide sulfurique décompose le carbonate de chaux, s'empare de la chaux, avec laquelle il forme du sulfate de chaux, et chasse l'acide carbonique qui se dégage. L'acide sulfurique agit également sur le phosphate basique de chaux, mais il ne le décompose pas entièrement ; il lui enlève seulement une partie de la chaux, en formant une nouvelle quantité de sulfate de chaux, et laisse le

phosphate à l'état de phosphate acide de chaux. Ce dernier sel est très-soluble dans l'eau, tandis que le sulfate de chaux Test, au contraire, très-peu.

On sépare ces deux sels, en versant le tout dans un sac en toile serrée qui retient le sulfate de chaux et laisse passer la dissolution de phosphate acide; on exprime la masse pour en retirer la liqueur le plus complètement possible. La dissolution de phosphate acide de chaux est évaporée dans une chaudière en cuivre jusqu'à consistance sirupeuse ; puis on ajoute, par petites portions, du charbon pulvérisé, et Ton dessèche complètement la masse. La matière, desséchée à la chaleur du rouge sombre, est placée dans une cornue en terre A (fig. 242), recouverte extérieurement d'un lut argileux. Le col de la

cornue s'engage dans la tubulure d'un récipient en cuivre B, à moitié rempli d'eau et muni d'un tube de dégagement t. On place ordinairement plusieurs de ces cornues les unes à côté des autres dans un four à réverbère qui communique avec un ou deux foyers F La flamme des foyers pénètre dans le four par le conduit horizon tal M, et se dégage ensuite dans la cheminée T, après s'être dévelop pée dans le four. Les récipients B sont placés dans une même auge remplie d'eau que l'on maintient à une température d'environ 40* pour que le phosphore ne puisse pas se solidifier et obstruer la tu. bulure. On ménage le feu au commencement de Topération. 11 se dégage des gaz inflammables qui consistent en hydrogène et gaz oxyde de carbone. Le phosphate acide de chaux, desséché, retient de Teau chimiquement combinée^ laquelle ne se dégage qu'à une haute température. Cette eau, au moment où elle devient libre, rencontre du charbon incandescent, et se décompose en produisant du gaz hydrogène et du gaz oxyde de carbone :