ZINC ET ÉLÉMENTS DIATOMIQUES
Oxydes de zinc. — A part l’oxyde de zinc ZnO, Berzelius admettait l’existence d’un sous-oxyde, constituant le dépôt grisâtre qui se forme à la surface du zinc par son exposition à l’air humide. Proust, Davy et autres ont considéré ce dépôt comme un mélange de zinc et d’oxyde.
L’action du peroxyde d’hydrogène sur l'hydrate de zinc à 0° fournit une gelée qui dégage de l’oxygène déjà à froid, mais surtout à 109° et sous l’influence des acides. Thénard a envisagé ce précipité comme un peroxyde de zinc [Ann. de Chim. et de Phys., (2), t. IX, p. 55J.
Oxyde de zinc, ZnO. — Il se rencontre dans la nature généralement coloré en rouge par de l'oxyde manganique ; c’est la sincile ou minerai rouge de zinc. Associé aux oxydes ferreux et ferriques et à l’oxyde manganique, il constitue la franltlinite. Combiné avec l’alumine, il constitue la gahnite.
Lorsqu’on porte le zinc à une haute température à l’air, il prend feu et brûle avec une flamme bleuàtro ou verdâtre en répandant d’épaisses fumées blanches qui retombent eu flocons volumineux.
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L’oxyde de zinc se formeaussi par la calcination de l’hydrate de zinc précipité et des sels de zinc à acide volatil (carbonate, azotate, etc.).
Il se dépose fréquemment dans la partie supérieure des fours à zinc en prismes hexagonaux jaunâtres. C’est aussi la forme de la zincite.
Les cadmies, qui se déposent dans les cheminées des fours, constituent un oxydo do zinc impur et amorphe.
H. Deville a obtenu l’oxyde en cristaux trèsnets et souvent volumineux, en chauffant l’oxyde amorphe dans un courant d’hydrogène. Les cristaux se déposaient dans la partie moins chaude du tube. Quoique non volatil, l’oxyde de zinc s’était donc trausporté à une certaine distance. Ce phénomène s’explique facilement par deux réactions inverses : dans la première, l’oxyde de zinc est réduit ; il se forme de la vapeur d’eau et de la vapeur de zinc; ces deux vapeurs réagissent l’une sur l’autre à une température moins élevée pour régénérer l’oxyde de zinc et remettre l’hydrogène en liberté [Ann, de Chim, et Phys. (3), t. XLIII, p. 477],
On l’obtient aussi cristallisé en chauffant fortement l’oxyde amorphe dans un courant d’oxygène (Sidot) ou en dirigeant un courant de vapeur d’eau sur le zinc ou sur le chlorure de zinc à une température élevée.
L’oxyde cristallisé déposé dans les fours à zinc est en doubles pyramides hexagonales b l, h *fS, b */s, b 1rt, combinées avec les prismes m et /i1 et munis de faces terminales. On trouve aussi un didodécaèdre [b '/* b h i/is) (Von Rath). Angles : b'b 1 — 144° 54' et 74° 50'. Clivage suivant [Von Rath, Poggend. Ann,, t. CXXII, p. 406].
L’oxyde de zinc cristallisé a pour densité 6,0 environ ; la densité de l’oxyde amorphe est égale à 5,0.
L’oxyde de zinc pur est incolore à froid; mais soumis à la calcination, il devient jaune et reprend son aspect primitif après refroidissement. Il est indécomposable par la chaleur, infusible et fixe.
L’oxyde de zinc est réduit par l’hydrogène et par le charbon à une température élevée.
Il est décomposé à chaud par un courant produit par 350 éléments; le zinc mis en liberté se volatilise et s’enflamme (Lapschin etTichanowitz).
Chauffé avec du soufre, il donne du sulfure de zinc et du gaz sulfureux.
Chauffé en tubes scellés avec du phosphore et de l’eau, il n’est pas attaqué (Oppenheim).
Le chlore l’attaque facilement au rouge, en donnant du chlorure de zinc qui distille et de l’oxygène (R. Weber).
