COMBINAISONS DU BOUE AVEC LE CHLORE, LE BROME, LE FLUOR

Chlorure de bore, BoCP.

§ 240. On obtient ce composé en chauffant du bore dans un courant de chlore, ou, plus simplement, en chauffant dans un tube de porcelaine un mélange intime d'acide borique et de charbon, pendant que ce tube est traversé par un courant de chlore sec.

Le chlorure de bore est liquide aux basses températures ; il bout à -f 17", et se transforme en un gaz incolore, qui répand des fumées épaisses à Tair humide. La densité de ce gaz est 4,055. Au contact de Teau, il se décompose en acide chlorhydrique et en acide borique; sa formule est donc celle de l'acide borique, dans laquelle Toxygène est remplacé par une (luantité équivalente de chlore ; 1 volume de ce gaz renferme 1 ^ volume chlore. On a, en effet,

Bore 0,575 9,28

i I vol. Chlore 5,660 90,72

4,055 lOMO.

bromure de bore, BoBr^.

§ 240 bis. Le bromure de bore se forme de la même manière que le chlorure; c'est un liquide incolore, très-fluide, liouillant a 90', 5.

Fluorure de bore, BoFF*.

§ 241. On obtient une combinaison gazeuse du fluor avec le bore lorsqu'on chauffe à une très-haute température, dans une petite cornue de porcelaine, un mélange de 2 parties de spath fluor et de 1 partie d'acide borique fondu. Une portion de l'acide borique se décompose ; son oxygène se combine avec le calcium ; la chaux produite forme du borate de chaux avec l'acide borique non décomposé; enfin, le fluor et le bore se combinent ensemble et forment du fluorure de bore. La réaction se représente p^r l'équation suivante :

2Bo05 + SCaFl == BoFF + 5CaO.BoO'\

Le fluorure àe bore est un gaz incolore, ayant une odeur suffocante et une saveur fortement acide. Sa densité est 2,57: il <*st

AZOTURE DE BORE. 353

extrêmement soluble dans Feau, et tellement avide de ce liquide, qu'il charbonne les matières organiques, à la manière de Tacide sulfurique concentré (page 210). C'est par suite de cette grande affinité pour l'eau qu'il répand des fumées épaiss«l' au contact de l'air.

.La composition du fluorure de bore correspond à celle de Facide borique ; sa formule est BoFP.

L'eau dissout 700 à 800 fois son volume de fluorure de bore. On obtient facilement cette dissolution, à l'état concentré, de la manière suivante :

On fond ensemble parties égales de spath fluor et de borax, on pulvérise la matière, et on la chaufl'e avec de l'acide sulfurique concentré dans une cornue de verre; il distille un liquide acide qui est une dissolution très-concentrée de fluorure de bore dans l'eau. Si Ton étend cette dissolution d'une plus grande quantité d'eau, elle se décompose; de l'acide borique se sépare, et il se forme un acide particulier auquel on a donné le nom d'acide liydrofluoborique. Cet acide est probablement analogue à l'acide hydrofluosilicique dont nous parlerons tout à l'heure, et qui a été mieux étudié.

Awture de bore.

§ 241 bis. Si l'on chaufl'e, jusqu'au rouge vif, 1 partie de borax sec et 2 parties de sel ammoniac, on obtient une substance blanche, poreuse, qui est un azoture de bore ayant pour formule BoAz. Pour la purifler, on la réduit en poudre fine, et on la fait bouillir pendant quelques heures avec de l'acide chlorhydrique faible. Ce composé est très-stable ; il résiste à l'action des acides et des alcalis, même à la température de l'ébuUition. Fondu avec l'hydrate de potasse, il se décompose; de l'ammoniaque se dégage, et il se forme du borate de potasse.

L'azoture de bore se forme encore quand on chaufl'e, à une haute température, un mélange d'acide borique et de charbon dans un courant de gaz azote.

354 SILI€irM.

Équivalent s 266,7.

% 242. Le silicium * est un des corps les plus répandus dans la nature ; combiné avec loxygène, il forme Tacide silicique, qui est une des substances les plus communes à la surface du globe.

l/acide silicique, cliaufie avec le potassium, se décompose, en don-, nant du silicium et du silicate de potasse; mais la décomposition est difficile, et Ion n obtient pas le silicium pur. On réussit mieux en décomposant par le potassium une combinaison de fluorure de silicium et de fluorure de potassium dont nous donnerons plus loin la préparation. On introduit les deux matières dans un tube de verre bien sec et Ton chauffe avec quelques charbons ; la réaction se fait avec incandescence.

Fluorure double de silicium ( Fluorure de potassium.

etde potassium | fluorure de silicium. { ^I^TT Fluorure de pc

Potassium ) tassium.

3KFI.2SiFP -f 6K— 9KF1 + 2Si.

On reprend le produit de la réaction par leau froide qui dissout le fluorure de potassium ; on recueille le silicium sur un petit fiMre, et on lave le précipité à Teau distillée jusqu'à ce que les eaux du lavage ne laissent plus de résidu sensible après leur évaporation sur une plaque de verre.

\je silicium, ainsi obtenu, est une poudre brune, amorphe, qui fond en un globule noir vitreux entre les deux pôles d'une forte pile.

