‹ Éléments d'électro-chimie appliquée aux sciences naturelles et aux artsChapitre 37 sur 83 · . , ^ . IO · texte numérisé non relu

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Poids atomique. ! „

[ Ce gaz est décomposé par la chaleur en acide hypoazotique t en azote ; il est probable qu'en le faisant traverser par des étinriles électriques, on parviendrait à le décomposer de la même majbère.

[ On détermine la composition du protoxyde en faisant détoner lans l'eudiomètre à mercure , au moyen de l'étincelle électrique, un volume de protoxyde d'azole et deux volumes d'hydrogène. On obtient un résidu gazeux composé d'un volume d'hydrogène et d'un volume d'azote. 11 est donc disparu un volume d'hydrogène carre&i^VL-

180 ÉLÉHET4TS d'ÉLBCTBO-CIII IIIE.

dant à un demi-volume d'oxygène, d'où résulte qo^ d'azote e^t foiiiié d'uQ demi-volume d'oxygèae et d'uii volume '

zote condensés en un seul.

BioxvDs d'azote OU oas nitreux.

Ce corps est toujours à l'état de gaz et lucolore.

Densité 1 ,0300

Indice de réfraction (Dulong) 1,000303

Pouvoir réfringent (Dulong) 0,4-191 1

Puissance réfractive 0,000606

Poids aMmlque. 1 0=J™ J»/;^'

Ce gaz est décomposé par la chaleur et les étincelles électri^ de même que le protoxyde d'azote. Il se tronsforroe en azote ei acide nitrique ; mêlé ù l'hydrogène et exposé à l'action du pie en éponge nouvellement calciné, il se transforme peu k peu en et en ammoniaque. Cinq parties mélangées à quatre pailles d'an niaque gazeuse sont enflammées avec détonation dans l'eudiom per l'étincelle électrique. On trouve que ce corps est composé de j ties égales en volume d'oxygène et d'azote.

Cet acide , dans son plus grand état de concentration , est liqii blanc, odorant, très-sapide et corrosif.

ACIDE AzoTiQtE (fld'rfe nitrique).

Densité (Kirvan) |,5S4

— (Gay-LussacjàlS" l,Sl«

— (Berzélius) l,fîl J

Indice de réfraction (densité l,4S, d'après

Brewster et Young) 1,410

— (Wollaston) 1,410

Pouvoir réfringent (Brewster) 6,6IB

Poids atomique.! .. '

L'acide azotique est un des corps qui se décomposent le {dosi ment sous l'influence des forces électriques; c'est pour ce motif qa'i firéquemment employé en électro-chimie. La lumière le transform gaz oxygène qui se dégage, et ea acide hypoazotique qui reste souB ea partie àjaa l'adde «l Ve coioTe en.bT«m. v;s,ç^TeiL t.^»i

ICHAPITBB IV. Iflt ^^^1

B, dont les cffetsïont si pcmarquablea , ne doit ses propriétés qu'à ^^^1 • la facilité de décompueition de l'eddij uitrique; car un substituant à ce dernier un acide doué de plus fuites affinités , od n'obtient pas , à beaucoup près, les mêmes résultats; ou l'emploie pour faire fonetionuer avec plus d'énergie les appareils voltaïques ordinaires, à cause de son grand pouvoir conducteur et de la propriété dont on ■vient de parler. Cavendish a déterminé les proportions de cet acide par la propriété que possède un mélange d'oxygène et d'azote de se transformer en acide azotique , eu faisant traverser le mélange par une série d'étincelles électriques. Effectivement , ayant introduit sept volumes d'oxygène, trois volumes d'azote, dans un tube recourbé, rempli en partie de mercure, et dont les extrémités plongeaient dans un bain de ce métal , au bout d'un certain temps, tout le mélange était disparu. Cavendish en conclut que telle était la composition de l'acide azotique; mais depuis, on a reconnu que deux volumes d'azote et cinq d'oxygèue formaient l'acide azotique. Acide HVPOAzoïiQrB.-—

AclDR AZOTEUX, —

ACIDES METAIXOIDIQUES.

tes acides sont formés chacun de deux métalloïdes, dont l'un, très^l cet ro- négatif, remplace l'oxygène, et l'autre, électro-positif, se comporte comme base.

jt.CinE SDLFHyOBtQUE.