Usages. — L’oxyde de zinc, plus connu sous le nom de blanc de zinc est employé dans la peinture à la place de la céruse sur laquelle il présente le double avantage de ne pas être noirci par les émanations sulfurées et de ne pas provoquer d’accidents toxiques. Cependant les couleurs préparées à l’oxyde de zinc couvrent moins bien et résistent moins aux agents atmosphériques.
Hydrate de zinc, Zn 0. 11*0=20(011)*. — L’oxyde de zinc ne s’unit pas directement à l’eau; mais on obtient de l’hydrate de zinc en précipitant un sel de zinc par la potasse; il faut éviter un excès de cette dernière, qui redissoudrait le précipité. C’est un précipité volumineux blanc, très-soluble dans les alcalis et les sels ammoniacaux, et qui renferme Zn 0.H*0 après dessiccation à l’air sec. Une fois desséché, il devient moins facilement soluble dans les alcalis, il absorbe l’acide carbonique en petite quantité.
On obtient l’hydrate de zinc cristallisé en faisant digérer du zinc dans une solution aqueuse d’ammoniaque, au contact du fer. Il se dégage len-
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tentent de l’hydrogène et il se dépose sur les parois du vase de petits prismes orthorhombiques d’hydrate de zinc Zn (011)*. On peut remplacer le fer par du plomb ou par du cuivre ; ces métaux n’entrent pas en dissolution et servent seulement de pôle négatif dons le couple voltaïque qu’ils formcntavec le zinc. Les cristaux ont pour densité 2,077. L’hydrate cristallisé se dépose en fines aiguilles lorsqu’on évapore dans le vide une solution ammoniacale d’oxyde de zinc (Malaguti et Sarzeaud).
On obtient des cristaux très-nets d’hydrate Zn (OH)* lorsqu’on fait plonger dans une solution ammoniacale d’oxyde de zinc une lame de zinc enroulée dans du fil de lailon. Les cristaux se forment très-lentement et finissent par acquérir (au bout de 2 à 3 ans) des dimensions assez considérables. Ce sont des prismes orthorhombiques, limpides, atteignant jusqu’à 2 millimètres de largeur sur 3 à 4 millimètres de longueur. Ces prismes portent des troncatures sur les arêtes parallèles aux diagonales de la base et un pointement formé par les faces de l’octaèdre. Angles dièdres formés par les faces opposées du pointement= 119° 50' et 92°58'. Angle du prisme primitif =117°30\ Ces cristaux ne perdent leur eau qu’à une température élevée et se disolvent difficilement dans les acides [Cornu, Bull, de la Soc. chim.,\ 863, p. 64].
Dihydrate , Zn0.2H*0. — Octaèdres réguliers incolores, à éclat adamantin, qui se déposent à la longue d’une solution saturée d’oxyde de zinc dans la soude, contenue dans un flacon bouché. Arrosé d’eau chaude, ils perdent leur éclat.
Combinaisons de l’oxyde de zinc. — L’oxyde de zinc se dissout dans les alcalis et forme avec eux et avec les autres oxydes métalliques des combinaisons salines. Les zincates alcalins se forment aussi par dissolution du zinc métallique dans les alcalis caustiques; cette dissolution a lieu avec dégagement d’hydrogène.
L’oxyde de zinc se dissout pareillement dans les acides pour former les sels de zinc (voir p. 591). 11 s’unit aussi aux sesquioxydes métalliques pour former des combinaisons appartenant au groupe des spinelles [Ebelmen, Ann.de Chim. et dePhys, (3),t. XXXIII, p. 34].
Zincate de potassium. — La solution concentrée d’oxyde de zinc dans la potasse, placée sous une couche d’alcool, laisse déposer de petits cristaux brillants, renfermant Zn O. K*0. Ils sont solubles dans l’eau et leurs solutions abandonnent par l’ébullition une poudre blanche ayant pour composition 2 Zn 0.K*0 [Laur, Ann. der Chem., u. Pharm., t. IX, p. 183] ; Fremy, en employant peu d’alcool, a obtenu de longues aiguilles présentant cette dernière composition [Compt. rend -, t. XV, p. 1106].
