CHAPITRE V

tout quand il se trouvait un corps étranger servant d’appui aux premiers cristaux formés.

L’électro-chimie parvient à former également ce composé. Soit un tube en U : dans In branche destinée à être mise en relation avec le pèle négatif au moyen d’une lame de platine , on verse de l’urine fraîche, dans l’autre , en relation avec le pôle positif également avec une lame de platine, du chlorure de magnésium; l’eau est décomposée, et le dégagement d’hydrogène est à peine sensible, parce que le gaz réagit sur l’azote des matières animales , pour former de l'ammoniaque. Le chlorure de magnésium est également décomposé ; le chlore est mis à nu , et la magnésie se rend dans i’uriue , où elle donne naissance à du phosphate ammoniaco-magnésien , qui cristallise sur la lame de platine, en prismes droits à base rhomboïdalc, comme la substance trouvée sur le calcul urinaire et sur le morceau de bois. Dès l’instant que la magnésie arrive dans l’urine, il y a formation du double phosphate. En substituant du chlorure de sodium à celui de magnésium , il y formation abondante de phosphate ammoniaco-sodique. On conçoit parfaitement la différence qui doit exister entre les effets produits dans l’urine, quand on y ajoute immédiatement de la magnésie ou de la soude pour saturer l’excès d’acide, et ceux qui sont produits lorsqu’on y fait arriver pour ainsi dire une à une, au moyen du courant, l’une de ces deux bases. On peut obtenir le double pliosphate sans employer l’urine. Soit le tube en U disposé comme à l’ordinaire; on verse dans une branche du chlorure do magnésium, et dans l’autre, une solution de phosphate d’ammoniaque, et l’on opère comme ci-dessus. La magnésie est transportée dans le tube négatif, et y forme un double phosphate de magnésie et d'ammoniaque, qui se précipite peu à peu. Mais si le phosphate d’ammoniaque est dissous dans l’acide nitrique, la cristallisation s’effectue sans difflculté; on le conçoit, attendu qu’elle doit avoir lieu dès l'instant que l’acide est saturé.

Des carbonates insolubles.

Pour former l’aragonite, on emploie l’appareil composé de trois ^caux tabulés, A, A', A", PI. 111 fig. 13; le premier est destiné à dégager de l’acide carbonique , et communique avec A' au moyen d’un tube recourbé abc., dans lequel passe le gaz ; la communication de A' avec A" est établie avec un autre tube recourbé a' b' c' , rempli d’argile humide et dont les deux bouts sont coiffés avec du linge pour empêcher la sortie de l’argile ; A' est rempli d’eau pure ;

ÉLÉMENTS d’ÉLECTBO-CHIMIB.

au fond du vase se trouve du carbonate de chaux en poudre; dans cette dissolution plonge une lame de platine communiquant avec le pôle négatif d’uue pile composée de plusieurs couples, chargée avec de l’eau renfermant une très-petite quantité de sel marin ; A” contient une solution de chlorure de calcium , dans laquelle est une lame de platine en communication avec le pôle positif. Des tubes de sûreté sont placés dans des bocaux A, A' ; In première tubulure de A, fermée par un bouchon , est destinée à introduire le carbonate de chaux et l’acide nécessaire pour effectuer le dégagement de gaz. Dans l'ouverture o passe , outre le tube de sûreté , un autre petit tube que l’on ouvre de temps à autre pour laisser sortir l’hydrogène. Quand l’appareil est bien luté, on procède au dégagement du gaz acide carbonique, en même temps que l’on fait fonctionner la pile. Voici ce qui se passe : le carbonate de chaux qui se trouve dans le bocal A' se dissout peu à peu dans l’eau chargée d’acide carbonique qui arrive du bocal A. L’action de la pile transporte de la chaux dans A'. Cet effet continue jusqu’à ce que l’eau soit saturée de carbonate de chaux. La cristailisatiOB commence alors sur la lame même de platine ; l'action décomposante de la pile s’exerce également, quoique faiblement, sur le bicarbonate de chaux ; on a, d'une part, de l’acide carbonique et du carbonate de chaux, et, de l’autre, de l’acide carbonique et de la chaux ; mais ces deux décompositions sont peu considérables , attendu que l’action do courant se porte sur le chlorure de calcium et sur l’eau. L’hydrogène qui provient de la décomposition de celle-ci, en se dégageant autour de la lame de platine , agite le liquide et nuit à la cristallisatioik Pour obvier à cet inconvénient, on place au fond du vase de l’hydrate de cuivre, qui se combine peu à peu avec l’acide carbonique. Ce nouveau carbonate est dissous, puis décomposé par le courant ; l’hydrogène aide à la réduction du deutoxyde de cuivre , et ne trouble plus la cristallisation du carbonate de chaux ; mais alors la lame de platine se recouvre de cuivre métallique ou de protoxyde , suivant la force de la pile, et quelquefois même de carbonate bleu et vert de cuivre en petits tubercules, quand son action est excessivement faible, et très-probablement aussi de double carbonate de chaux et de cuivre. Les cristaux de carbonate de chaux déposés sur la lame sont des prismes quadrangulaires terminés par des sommets dièdres^ forme incompatible avec le rhomboèdre primitif de la chaux carbonatée, mais qui appartient au système de l’aragonite. Quelques-uns des cristaux , après vingt jours d’expérience , avaient un millimètre de long. Examinés au microscope , on a reconnu le clivage de i’ara-