U est gazeux, sans couleur, et suffisamment caractérisé par l'odeur qu'il répand.

Densité 1,1913

Indice de réfraction (Dulong) 1,000644

(à l'état gazeux)

,.,„,, , ( supérieur à celui

Le même , liquéfie par la pression I ^ , ,,

' ^ I de lom.

Pouvoir réfringent (Dulong) 0,8419

Poids atomique..! g l ^.^ ^

Un mélange d'acide sulfhjdrique et d'oxygène, dans des proportions convenables, donne , dans l'eudlomètre , de l'eau et de l'acide sulfureux ; un volume de gaz «xplosiX et un quwt de volume de ^z

tSl ÉLéuENTS D'ÉLECTnO'CHTMIE.

mlfhydriqtie détone; ce qui n'a pns lieu avec un demi-ToIatM dernier: il est en partie décomposé par l'action de la chaleQr;le»ifre est mis à nu ; l'bydrogêne se sépare. On arriverait aux mêmei »■ sultats en faisant traverser le gaz par des étincelles électriques.

ACIDB SÉLENHÏDHIfttE. —

Acide fldobhvdiiique. —

Acide cHLOBnvDitiguE. — Voyez Chlobe.

Acide bbomhvdeique.—

Acide jodhydhtque. —

A l'occasion des acides qui précèdent, et sur lesquels nous n'aïM rien dit, nous ferons remarquer que leur analogie de décomposiliol avec les acides sulfhydrique, cblorhydi-iqiie, est telle, que l'action dt l'électricité doit produire des effets semblables.

Nous nous sommes donc abstenu d'aucuns détails, et nous en ^ rons de même pour tous les composés ayant quelque imalogie am d'autres dont nous aurons fait conaaitre les propriétés electro-cbiiuques.

AciDB FLrOBOBIQIIE. —

Acide CHLonoBORiguE. — Acide fluosilicique. —

AciDB CHLOBOSILICIQIIE.

BASES SALIFIABLES MÉTALLOIDIQTJES.

AMMONIAQUE , on azotUTs d'kydrogène.

Ce corps s'obtient à l'état de gaz très-flcre, et agit sur l'odoiït d'une manière caractéristique.

Densité .: 0,191

Indice d. rétraction, j * I'""' e'^»» (I>«I»"S> ■ • ■ < ,000385

t liquéue par la pression, ... I "ÏJf-^'^Jiîeu!

1 le» sut™ V ►

Pouvoir réfringent à l'état gazeux l,6SSl

Puissance réfractivc. , ; 0,0007T1

Poids atomique. î „ '

Le gaz ammoniaque est décomposé en y faisant passer une sérif d'étincelles. Si l'on opère sur cent parties, on le décompose entièreiaeii^-ct l'on obtient cent c\iMïo.B.Ti\.ft^B.TV\fts ^b^Ato^ftna et

^^P CHiPITBB IV.

jj^rties de gaz azote, représentnDt exactement le poids de cent partîtes de gaz ammoniaque; d'où il suit que l'hydrogène et l'azote sont ^ condensés de la moitié de leur volume. On opère de la manière siiigTante(pl.II, lig. lo). Le tube, bien sec, est rempli de mercure soumis à l'cbullition pour chasser les moindres traces d'eau ; on y fait passer une quantité déterminée de gaz ammoniac, puis on introduit le conducteur c c, de telle sorte qu'il y ait une distance sensible entre la boule qui le termine et le bouton de l'instrument; le conducteur d'une machine électrique t, transmet les étincelles au gaz Jusqu'à ce que son volume soit doublé; sur un centilitre , l'expérience dure I gfx ou huit heures. Le gaz augmente d'abord rapidement de volume; ' l'action se ralentit presque et devient ensuite insensible ; cet effet est dû à ce que les molécules des gaz qui se trouvent sur le passage de l'étincelle sont seules décomposées. L'analyse des deux gaz provenant de la décomposition du gaz ammoniac se fait comme il a été dit précédemment. Le gaz ammoniac est décomposé avec détonation, eu faisant passer une étincelle électrique dans l'eudiomctre qui contient un mélange d'ammoniaque et d'oxygène, il y a formation d'eau, à l'exception d'une petite quantité d'osygène et d'azole qui se change en acide azotique. Si l'on opère sur un mélange d'un volume de gaz e:(pIosif et un mélange d'ammoniaque, il n'y a pas détonation; celle-ci n'a lieu qu'avec un demi-volume de gaz ammoniac.

