FLUOR

En faisant réagir le chlore sur le fluorure d'argent on réussit à la vérité à isoler le fluor; mais ce corps a une telle affinité pour d'autres substances, qu'à peine mis à nu il se combine déjà avec les principes constituans des vases dans lesquels on opère. Si l’on fait passer un courant de chlore sur du fluorure d'argent contenu dans un vase en verre, le fluor devenu libre se combine aussitôt avec le silicium, qui, uni avec l'oxigene, forme un des principes constituans du verre, à savoir, la silice. Si on fait la même opération dans des vases en platine, il se produit de suite du fluorure de platine. Le fluor a une affinité distinguée pour la plupart des corps. On ne connaît pas encore de combinaison du fluor avec le chlore, Yiode, le brôme, le carbone et l'azote; avec le soufre et

le phosphore il forme des combinaisons dont l'existence vient seulement d'être annoncée. Avec l'hydrogène il donne un acide puissant qui sera décrit avec les hydracides; en traitant de chaque métal en particulier je ferai l'histoire des combinaisons du fluor avec les métaux.

La nature nous offre le carbone parfaitement. pur à l'état de diamant; on le trouve dans la Golconde, le Visapour et le Brésil. On le rencontre rarement en oc. taèdres à faces planes (l'octaèdre est un corps termine par huit faces semblables (P) (/ig. 47), dont les côtés sont égaux ). Ordinairement il est terminé par un grand nombre de faces courbes qui sont des faces secondaires de l’octaèdre; cependant il peut toujours être clivé selon les faces de l’octaèdre qui ont un éclat particulier très distingué (léclat du diamant). La surface des diamans bruts est ordinairement rude. Le diamant est parfaitement incolore, sil est pur ; cependant on le trouve aussi coloré en brun clair, jaunâtre, rose, vert et bleu, quelquefois encore en bleu foncé et en noir; ces couleurs proviennent sans contredit de mélanges avec des corps, étrangers. Sa pesanteur spécifique varie entre 3,5 et 3,55.

Le diamant est le plus dur des corps connus, car il les raie tous. On détermine la dureté des corps par leur manière relative de se comporter les uns par rapport aux autres, en prenant pour termes de comparaison certaines substances très propres à cette espèce d’epreuve. Le

carbonate de chaux ou spath calcaire est rayé, par exemple, par le spath fluor, le spath fluor l’est par le quartz, le quartz par le diamant. Gette action des corps, dont il s'agit, les uns sur les autres, permet d’en indiquer la dureté. Le quartz raie le verre, le verre raie le spath fluor ; le verre est donc plus dur que le spath fluor et plus mou que le quartz. Entre ces trois corps on peut prendre un plus grand nombre de degrés intermédiaires et évaluer ainsi la dureté d'une manière très approchee; mais il est impossible de la déterminer en nombres. On ne peut pas dire qu’un corps soit un certain nombre détermine de fois plus dur qu'un autre. On ne saurait done supputer la dureté d’un corps comme on calcule son poids, étant donnée sa pesanteur spécifique.

Le diamant ne raie pas seulement le verre, mais il le coupe aussi. Un corps rayant agit comme une scie, un corps coupant comme une hache. La propriété des diamans bruts de couper le verre provient de la courbure des faces secondaires qui forment leur surface, de sorte que l’arète formée par l'intersection de deux faces qui se coupent, n'est pas une ligne droite, mais bien une ligne courbe. Si l’on trace une ligne en inclinant également vers la plaque de verre les deux faces du diamant qui forment la ligne courbe, et qu'on emploie une légère pression contre une partie quelconque et dans le sens de la ligne, le verre se fend suivant cette direction. Les diamans taillés comme on les obtient ordinairement, ne coupent pas le verre, parce que leurs faces forment des lignes droites; taillés de manière à présenter des arètes courbes ils coupent le verre. Le rubis, le quartz et d’autres substances plus dures que le verre, coupent aussi le

verre, quand on leur a donné, par la taille, des surfaces

courbes analogues à celles du diamant; il n’y a sous ce rapport entre ces substances et le diamant qu’une difference, c'est, qu’etant moins dures, elles s’usent.