Lorsqu’on évapore la solution potassique d’oxyde de zinc, il reste une masse brillante, blanche et hygroseopique (Berzelius).
Zincate de sodium. — Cette combinaison n’a pas été décrite. La solution sodique d’oxyde de zinc, abandonnée à l’air, laisse déposer de petits cristaux brillants qui sont un carbonate basique de zinc (Woehlor).
Oxyde de zinc ammoniacal. — L’oxyde de zinc se dissout aisément dans l’ammoniaque en donnant une solution incolore nui, si elle est trèsconcentrée, se trouble par l’addition d’eau.
Malaguti a analysé do petits cristaux déposés sur la toiture d’une fosse d’aisance et leur a trouvé pour composition Zn O .AzHs-|-3 11*0 (ou plutôt 3 Zn 0, 4 Az H3 -J- 1 2 II* O ) Ces cristaux n’ont pu être reproduits artificiellement [Compt. rend., t. LXII, p. 413].
Zincates alcalmo-terreux. — L’addition d eau do baryte, de stroutiane ou de chaux à une solu-
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tion ammoniacale d’oxyde de zinc précipite une partie de ce dernier, en combinaison avec la terre alcaline (Berzelius).
Aluminate de zinc Al*03.Zn0 = Al20;Zn.
C’est le minéral connu le nom de gahnite. Il renferme, outre l’oxyde de zinc, des quantités variables de magnésie (2 à 5 %) et d’oxyde ferreux (5 à 6°/o), ainsi que de silice (i à 4 %).
Ebelmen a obtenu artificiellement la gahnite, en octaèdres incolores, plus durs que le quartz par la fusion d’un mélango d’oxyde de zinc, d’alumine et d’acide borique, au four à porcelaine. Densité = 4,58.
Chromite de zinc. Cr*04Zn. — Ebelmen l'a obtenu en petits octaèdres noirâtres, d’une densité de 5,309.
On obtient cette combinaison par voie humide en ajoutant de l’hydrate chromique à une solution potassique d’oxyde de zinc ou en précipitant par la potasse une solution renfermant un sel de chrome et un sel de zinc [Chancel, Compt. rend. t. XLI1I, p. 927].
Ferrite de zinc, Fe204Zn. — Octaèdres miscroscopiques, noirs et brillants, obtenus comme l’aluminate (Ebelmen).
Lorqu’on chauffe au rouge de l’oxyde ferrique avec de l’oxyde de zinc et qu’on traite le produit par unequantité d’acide chlohydrique insuffisante pour dissoudre tout le fer, on obtient un résidu qui renferme Fe!0*Zn (Reich, Journ. fur vrakt Chem., t. LXXXIII, p. 265].
Sülfore de zinc, Zn S. — Le sulfure de zinc, plus ou moins impur, constitue le minerai désigné sous le nom de blende (Voy. ce mot). La wurtzite en est une variété dimorphe.
Il ne se forme qu’en petite quantité par l’action des vapeurs de soufre sur le zinc chauffé au rouge, ou par la fusion du soufre avec le zinc; dans ce dernier cas, le soufre se volatilise à une température inférieure à celle qui serait nécessaire pour effectuer la combinaison. Une autre cause de l’insuccès de ces expériences repose sur le peu de fusibilité du sulfure, qui forme sur le métal une couche protectrice.
Mais on obtient du sulfure de zinc par l’action de la chaleursur un mélange de limaille de zinc et de cinabre; la réaction est même violente. Le zinc enlève également du soufre au polysulfure de potassium (Berzelius).
L’oxyde de zinc, chauffé avec du soufre, fournit un sulfure ressemblant à la blende (Despretz).
On obtient aussi le sulfure de zinc par l’action du soufre sur le sulfate de zinc sec, au rouge (Vauquelin); par l’action du charbon sur le sulfate de zinc dans un creuset brasqué (Berthier); par calcination de l’oxyde de zinc ou du sulfure de zinc hydraté, dans un courant d’hydrogène sulfuré.