On n'emploie ordinairement le gaz ammoniac que dissous dans l'eau. La densité de la dissolution varie suivant la quantité de gaz qu'elle renferme. Ainsi, su densité est de 0,8750 quand elle est composée de 67, 'lO d'eau et 32,50 de gaz, et de o,9G93 quand il y a 90,50 d'eau et 9,50 de gaz.

Il est important de bien faire connaître les oxydes métalliques qui sont solublcs dans l'ammoniaque liquide , attendu que les dissolutions qui en résultent sont d'un usage fréquent en électro-chimie , pour la formation de certains composés dont nous aurons l'occasion d'entretenir le lecteur. On compte treize oxydes solubles, surtout à l'état d'hydrate , dans l'ammoniaque liquide, savoir : l'oxyde de zinc , l'oxyde de cadmium, le protoxydeet lebioxyde de cuivre, et i'oxyde d'argent qui sont très-solubles, l'oxyde de tellure, les protoxydes de nickel, de cobalt et de fer, le bioxyde d'étain, le bioxyde de mercure, le tritoxyde d'or et le bioxyde de platine.

Formation spontanée de l'ammoniaque.

Nous avons à nous occuper de la maniète dout l«s fotesft ^Vj'às^'ai

iborerlMliM^H mtes. On peut tioseff

•eaS

J94 ÉLÉMENTS B'fiLECtRfl-CHlMIE,

interviennent avec les forées chimiques pour l'Iaborer azotées qui doivent servir à la nourriture des plantes. On peut post en principe qu'il y a formation d'ammoniaque toutes les fois que 1' est décomposée eu présence de l'air, et qu'il se trouve des corps pables de former des couples vollniques. Examinons ici les divend circonstances où s'opère la production de l'ammoniaque dans les actions lentes.

Lorsque l'on soumet de l'eau distillée à l'action d'une pite, mêma de peu d'éléments, l'ammoniaque se forme au c6té négatif , par sulH de la combinaison de l'hydrogène de l'eau avec l'azote de l'air et des matières organiques qui se tiouvent dans l'eau ; du côté positif, il y a production d'acide nitrique , en raison de la réaction de l'oiygènt sur l'azote. Dans les appareils électro-chimiques simples, il y a p^^^ quf toujours formation d'ammoniaque, toutes les fois que l'on opère sur des matières azotées, et dans des circonstances oùl'on était loin deli soupçoimer. Nous allons rapporter quelques faits que l'on doit prendre en considération en électro-chimie. M. Faraday a montré qu'avec nBB lame de zinc bien nette mise dans un tube avec un fragment dépotasse chauffé au point de fusion de l'alcali , il y a production d'amn»niaque due ù la matière organique contenue dans la potasse. Oh K les mêmes effets avec du sable que l'on a tenu longtemps à la niBiDt ainsi qu'avec les bases terreuses, pourvu qu'on emploie un métal oxydable; cai' le platine, l'or et rargeutsont sans effet: l'eau adonceU décomposée dans la réaction. Toutefois, il faut que les bases soient exposées à l'air pendant quelques instants ou touchées avec la maln.saBi quoi les effets sont nuls. Pour concevoir ce qui se passe daDs ceW circonstance, il faut admettre que la potasse et le zinc forment Ht couple voltalque et que l'eau soit décomposée, que l'oxygène M porte sur le zinc, l'hydrogène Sur la potasse , et par suite sur l'asiH! à l'état naissant qui provient de la matière organique. déCoflipMft par la potasse , ce qui donne lieu à la formation de l'ammonlaqW- Avec le sable, il y également couple voitaïque par suite du conlaït du fer et de son oxyde.