Le diamant, ou tout autre charbon, ne se fond à aucune température que l'on puisse produire ; bien entendu que l'air n’y doit pas avoir accès. Enveloppé de poudre de charbon ou enfermé dans un espace vide ou plein d'un gaz quelconque privé d’oxigene, le diamant supporte la température la plus élevée sans entrer en fusion. On croyait avoir fondu les pointes decharbons, dont on s'est servi comme conducteurs d’un courant électrique et qu'on a ainsi portés à une très haute temperature; mais le fait est, que ce prétendu indice de fusion du charbon n’était qu'un peu de cendre de charbon fondue à la surface des pointes. Linfusibilite du charbon fait qu'il présente un aspect si différent en raison des diverses substances organiques dont on l'extrait. (

La houille et le bois contiennent du carbone, de l’oxigene et de l'hydrogène. A une température élevée ces deux dernières substances se combinent tant entre elles qu'avec le carbone et forment des composés volatils qui se dégagent.

La houille, qui ne devient pas molle avant d'entrer en fusion, donne un charbon épais, lourd, très différent en apparence du charbon léger et poreux, qu'on obtient du charbon de terre, qui se ramollit à une haute température et qui se boursouffle par suite du développement des gaz. On nomme coak le charbon que donne la houille privée de ses matières volatiles. Le bois ne se fond nine se ramollit; lecharbon quireste affecte donc laformedu bois et présente une infinité de pores dûs à l'expulsion des partes volatiles par la chaleur. — Le bois dur laisse un

charbon pesant et à tissu serré; le bois tendre donne un charbon léger et lâche. Chauffé très fortement, le charbon de bois change de propriétés, il se raccornit, devient lourd et épais, et brûle difficilement à l'instar du coak, comme le prouve le charbon qu'on retire quelquefois des hauts fourneaux, et qui a été exposé à la température nécessaire pour fondre le fer.

Les substances animales subissent ordinairement une fusion parfaite à une température élevée ; les gaz qui s’échappent font bouillonner la masse, et toute décomposition opérée, il reste un charbon très caverneux.

Si l'on était en état de dissoudre le charbon, de le fondre ou de le sublimer, l’une de ces trois méthodes de faire cristalliser les corps pourrait également fournir le charbon en cristaux et rendre ainsi possible la fabrication du diamant ; du reste, cette expérience ne parait pas, quant à présent, offrir pour la science un intérêt supérieur à celle qui consiste à retirer, d’une dissolution de soufre dans divers menstrues des cristaux de soufre en tout pointésemblables à ceux qu’on rencontre dans la nature. D'ailleurs, il existé un moyen pour dissoudre le charbon : si l’on met un excès de charbon en contact avec de la fonte de fer fondue, une partie du charbon s'y dissout et s'en sépare de nouveau par le refroidissement, sous forme de cristaux feuilletés grands et beaux. Le charbon ainsi cristallise, se nomme graphite; il est parfaitement opaque, doux au toucher, doué d’un éclat métallique et d’une pesanteur spécifique d'environ 2,5. C'est la même substance qu'on trouve dans le terrain primitif, et par conséquent dansles parties de l'écorce du globe, qui étaient jadis fluides à la faveur d’une haute temperature. On rencontre le graphite le plus pur dans le Borrowdale;

on en fabrique les crayons. Outre cette substance, la nature nous offre encore un charbon presque pur, qui brûle sans flamme et sans odeur, qu'on nomme anthracite, et qui ressemble beaucoup à la houille. Je parlerai du noir de fumée en traitant de la combustion des corps dans l'air. |

Nous savons d’ailleurs déjà que deux corps, tels que le diamant et le graphite, peuvent différer par leurs propriétés extérieures sans cesser d'être identiquement les mêmes sous le rapport chimique. Car lors de nos recherches sur le soufre nous avons vu que ce corps chauffé au-delà de 160°, et versé dans l’eau froide, forme une masse brune et visqueuse, qui ne ressemble aucunement au soufre jaune et cassant que donne un refroidissement lent.