On peut préparer le silicium amorphe en décomposant le chlorure de silicium par le sodium. Dans un tube de porcelaine disposé dans un fourneau à réverbère on place plusieurs nacelles de porcelaine garnies de sodium. A Tune des extrémités de ce tube on engage, à l'aide d'un bouchon, le col d'une petite corgue tubulée, dans la tubulure de laquelle on engage un tube qui amène du gaz hydrogène soc, et un second tube de verre, surmonté d'un entonnoir dont l'extrémité descend jusqu'au fond de la cornue. Une petite quantité de mercure versée dans la cornue suffit pour intercepter la communication avec l'air extérieur par le dernier tube. Enlin la seconde extrémité du tube de porcelaine communique avec un récipient refroidi

• Le silicium a été obtenu pour la première fois à rélal de pureté par Bci*zêlius.

pour recueillir le chlorure de silicium qui aurait échappé à la réaction. On commence par faire passer le courant d'hydrogène pour chasser complètement Tair de l'appareil , puis on chauffe le tube de porcelaine au rouge sombre. On verse le chlorure de silicium par i^entonnoir, et on le distille lentement en approchant quelques charbons de la cornue. La réaction est très-vive, il se forme du chlorure de sodium et le silicium est isolé ; on continue lopération jusqu'à ce qu'il ne reste plus de sodium isolé, ce que Ton reconnaît facilement parce que le chlorure de silicium traverse l'appareil sans se décomposer. On traite par Teau chaude la matière restée dans le tube, on dissout ainsi le chlorure de sodium, le silicium reste sous la forme d'une poudre d'un brun foncé, mais qui paraît micacée au soleil, surtout lorsqu'elle est en suspension dans l'eau.

On obtient plus facilement le silicium amorphe en projetant, dans un creuset de terre chauffé au rouge, un mélange de fluorure double de silicium et de sodium, de sel marin et de sodium; on couvre le creuset et on le maintient au rouge pendant quelque temps. Après le refroidissement, on traite la matière par l'acide chlorhydrique étendu; le silicium reste seul. On le purifie en le traitant par l'acide fluorhydriqut, qui dissout l'acide silicique non altéré.

On peut obtenir immédiatement du silicium fondu ; il suffît pour cela de retirer du tube de porcelaine, après la réaction, les nacelles qui contenaient le sodium ei qui sont maintenant remplies de silicium et de chlorure de sodium, de séparer les fragments de porcelaine sur lesquels il n'y a pas de matière adhérente, de placer le tout dans un creuset de charbon, que Ton chauffe dans un violent feu de forge. Le chlorure de sodium se volatiUse à cette haute température, la porcelaine fond, et le silicium fondu se rassemble en globules qui présentent des indices de cristallisation. Le silicium fondu est d'un gris d'acier foncé ; il est (rés-dur et raye le verre.

On obtient le silicium en lamelles cristallines qui ressemblent à celles du graphite naturel ou plombagine (g 249). Pour cela on fond dans un creuset de terre, à la température de la fusion de l'argent, de l'aluminium avec 20 à 40 fois son poids de fluorure double de potassium et de silicium, bien sec. On maintient la masse en fusion pendant un quart d'heure, puis on laisse refroidir lentement. En cassant le creuset, on trouve dans une gangue blanc grisâtre un culot d'un gris de fer foncé qui se compose d'une combinaison de l'aluminium avec le silicium, dans laquelle une grande quantité de silicium se trouve empâtée. On concasse la masse sans la pulvériser, et on la traite à chaud par l'acide chlorhydrique concentré, l'aluminium se dissout avec dégagement d*hydrogène. Le résidu est placé dans une

capsule de piatine et chauffé avec de Tacide fluorhydrique d'une concentration moyenne, qui attaque l'acide silicique en dégageant du fluorure de silicium. On lave la matière à l'eau bouillante et on la sèche. Le silicium, ainsi obtenu, forme des lamelles opaques et brillantes semblables à celles que présente le graphite des hauts fourneaux (g 248); seulement son éclat est plus métalhqueet sa couleur tire sur le p:ris de plomb. II peut être chauffé au blanc dans un courant d'oxygène sans qu'il brûle ou change de poids. Aucun acide ne l'attaque ; une solution concentrée de potasse ou de soude le dissout lentement à l'état d'acide silicique avec dégagement d'hydrogène. Il s'enflamme dans le gaz chlore à une température du rouge naissant et se transforme en chlorure de silicium.

Enfin, on peut obtenir le silicium en cristaux assez gros qui appartiennent au système cristallin régulier, comme le carbone à I étal de diamant. On se sert pour cela du même appareil qui nous a servi à préparer ,1e silicium amorphe par la réaction du sodium sur le chlorure de silicium, on remplace seulement le sodium des nacelles de porcelaine par de l'aluminium. On chauffe le tube à porcelaine à une plus haute température, mais on conduit ro{)ération de la raênoe manière. A la fin de l'expérience, on retire les nacelles de porcelaine: on les trouve remplies de grandes et belles aiguilles de silicium, d'un gris de fer foncé et avec un reflet rougeâlre. Ces aiguilles sont formées par des octaèdres réguliers, enfilés suivant lun de leurs axes. Elles sont très-dures et rayent facilement le verre.

La densité du silicium est 2,49; il fond à une température im peu supérieure à celle qui liquéfie la fonte de fer.