La rouille qui se forme sur le fer dans les maisons habitées rtfr ferme de l'ammoniaque dont la formation est due à uue cause semblable. Vauquelfu s'est assuré de ce fait en faisant chauffer la pièce â"* sai dans un tube dis verre avec une bande humide de papier tovmtlM rougi par un acide. Bien n'est plus facile que de l'endre compte dt cette formatioQ. Dès l'instant que le fer commence à s'oxyder, l'oxydl JfeSftBé et le méW. ttWt ItatràftftfegA BaMfctfeVVTB».»^^

lOS

. na Miple capable de décomposer l'eau ; l'oxygène se porte sur temétal et l'oxyde ; l'hydrogène se rend sur l'oxyde et réagit sur les aiiti^^ organiques absorbées, d'où résulte de l'ammoniaque. Il peut nËme se former de l'ammoniaque par l'effet de la simple oxydation €m «ntre métal.

Les oxydes de fer , à l'instant où od les retire de la terre , et avant mfme qu'ils aient été touchés ou qu'ils aient séjourné dans les maison» habitées, renferment également de l'ammoniaque, comme M. Bousuingault l'a reconnu parles moyens employés ordinairement. Ce fait tendrait à prouver que les oxydes de fer naturels proviennent du fer qnl était primitivement à l'état métallique. Les expériences suivantes prouvent la formation de l'ammoniaque dans l'oxydation des métaux, d par suite dans les actions lentes. On prend des lames polies de zinc, defer, de plomb ou d'étain, et l'on verse dessus une petite quantité d'«SQ, CD y appliquant des bandes de papier de curcuma ; une demiheure après , il se manifeste déjà sur le papier à réactif des taches ranges qui prennent peu à peu de l'accroissement et disparaissent par l'action de la chaleur. Ces caractèi'es sont tellement significatifs, que Ififalt annoncé est suffisamment prouvé. Nous aurons occasion dans le cours de cet ouvrage de citer plusieurs exemples de formation d'ara- Hionlaque dans les décompositious électro- chimiques lentes.

\Pes tentatives faites paar isoler le radical de l'ammoniaque.

Nous sommes funené naturellement à parler de l'amalgame d'amnoniuqtie et de l'ammonium, que M. Berzélius considère comme un Oelftl constituant le radical de l'ammoniaque.

Âpres avoir découvert le potassium et le sodium , dont nous parlerons plus loin , Davy chercha dans l'ammoniaque un radical sembla- Mb, II crut d'abord que le gaz ammoniac décomposé pai* l'étincelle âectrique donnait une certaine quantité d'oxygène , mais cet effet ne IvoveDait que de ce que le gaz n'était pas parfaitement privé d'eau •■, car on prouva plus tard qu'on n'obtenait que de l'hydrogène et de l'atste duDS les proportions voulues pour la décomposition de cet alcali.

Dans le but de rechercher si réellement il était possible d'isoler le radical de cet alcali, MM. Berzélius et Pontin firent l'expérience laivantc. Après avoir mis un peu de mercure nu fond d'une capsule de verre, ils y plongèrent un fil de platine en relation avec le pâle négatif de la pile ; ils versèrent sur ce métal de ramnmm&(\<a% 0.3».^queoDDce&tre, dans lequel ils tirent plonger \mlUieQV%X\Qfi v