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CHAPITBE V. ‘J9&:

gonite. L'analyse ({naliflcative n’a donné que de la chaax et de l’acide carbonique sans eau de cristallisation.

La matière chauffée à 1 50", dans un tube de verre, n’a rien perdu de son poids. Un peu avant ie rouge obscur , elle a pris une teinte grise et a répandu une légère odeur , puis elle est redevenue trèsblanche. Le résida s’est dissous entièrement dans l’acide acétique faible. Chauffée au chalumeau avec du borax , elle a fonda eu uni verre presque incolore ; 0 ‘, 1 1 5 ont été décomposés par l’acide sulfurique et chauffés au rouge, on a eu 0,t54 de sulfate de chaux , dans lequel on a déjà constaté l’absence du fer, du manganèse, de la stron- ' tiane et de la silice. On voit que ia composition de cette chaux carbo-* natée est précisément la même que celle du calcaire ordinaire et de l’aragonite. Quand on cherche à former l’aragonite sans employer l’oxyde de cuivre, le dépôt cristallise difficilement, comme nous l’avons déjà dit, parce que l’hydrogène cause de l’agitation dans le liquide. On ne peut donc décider si la présence d’un métal est ou non une des causes influentes de la cristallisation de ia chaux carbonatée dans le système prismatique , comme on l’observe dans la nature à l’égard de l’aragonite qui se trouve dans les mines de-fer.

Nous terminerons ce que nous avons à dire sur la formation du car- ‘ bonate de chaux par l’observation suivante, qui est due à M. Dumas. A la manufacture de Sèvres, dans un réservoir de plomb, où coule ‘ de l’eau chargée de carbonate de chaux , tenu en dissolution par un excès d’acide carbonique, la surface intérieure offre des traces à peine sensibles de carbonate de chaux , tandis que sur les soudures on ob- ' serve des incrustations de plusieurs lignes d’épaisseur, irrégulières à la surface, mais cristallisées à l’intérieur. Nul doute qu’il n’y ait ’ une action électro-chimique très-faible, qui décompose le bicarbonate en carbonate et en acide carbonique; action qui provient dn courant résultant de la différence de réaction de l’eau sur le plomb et la soudure ; celle-ci étant plus attaquée, devient le pôle positif , et le plomb le pôle négatif.

Double carbonate de chaux et de magnésie.

Cette substance est formée d’un atome de carbonate de chaux et étM atome de carbonate de magnésie ; on la trouve, dans les terrains anciens, associée à un grand nombre de substances. Dans les terrains seeon* daires , elle forme souvent des masses assez considérables composées de cristaux brillants nacrés. Nous l’avons formée avec le même appa-

396 ÉLÉMENTS D’ÉLSCTBO-CmMIE.

rctl qui nous a servi k obtenir le carbonate de chaux. On a rois à cet effet dans ie bocal Â' une dissolution de chlorure de calcium et de chlorure de magnésium, dans des proportions telles qu’il y avait un atome de l’un pour un atome de l’autre. On a commencé à apercevoir, au bout de deux jours , sur la lame de platine qui se trouvait dans le second bocal , de petits tubercules très-blancs , qui ont été recouverts peu à peu d’une substance noirâtre à la surface et de cuir vre métallique.