Le sulfure de zinc est dimorphe : la blende est cristalisée dans le système régulier; la wurtzite (blende hexagonale) dans le système hexagonal.
Le sulfure artificiel est amorphe ou cristallisé. Amorphe, il forme une masse pulvérulente jaunâtre, d’une densité de 3,92 (Karsten). La blende ordinaire, du système cubique, n’a pas encore été reproduite artificiellement. Il n’en est pas de même de la wurtzite.
Lorsqu’on fond un mélango de parties égales de sulfate de zinc, de fluorure de calcium et de sulfure de baryum , il se produit une scorie fusible dans laquelle sont implantés de beaux cristaux de sulfure de zinc ayant la forme de la wurtzite et de la greenockito (sulfure de cadmium).
On obtient les mêmes cristaux lorsqu’on chauffe au rouge vif du sulfure de zinc amorphe dans un tube en porcelaine traversé par un courant lent d’hydrogène. Les cristaux prismatiques hexago-
naux se déposent dans les parties moins chaudes du tube. Cependant le sulfure de zinc n’est pas volatil, au moins à la température de l’expérience. 11 y a donc là un cas de volatilisation apparente due à la production d’hydrogène sulfuré et de zinc en vapeurs ; ces corps réagissant en sens inverse dans la partie moins chaude du tube, le sulfure de zinc est régénéré (Deville et Troost, Compt. rend., t. LII, p, 920; Répert. de Chim. pure, t. III, p. 219].
Lorsqu’on dirige des vapeurs de soufre sur l’oxyde de zinc amorphe, on obtient, de même, la blende hexagonale en cristaux isolés ou sous la forme d’une masse feutrée. Les mêmes cristaux se forment lorsqu’on chauffe fortement le sulfure de zinc précipité, dans un creuset à l’abri de l’air (Sidot, Compt. rend., t. LXII, p. 999].
En chauffant à une température très-élevée du sulfure de zinc amorphe dans un courant de gaz sulfureux ou sulfhydrique, ou d’azote, il se volatilise et se sublime en cristaux incolores et transparents, semblables à ceux de la wurtzite (prismes réguliers à 12 faces, surmontés de pyramides hexagonales (Friedel). Ces cristaux sont phosphorescents dans l’obscurité [Sidot, Compt. rend., t. LX1II, p. 188].
Le sulfure de zinc ne fond qu’à une température très-élevée; il n’est pas volatil au rouge blanc.
Calciné à l'air, h s’oxyde et donne de l’acide sulfureux, de l’oxyde et du sulfate de zinc. Chauffé avec du nitre, il s’oxyde très-rapidement. Les acides le décomposent, quoique assez difficilement, avec dégagement d’hydrogène sulfuré. Le sulfure amorphe est dissous beaucoup plus facilement que le sulfure cristallisé.
Sulfure de zinc hydraté, ZnS.IDO. — C’est le précipité blanc que produisent l’hydrogène sulfuré ou les sulfures alcalins dans la solution des sels de zinc. Il est insoluble dans l’eau et dans les alcalis, soluble dans les acides minéraux, mais insoluble dans les acides faibles, comme l’acide,, acétique. Lorsqu’on traite un sel de zinc dissous, neutre, par un courant d’hydrogène sulfuré, la précipitation du sulfure de zinc n’est que partielle, parce que l'acide mis en liberté par sa précipitation empêche cette précipitation de se compléter. Mais si le sel de zinc est un sel à acide faible, tel que l’acétate, ou, si ce qui revient au même, on ajoute de l’acétate de soditlm au sel de zinc, la précipitation devient complète en raison de l’insolubilité du sulfure de zinc dans l’acide acétique mis en liberté.
Le sulfure de zinc hydraté s’oxyde lentement à l’air.