ISe ELEMENTS D ELECTRO-CHI

quant avec le pôle positif, et dont l'extrémité se trouvait à i iaMt>dl distance du mercure. Ils n'observèrent d'abord un dégagement de gaî que du côté positif; mais bicnt6t il se dégagea des bulles au-dessus du mercure. Peu à peu ce métal se gonfla, épaissit, prit une consistance butyreuse et une couleur blanc d'argent; son volume augmeolB de cinq à six fois, En retirant cet amalgame, il se convertit rajûdément en ammoniaque avec dégagement d'hydrogène, après quoile mercure reprit son élat naturel; ou se procure ainsi très-facileiiKDl ce composé en prenant un morceau de sel ammoniac dans lequel OB pratique uue petite cavité , où , après avoir mouillé le sel , on inUoduit une gouttelette de mercure que l'on met en relation , an moyai d'un fil de platine , avec le p^le négatif d'une pile , tandis que le sd lui-même communique avec le pAIe positif. On s'aperçoit alors quele globule de mercure augmente peu à peu de volume et finit par remplir toute la cavité. M. Berzélius eiipliqua l'effet produit en admettant que le mercure s'était combioé , comme dans l'expérience avec II potasse , avec un radical mélallique auquel il donna le nom d'ammonium.

Davy adopla la tbéorie de M. Berzélius relativement â l'existeiict de l'ammonium; mais il n'en fut pas de même de MM. Gay-LussBC6t Thénard , qui , pour bien connaître la nature de cet amalgame, en firent l'analyse. L'ayant bien fait sécher, ils le mirent dans un Oacondl verre, long et étroit, parfaitement sec et rempli d'air, et l'agitèKiit pendant quelques minutes. La combinaison fut détruite, et les putia constituantes se séparèrent sans que l'air fût aucunement modiflé- II: en conclurent que l'amalgame ammoniacal ne pouvait exister que BOUS l'influence de la pile , et devait être considéré comme formé de mercure, d'bydrogène, d'ammoniaque, c'est-à-dire comme le résultat de la dissolution de ces deux gaz dans le métal.

M. Berzélius, qui ne partage point cette manière de voir, admet l'existence de l'ammonium, qui, selon lui, est un métal composé dlif* drogène et du radical présumé de l'nzole, auquel il donne le nitricwm. Il pense que lorsque, par l'oxydation, ce métal se eonvntt en ammoniaque , il se combine avec autant d'oxygène qu'il pour convertir le nitricum en azote. Il résulte de là que lorsque!'^ cali est décomposé à une haute température, ie ntlricum s'empardâ l'oxygène, et l'hydrogène devient libre. L'ammoniaque serait l'oxyde d'un métal hydrogéné qui renfermerait 53,4 de métal t 46,G d'oxygène; l'ammonium , 32, â6 d'hydrogène, et 67,44 de Iriegm.

CHAPITEE IV, 1#7

Celte maotHê de voir repose sur des probabilités que justifie

la théorie des proportion» chimiques. Néanmoins, l'existence de /'ammonium, e'eat-ù-dire d'uu métal hydrogéné, n'est pas encore démontrée. Nous ne pousserons pas plus loin cette discussion , dont BOUS n'avons fait mention ici que parce que l'amalgame ammoniacal qnl l'a soulevée est un produit électro-cfaimîque.

Pour suivre l'ordre que nous avons adopté , nous devrions maintenant présenter les propriétés électro-chimiques des sels ammoniacaux ; mais comme nous ne pouvons traiter chaque sel en particulier , nous préférons n'en pas faire mention dans ce moment , et continuer l'exposé des métalloïdes et leurs combinaisons , à l'exception cependant des sels, dont nous exposerons les généralités, sous le rapport électrocluinique , quand nous aurons vu les métaux.

BiOXYDE n'HYDBOYGÈNE OU EAU OXYGENEE.

Ce corps est intéressant à étudier électro-chimiquemeut, par la facilité avec laquelle on observe les effets électriques produits dans sa , décomposition. Il est incolore et sans odeur ; sa tension est plus faible que celle de l'eau; on le concentre facilement dans le vide à la tem- I péralure ordinaire, au moyen de l'acide aulfurique. On n'a pu jus- I qu'ici le solidifier, quelque basse qu'ait été la température à laquelle ou ait pu le soumettre.