Les tubercules examinés an microscope ont indiqué la présence de rhomboèdres complets, et d’autres dout les arêtes autour de l’axe étaient émarginées.

Des doubles carbonates de cuivre et de soude.

On remplit d’une solution de bicarbonate de soude un tube contenant dans sa partie inférieure de l’argile humectée par la même solution , et on le place dans une éprouvette contenant une solution de sulfate de cuivre ; puis l'on plonge dans chaque liquide l’une des extrémités d’une lame de cuivre recourbée. La solution de bicarbonate réagissant sur le cuivre, et les deux solutions l'une sur l’autre, il en résulte deux courants dirigés dans ie même sens, et en vertu desquels le bout qui plonge dans la solution de sulfate est le pôle négatif. Le sulfate de cuivre est décomposé, l’oxygène et l’acide sulfurique se transportent à l'autre pôle; l’acide sulfurique rencontrant sur son passage de l’acide carbonique, le chasse de sa combinaison et prend sa place. Alors l’acide carbonique forme, avec i’oxyde de cuivre, un carbonate qui, en se combinant avec celui de soude, donne naissance à un double carbonate de cuivre et de soude qui cristallise en belles aiguilles d’un vert bleuâtre satiné.

Il est facile de reproduire en électro-chimie la formation de carbonate de plomb en lamelles. Ou prend un tube en U, au fond duquel se trouve de l’argile très-pure. Dans l’une des branches on met de l’eau, et dans l’autre une dissolution de bicarbonate de soude ; dans la première plonge une lame de plomb en communication avec ie pôle positif d’un appareil voltaïque , composé de quelques couples fonctionnant sans interruption , et dans l’autre une lame de platine en relation avec le pôle négatif. Le courant doit avoir assez d’intensité pour décomposer le bicarbonate de soude. L’oxygène et l’acide carbonique sont transportés sur le plomb et se combinent avec lui; d’où résulte du carbonate de plomb, qui cristallise en lamelles assez

CHAPITBB ▼.

brillantes. (V«ir le Traité de Physique, tome V , l" partie, p. 74 et 75.)

Des doubles décompositions et décompositions successives opérées, soit au moyen des affinités, soit au moyen des forces électriques.

Les phénomènes dont il va être question sont féconds en applications, non-seulement sous le rapport théorique, mais encore sons celui des phénomènes géologiques qui s'opèrent de nos jours.

Lorsque les eaux minérales, chargées d’un grand nombre de sels, et de gaz, traversent les tissures des roehes, elles réagissent sur les parties constituantes de ees dernières. Les produits insolubles restent adhérents aux parois de ces fissures, tandis que les parties solubles sont transportées au dehors. Fréquemment les parois des galeries des mines sont tapissées de cristaux de sélénite, ou de sulfate de chaux , et même de carbonate. Il faut donc qu'il y ait réaction des eaux suintant continuellement, sur les parties constituantes de ces roches. C'est en examinant de semblables produits , que nous avons conçu l'idée d’expliquer plusieurs réactions en vertu desquelles ces composés ont pu se former.

Cette étude nous a conduit à la découverte des transformations successives à l’aide desquelles on parvient à produire un grand nombre de substances minérales. Pour donner de suite une idée de la réaction des eaux salines qui sillonnent dans tous les sens la croûte du globe, nous citerons quelques exemples.

Si l’on plonge un morceau de calcaire grossier , poreux , dans une dissolution de nitrate de cuivre, aussi neutre que possible, le nitrate réagit sur le carbonate de chaux ; il se dégage du gaz acide carbonique , en même temps qu’il se forme du nitrate de chaux, qui reste en dissolution, et du sous-nitrate de cuivre insoluble qui cristallise en cristaux aciculaires sur la surface du carbonate calcaire. Peu à peu cette action pénètre de l’extérieur à l'intérieur, tant que le liquide peut s’introduire dans les interstices que laissent entre eux les petits cristaux.