Le charbon de bois qu'on brûle dans l’air atmosphérique disparaît complétement en ne laissant qu'un peu de cendre, due à la présence de matières. étrangères. Cette combustion est plus rapide dans le gaz oxigene; on peut faire l'expérience dans une cloche ou dans un flacon (fig. 48) en fixant le charbon sur l'extrémité d'un fil de fer recourbé en bas. Aussitôt qu'on y introduit le charbon incandescent, 1l commence à brûler avec énergie en s’entourant d'une petite flamme ; celle-ci provient de ce qu'au point de contact du charbon avec l’oxigene il se forme d'abord le degré inférieur d’oxidation du carbone, l'oxide de carbone, qui en s’unissant avec une nouvelle dose de gaz oxigène, donne de l’acide carbonique. Le charbon disparait, et les gaz restent parfaitement incolores dans la cloche. Les charbons légers brülent, comme ceux du bois, dans l'air atmospherique; la combustion des charbons plus épais, par

exemple, du coak lourd ne s'effectue au contraire qu’à l’aide d’une machine soufflante ou de tout autre moyen. Le graphite et le diamant ne brülent pas non plus, lorsqu’etant allumés on les expose à l'air atmosphérique; dans le gaz oxigène ils se consument au contraire sans laisser de résidu, Pour brüler le diamant dans le gaz oxigène on remplit un flacon de ce gaz sur le gazomètre comme à l'ordinaire (p. 11 ),et après avoir fixé le diamant avec un peu de gypse sur un bout de tuyau de pipe de terre a ( fig. 49), on implante dans ce tuyau l’extremité d’un fil de fer recourbé en bas ; on chauffe le diamant dans la flamme d'une lampe à esprit de vin alimentée par un courant de gaz oxigène, comme nous avons opéré la fusion du platine (p.12), et dès qu'il est allumé, on l’introduit très promptement dans le flacon contenant le gaz oxigène ; il continue alors de brûler et disparaît complétement. Si on verse de l’eau de chaux (une dissolution de chaux dans l’eau) en quantité suffisante dans le flacon, on obtient un précipité blanc abondant, formé de carbonate de chaux; l'acide carbonique est le résultat de la combinaison de l'oxigène avec le diamant.

Le carbone et l’oxigène formant ensemble un corps gazeux, il s'élève la question de savoir, si dans cette combinaison le gaz oxigène a augmenté ou diminué de volume, ou bien, si son volume est resté le même? Une experience due à Davy résout cette question d'une manière sans réplique. Au col d’un ballon en verre (fig. 50) on adapte une allonge à laquelle est fixé intérieurement un fil de fer portant une petite corbeille en fil de platine a, dans laquelle se trouvent quelques diamans. Cette allonge est munie d'un robinet qu'on visse sur une pompe pneumatique. Après avoir fait le vide dans le

ballon et fermé le robinet, on le visse sur une ‘cloche pleine de gaz oxigene. Cela fait, on ouvre de nouveau le robinet pour remplir le ballon de gaz oxigène et on le referme ensuite. A l’aide d’un verre ardent on allume le diamant qui continue de brüler dans le gaz oxigène. On laisse alors reprendre au ballon la température qu'il avait au commencement de l’expérience. Dès qu'on ouvre maintenant le robinet, après y avoir vissé un tube de verre susceptible de plonger jusqu'en 5 dans le mercure, ce métal s’elevera et montera dans le ballon, si le gaz oxigene s'est contracté en s’unissant avec le carbone; il sera refoulé dans le tube de verre, s'il s’est dilaté. Or, aucun des deux cas n’a lieu. Il résulte donc de cette experience, que l'acide carbonique provenant de la combinaison du carbone avec l’oxigène occupe exactement le même volume que le gaz oxigène dont il est formé. Connaissant donc la pesanteur spécifique de l’acide carbonique, on n'a qu'à en défalquer celle de l’oxigène pour déterminer la quantité de carbone qui s'y est combinée. Pesanteur spécifique de l'acide carbonique = 1,5245 id. du gaz oxigène — 1,1026