Schindler assigne au sulfure précipité, séché à 37°, la formule ZnS.H!0. D’après Souchay, le sulfure précipité, séché à froid, renferme
3ZnS.H!0;
séché à 100° dans un courant d’hydrogène, il a pour composition 2ZnS.H30; enfin, séché à 150°, il renferme 4ZnS.H20 [ Zeitsch.für analyt. Chem., t. VII, p. 79].
Chauffé au delà de 150°, le sulfure précipité se déshydrate et laisse du sulfure anhydre, sous la forme d’une poudre jaune.
Le sulfure de zinc se dissout dans l’acide sulfureux en donnant de l’hyposulfite de zinc (Guérout).
Sui.fures Docnr.FS. — Sulfure zinco-potassique, 3 Zn S . K2S. — Poudre cristalline jaunâtre obtenue par la fusion de 1 p. do sulfure de zinc avec 12 p. de soufre et 12 p. de carbonate de potassium. On reprend la masse par l’eau et on sépare par lévigation le sulfure de zinc plus dense et non transformé. L’eau bouillante n’altère pas cette combinaison.
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Sulfure sinco-sodique, 3ZnS.Na2S. — Poudre cristalline couleur de chair, assez altérable à l’air. On l’obtient de même.
On obtient les sulfures doubles, 3ZnS.AgsS, et 3ZnS.CuS, en faisant digérer la combinaison potassique avec un sel d’argent ou de cuivre. Le premier est noir; le second, d’un bleu d’acier foncé [R. Schneider, Poggend. Ann., t. CXL1X, p. 381].
Oxïsulforb de zrac. — La vollzite est un oxysulfure de zinc naturel dont la composition se rapproche de la formule 4ZnS.ZnO (Fournet). Kersten a trouvé des prismes à 6 pans et des masses lamellaires jaunes, présentant cette môme composition, dans les cadmies d’un four à zinc.
La réduction du sulfate de zinc au rouge par l’hydrogène laisse une masse jaune paille qui, suivant Arfvedson, renferme un peu plus do 1 molécule ZnS pour 1 molécule ZnO.
Pentasulfcre de zinc, ZnS5. — Précipité blanc, devenant jaune paille par la dessiccation, obtenu en précipitant un sel de zinc par le pentasulfure de potassium. Chauffé, ce persulfure perd du soufre. Traité par un acide, il se dissout avec dégagement do H2 S et dépôt de soufre [H. Schifl', Ann. der Chem. u. Pharm., t. CXV, p. 74].
Sulfophosphoke de zinc, P5 S2. 2 ZnS. — Lorsqu’on chauffe dans un courant d’hydrogène un mélange de sulfure de phosphore liquide P2 S et de sulfure de zinc sec, préparé par voie humide, l’excès de sulfure de phosphore distille et il reste, une matière rouge qui a pour composition
soit, d’après Berzelius, ZnS.P4S -f ZnS.PsS.
Ce corps est une poudre rouge de minium, qui se dédouble au-dessous du rouge en sulfure de phosphore, qui distille, et en sulfure de zinc qui reste. Calciné à l’air, il s’enflamme et laisse un résidu de phosphate de zinc. L’acide chlorhydrique le dissout avec dégagement d’hydrogène sulfuré et séparation de sulfure de phosphore pulvérulent rouge (Berzelius).
Sélénicre de zinc. — La combinaison directe du sélénium et du zinc est aussi difficile que celle du soufre et du zinc. Cependant, lorsqu’on fait passer des vapeurs de sélénium sur du zinc chauffé au rouge, la combinaison s’effectue avec explosion et les parois du tube se tapissent d’une poudre jaune. L’acide azotique attaque ce produit en mettant en liberté du sélénium, dont une partie est oxydée (Berzelius).
L’hydrogène sélénié donne dans les sels de zinc un précipité rouge pôle, insoluble dans l’eau et s’altérant à l’air (Berzelius).
Tellorürb de zinc. — Le tellure et le zinc se combinent avec un grand dégagement do chaleur. Le produit est gris et cristallin, difficilement fusible, insoluble dans l’acide sulfurique étendu et dans l’acide chlorhydrique concentré (Berzelius).