En employant du sulfate de cuivre , on obtient un soussulfate de cuivre en cristaux verts aciculaires; produit qui doit nécessairement se former dans la nature, et que les minéralogistes ont rencontré quelquefois, mais qu’ils auraient trouvé plus souvent s’ils y eussent fait attention , telleiucnt ce produit ressemble à différents mii

298 ÉLÉUENTS d’ÉLECTRO-CHIUIE.

nerais , tels que les hydrates , nrséniates. En se bornant donc à lës

juger d’après les caractères extérieurs, on peut être induit en erreur.

Les sulfates de fer donnent des sous-sulfates analogues à ceux de la

nature.

On a mis pour conditions que le calcaire doit être poreux , afin que les cristaux adhèrent à la surface : car si l’on soumet à l’eXpérience un morceau de spath d’Islande , l’action est superficielle, et les cristaux se détachent au fur et à mesure qu’ils se forment.

L’action de la chaleur accélère ces réactions; mais la cristallisation est confuse.

Nous ne devons pas ouWier de faire remarquer qu’en soumettant à l’expérience un morceau de calcaire grossier , et une solution de sulfate de cul vre , il se forme , outre le sous-sulfate de cuivre , du sulfiite de chaux qui cristallise confusément , en même temps que le sonssulfate de cuivre , de sorte que le calcaire est recouvert de cristaux de sous-sulfate de cuivre et de sélénite. Tous ces produits ont une telle ressemblance avec ceux de la nature, qu’on ne pourrait croire qu’ils sont artificiels.

Telles sont les transformations simples, dont on peut étendre indé- finiment les exemples. Passons aux transformations successives, qtii ont encore plus d’intérêt, en raison des principes nouveaux sur lesquels elles reposent, et des applications que l’on peut en faire à la géologie.

Si l’on plonge dans une solution de bicarbonate de potasse étendue de deux ou trois fois son volume d’eau, un morceau de carbonate de chaux recouvert de cristaux de sous-nitrate de cuivre, on ne tarde pas à s’apercevoir que ces cristaux prennent peu à peu une teinte plus foncée et qu’ils se changent en cristaux aciculaires de double carbonate de potasse et de cuivre. Pendant la réaction qui a Heu du bicarbonate sur le sous-nitrate , il est bien évident qu’une portion de l’acide du bicarbonate se combine avec une portion de l’oxyde de cuivre , et forme un carbonate de cuivre qui se combine immédiatement avec le carbonate de potasse, d’où résulte un sel double insoluble. L’acide nitrique, mis à nu , devient libre et réagit sur-le-champ sur le carbonate de chaux, le nitrate de chaux formé est expulsé de l’intérieur eu même temps que l’acide carbonique; mais aussitôt ce nitrate en contact avec le bicarbonate de potasse, il s’opère encore une nouvelle décomposition, de laquelle résulte du carbonate de chaux qui cristallise en petits rhomboèdres.

La manière dont se dépose le carbonate de chaux justifie cette explication, En effet, on aperçoit dans la liqueur des petifo tubercules.

CHAPITRB V.

ayant une forme contournée, et dont le bout communique avec le calcaire. Ces petits tubercules vermiculaires sont tapissés de petits cristaux, et leur production ne peut être rapportée qu'au dégagement d'un gaz. Il n'y a là que le gaz acide carbonique qui , en s'échappant du calcaire, lors de la réaction de l'acide nitrique, puisse traverser le liquide en formant un petit tube creux et emportant avec lui de l'eau et du nitrate de chaux qui, en réagissant sur le bicarbonate de potasse, produit le carbonate de chaux cristallisé.

Ainsi, jusqu'ici, deux opérations ont été faites pour arriver à la formation du double carbonate de potasse et de cuivre; mais si l'on veut obtenir le carbonate de cuivre simple , il faut faire subir à ce composé une nouvelle transformation. On enlève à cet effet le calcaire recouvert de double carbonate ; on le lave et on le plonge dans une dissolution aussi neutre que possible de sulfate de cuivre qui réagit à son tour sur le double carbonate, mais d'abord sur le carbonate alcalin qui est décomposé, tandis que le carbonate de cuivre cristallise sur la surface du calcaire; il se forme en même temps du snlfate de potasse qui forme une combinaison double avec le sulfate de cuivre. Cette double combinaison reste en dissolution , il se forme en outre du nitrate de cuivre et des cristaux de sélénite. Il est bien évident qu'il faut arrêter l'action dès l'instant que le double carbonate est décomposé, afin que le sulfate de cuivre excédant ne réagisse pas sur le carbonate de cuivre qu'il décomposerait.