Densité 1,453

jO=J00. SlSi-IS '2H=:1.. 17,03

Le bioxyde d'bydrogcne est décomposé par le contact d'un grand nombre de corps', d'où résultent des effets électriques qui indiquent lauBtnre de sa décomposition. Nous allons entrer dans quelques détiils sur ce qui se passe dans plusieurs circonstances. Nous n'agirons qoe sur des corps conducteurs, les seuls qui puissent nous servir. Tous les métaux, à l'exception du fer, de l'élAin, de l'antimoine, du tellure, décomposent le bioxyde d'hydrogène. Commençons par ceux qui le décomposent sans s'altérer. On peut soumettre ces corps de deux manières A rexpérience : la première , qui donne les effets électriques les plus marqués , consiste à former des éponges métalliques analogues A celles de platine. A l'une des extrémités du fil d'un galvanomètre on fixe une petite euillei' de platine , et à l'autre extrémité, «aa év*>i^'i métalHggfl,- oa verse dans la cuiller de l'eaa ïeaîetmsnX 1 wv^^wd

108 ÉLÉMENTS d'ÉLBCTRO-CHIMIE.

BQn volume d'oxygène, et on y plonge l'c'ponge très-pure h lauéoïc température que la cuiller. Aussitât, il y a autour de celle-ci une e^ fenescence produite pnr le dégagement de l'oxygène résultant it II décomposition du bioxyde , puis un courant électrique allant de \iponge au liquide , comme si le métal était attaqué. Ce <?ournnt est iIA uniquement à cette décomposition; car, si la chaleur produite duu cette circonstance était la eaujie du pliénomène, l'ëponge s'échauffent davantage devrait prendre l'électricité positive, tandis que c'est \t contraire qui a lieu. Ainsi, les effets électriques observes sont réfitiï> ment dus à la décomposition du bioxyde , et sont analogues à aa que l'on observe dans les actions cliimiques. Il n'est pas inutile de décrire la préparation des éponges métalliques. L'éponge de platine s'o]^ tient en calcinant au rouge le chlorure de ce métal; les éponges d'or se préparent avec de la poussière d'or obtenue de la précipitaliun d'une dissolution aurifère, par le protosulfate dffer. On en met unt certaine quantité dans un tube dont on élève la température jusqu'à ce que les parties adhèrent assez pour être solidifiées et former dm petite masse que l'on puisse ûxer à l'uu des bouts du fil d'un moltipli' cateur.Les éponges d'argent, etc., s'obtiennent de la même manière qit celtes de l'or. Quant aux métaux oxydables, il faut réduire leursoiydei \ au moyen de l'hydrogène dans une ampoule de verre chauffée aiu une lampe à alcool , pendant qu'on y fait passer un courant de gu< Pour opérer de la seconde manière , on peut, au lieu d'épongés , enployer des lames métalliques sur la surface desquelles ou répand àtt parties très-divisées du môme métal, en élevant leur température ponr les y faire adhérer ; dans tous les cas , il est indispensable que la cuilltf et l'éponge , ou la lame recouverte, soient de même métal , aUn qit'8 % n'y ait pas contact de métaux hétérogènes.

Examinons les effets électriques produits par le contact des métm décomposant le bioxyde d'hydrogène, en absorbant une portion et son oxygène et dégageant l'autre. Ces effets proviennent de d«W \ . causes : 1° de la décomposition du bioxyde; 2" de l'oxydatiod Ai métal ; le courant électrique est donc la somme ou la différenco <tal deux courants parliels, selon qu'ils sont dirigés dans le même >■ ou dans deux sens différents. Cette différence provenant de l'inteiultt | d'un des deux courants, il est impossible d'indiquer d'ime manièn | générale quelle est sa nature ; l'expérience seule peut la faire eon» naître. Seulement, la plupart du temps, le sens du courant est le mhoi qa'en soumettant ù l'otpérience des métaux inoxydables. tes effets électriques qvii ont Uw* dans \b. T^uftob

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