Ainsi 0,4219 : 1,1026 : : 100 : 261,34

OÙ 0249 :;1, 10208100 702" 100 parties en poids de carbone s'unissent donc à 261,34 parties d’oxigene pour former de l'acide carbonique, et 100 parties d'acide carbonique renferment 72,325 p.

d’oxigene sur 27,675 de carbone. F Lorsqu'on considère la composition de diverses combinaisons carboniferes, il est très commode de connaître le volume de la vapeur de carbone; mais le carboñe ne

se volatilisant à aucune température, le poids de sa vapeur ne saurait être déterminé qu ‘hypothétiquement. Dans l'acide carbonique le carbone peut être uni avec deux volumes ou bien aussi avec un volume de gaz OXIgène. Laquelle de ses deux hypothèses est la plus pro: bable ? C'est ce que peut faire connaître la considération de deux substances gazeuses qui, en s’unissant entr’elles, forment un corps également gazeux. Or, on trouve que, si une mesure d'un gaz s'unit avec une mesure d’un autre gaz, le volume ne subit aucune contraction; ainsi deux mesures d’oxide d’azote résultent de l’union d’une mesure de gaz azote avec une mesure de gaz oxigène, une mesure de chlore gazeux et une mesure de gaz hydrogène donnent deux mesures de gaz acide hydrochlorique; au contraire, une mesure d’oxidule d’azote est formée d’une mesure de gaz azote et d’une demi mesure de gaz oxigène , et une mesure de gaz hydrogène donne une mesure de vapeur d’eau en se combinant avec une demi mesure de gaz oxigène. Cela posé, une mesure de gaz oxigène unie avec le carbone forme une mesure d'acide carbonique, et une mesure de gaz oxide de carbone exige une demi mesure de gaz oxigène pour se changer en une mesure d'acide carbonique ; une mesure de gaz oxide de carbone contient donc une demi mesure de gaz oxigène. Si donc la composition de l’acide carbonique est analogue à celle du gaz oxidule d'azote ou à celle de la vapeur d’eau, et que le gaz oxide de carbone soit formé comme le gaz oxide d'azote, l'acide carbonique contiendra une mesure et le gaz oxide de carbone une demi mesure de vapeur de carbone, et la pesanteur spécifique de cette vapeur s’elevera à 0,8438.

Outre l'acide carbonique et le gaz oxide de carbone,

il y a encore trois autres combinaisons du carbone avec l’oxigène, savoir : l'acide oxalique, qu’on extrait de plusieurs plantes dans lesquelles il se forme naturellement, ou qu’on obtient par l’oxidation de substances organiques; l'acide mellitique et l'acide crotonique. Ces combinaisons seront décrites avec les acides.

Le carbone surpasse pour ainsi dire tous les autres corps en affinité pour l'oxigène à une haute température, et comme il est infusible, qu'on peut aisément s'en débarrasser par la combustion, et que ses combinaisons avec l'oxigene s'échappent à l'état de gaz, ce corps est plus propre qu'aucune autre substance à opérer la réduction des oxides métalliques, c'est-à-dire, à leur enlever l’oxigène et à en reproduire le metal avec les propriétés qui le caractérisent. |

Le charbon jouit de deux propriétés fort intéressantes : celle de s'emparer de différentes substances organiques dissoutes, de clarifier, par exemple, parfaitement des dissolutions colorées : et celle de’ condenser les corps gazeux, d’absorber, par exemple, trente cinq fois son volume de gaz acide carbonique quand on l'y plonge. Le charbon, étant le plus poreux des corps, présente ces deux propriétés au suprême degré. Cependant d'autres corps en jouissent aussi, et elles offrent en général le meilleur moyen de se faire une idée juste de la manière dont les corps solides, liquides et aériformes se comportent les uns à l'égard des autres; c'est pour cette raison que j'ai préféré de ne développer ces proprietes des corps poreux qu'avec celles de l'eau.