Des analyses bien faites n'ont constaté souvent sur le calcaire que la présence du carbonate de cuivre, du sous-sulfate de cuivre et du sulfate de chaux. On voit donc maintenant que pour obtenir un composé par la méthode des doubles décompositions , il faut commencer par former une double combinaison de ce composé , et détruire ensuite cette combinaison par des actions lentes. C'est ce qu’on a fait josqn’ici au moyen des forces électriques, et ce que nous ferons de mniveau incessamment, pour obtenir la malachite.

Dans les expériences précédentes , on n’a employé que le bicarbonate de potasse; mais si l’on lui substitue le sous-carbonate, on a encore les mêmes produits, mais avec cette différence que les cristanx , au lieu d’être aciculaires, se présentent sous les formes de petits cristaux prismatiques hexaèdres, droits; différence qui provient d’une action plus lente, vu que le bicarbonate doit agir avec une action plus vive que le sous-carbonate.

On peut voir Traité d' électricité, t. V, pag. 36, la décomposition atomique opérée quand on se sert du nitrate de cuivra.

800 BLÉUBNTS d’ÉLECTBO-CHIUIB.

Nous avons dit plus haut que lorsqu'on faisait agir le sulfate de cuivre sur le double carbonate de cuivre et de potasse, il y avait formation de carbonate de cuivre, de sous-sulfate de cuivre et de sulfate de potasse. Si l'on consulte la composition atomique , on reconnaît, en effet, qu’il ne peut y avoir de formé que du carbonate de cuivre, du sulfate de potasse et de l'bydrate de cuivre, qui se combine avec le gaz acide carbonique qui se dégage.

Étendons maintenant ce mode de formation à d'autres substances , afin de montrer la fécondité du principe qui vient d’étre développé.

Si l'on met un morceau de calcaire recouvert de sous-nitrate de cuivre , préparé comme il a été dit précédemment , dans une solution saturée de phosphate d'ammoniaque, on ne tarde pas à s'apercevoir que ce sous-sel est décomposé, et qu'il se dépose à la surface du calcaire çà et là une multitude de cristaux incolores, formant des houppes radiées, tandis que la couleur verte du sous-nitrate devient bleuâtre. Si l'on examine la nature des produits , on trouve que les houppes cristallines , soyeuses , sont du phosphate de chaux , et les cristaux bleuâtres, un double phosphate de cuivre ou d'ammoniaque. La théorie des effets produits est facile à exposer. Le sous-nitrate est soluble dans le phosphate d'ammoniaque, ou du moins s’il ne l'est pas, il y a toujours réaction du sous-nitrate dans le phosphate; il en résulte du nitrate d’ammoniaque , du phosphate de cuivre, qui, étant à l’état naissant, se combine avec le phosphate d’ammoniaque ; d’où résulte le double phosphate. Quant à la formation du phosphate de chaux , elle ne peut résulter que de la réaction du nitrate de chaux sur une partie du pho.sphate d’ammoniaque ( t. III , p. 26) , qui donne lieu à une double décomposition , comme pour le nitrate de cuivre.

Mais pour donner la théorie atomique de ces phénomènes , il faudrait connaître la composition exacte des produits formés, et savoir , par exemple, quel est le phosphate de chaux et le phosphate de cuivre obtenus.

Avec l’arséniate d’ammoniaque, on a des effets analogues, c’està-dire, qu'il y a formation d’un double arséniate de cuivre et d’ammoniaque qui cristallise en jolis cristaux limpides, de plusieurs millimètres de longueur , appartenant à des prismes obliques à base trièdre, qui deviennent opaques au contact de l’air. Leur surface se recouvre de petits filaments soyeux. En exposant à de nouvelles réactions ce double arséniate, on peut obtenir l'arséniate de chaux cristallisé. Ces exemples suffisent pour montrer le parti que l’on peut