CHAP. I. — FUSION ET SOLIDIFICATION. Î

qui existent à un moment donné, peuvent être cachés et comme ensevelis dans le liquide qui les touche et qui se consolide à son tour; mais la cohésion n'étant pas égale dans tous les sens, il est souvent possible de les dégager au moins en partie, et de frire ressortir quelques-unes de leurs faces. C'est ainsi qu^en brisant la masse on met à découvert des angles solides, des arêtes vives, des joints naturels; c'est ainsi qu'en exerçant des actions chimiques convenables, plus ou moins ralenties par l'inégale cohésion de la substance solidifiée , on parvient quel--^ quefois à retrouver les linéaments de sa cristallisation primitive.

Kefk^ldissemeBt brusque. — Le verre en fusion pâteuse que Ion £ût tomber goutte à goutte dans Teau froide donne ce qu'on appelle les larmes bataifiques , petites masses allongées en forme de poires qui jouissent de la singulière propriété de se réduire en poudre quand on brise seulement le petit filet qui en forme la queue. Il se fait alors ime sorte d'explosion qui lancerait au loin ces fines poussières, si pour faire cette expérience on n'avait pas l'attention de mettre le corps de la larme bâtavique dans une large éprouvette, ou de l'envelopper d'un linge. C'est le brusque refroidissement dans l'eau qui a augmenté à ce point la fragilité du verre : l'enveloppe extérieure en se solidifiant sur le noyau encore liquide l'a enfermé dans un espace trop grand; pour remplir cet espace les molécules du noyau, en se refroidissant à leur tour , ont dû se mettre en tension au lieu de se contracter ; et , dès qu'on vient à briser un point de l'enveloppe qu'elles tirent elles-mêmes de dehors en dedans, tout l'édifice s'écroule et tombe en poussière.

L'acier, sans être en fusion, mais chauffé seulement jusqu'au rouge orangé et refroidi de même par le contact d'un liquide , prend des propriétés analogues : il devient en même temps beaucoup plus dur et beaucoup plus cassant ; c'est ce refroidissement brusque qui constitue la trempe\ elle a ses degrés, suivant le degré de chaleur qu'avait l'acier quand il a été ti^empé dans l'eau. Lorsqu'on brise un barreau d'acier, qui, étant inégalement chaud dans sa longueur, a pris dans l'eau divers degrés de trempe , on distingue dans chaque section un grain ou un aspect différent. Ainsi, dans l'intérieur même d'un corps solide, les molécules ont assez de liberté pour se déplacer et s'an*anger I. i8

174 UVIS U. — CHALEUR. — PftEXIÈaE FAJITIE.

avec plu$ ou moins de précipitatioa suivant q^e les mouvemealsi de I^ chaleur sont plus ou moins rapides.

La foute prend aussi des qualités diverses par le refroidisse-* meut) surtout à Tinstant de la soKdifiratioa; celte fiopnété est mi^ îi^ profit pour donner aux pièces que Ton coule une duxeté plus grande ^ aux points où elles doivent résister à un firolte» ment plus répété. Tous les métaux ne se comportent pas comme la fonte el Tacier, tous les composés salins ne se comportent pas comme le verre , parce que la dureté et la firagilité ne sont pas de nature à varier dans tous les corps entre des limites austt étendues. Cependant ces effets du refroidissement lent ou rapide font asseï^ comprendre combien il est difficile qpa des corps solides soient véritablement homogènes et identiques à euxmêmes dans les différents points de leur masse : s'ib sont cristallisés , les intervaUes moléculaires varient de forme et de grandeur; s'ils sont amorphes, l'inégalité du refix)idis6emeut a placé les molécules dans un état forcé , qui détermine des tensions et des densités inégales. Quand les masses qui se refroidissent ont des dimensions uni peu considérables, les parties centrales, solif difiées plus lentement, afEsctent presque toujours la forme cristalline; c'est ainsi ^pie le verre se dévitrifie et donne des cristaux opaques au milieu des grands creusets des verreries qu'on laisse refroidir; c'est ainsi que dans les grandes coulées de laves, on trouve, à diverses profondeurs des cristaux volumineux de composition et de structure différentes, leurs éléments constitutifs s'étant dégagés de l'ensemble chimique pour former des combinaisons nouvelles»

Changement de Tolnme. — La solidification est en général accompagnée d'un changement de volume , même quand l'état clûmique du corps n'éprouve aucune altération. Tout le monde tmi que la glace est moins dense que l'eau., puisqu'elle flotte à iH surface ; il arrive donc qu'au moment de la congélation les iUiili)4mles d'eau s'écartent au. lieu de se rapprocher pour conli^iiUPr Tétat solide. Huyghens a montré le premier,, vers 1670„ a\\i> i*t5llu augmentation de volume s'opère avec une grande nuiiMumi^t) \ car il fit éclater un canon de pistolet ren^U d'eau et miHinti k la gelée; c'est une expérience que l'on peut faire dans. 1^ ^\\\i% pul)Ucs : je prends pour cela des tubes de fer très- À^i dtf 1 mètre de longueur, de 3 centimètres de diamètre.

CaUP. I. — FUSION ET SOLIDIHGATIOll. 178

infeériewT) feraiés à fis aux deux bouts; après les avoir remplis d'eau» ou les dispose dans une caisse de bois peu profonde , on les oouTre d*un mélange réfrigérant de sel et de glace pilée ; hioitôt l'explosion se fait entendre, les tubes qui résisteraient à ]^iiBÎeuisi centaines d'atmosphères sont déchira dans leur kmgueur, cm peut mâne fidre sortir les cylindires de glace et moolrer que Teau n'a été qu'en partie congelée pour produire ane si forte ppeaskni.

Si la glace était pîus dense que l'eau et coulait à fond', il y a bien des fleaTes et peut-être bien des mers qui ne seraient autre chose que d'immenses glaciers.

La plupart des corps ne possèdent pas cette propriété exceptionnelle de Féau, à Fétat solide ils sont en général plus denses que le liquide de même température qui vient de les former.

Cependant le bismuth brise les tube» de Terre dans lesquels il se solidifie ; et M. Ermann a obserré un phénomène analogue dans l'alliage dé 4 parties de bisnrath, î de plomb et 1 d'étain: cet alliage singulier se dilate en se congelant, et il y a un maximum de densité à l'état solide , vers 44^.

On doit à M. Rudbeig des obseryations très-intéressantes sur la solidification de divers alliages métalliques de plomb et d*étain , d'étain et de bismuth , dTétain et de zinc , de zinc et de bL«muth {jinn. de Chim. et de Phys,^ t. XLVIII, p. 363). Par exemple , lorsque Talliage binaire de plomb et d'étain est formé de 1 atome de plomb et de 3 atomes d'étain , il se solidifie à environ 187^; mais , s'il est formé en d'autres proportions, il présente deux points de solidification : l'un p.xe^ à 187*, l'autre mobile^ d'autant plus élevé au-dessus de 187* qu'il y a un plus grand excès de plomb ou d'étain au-dessus de la proportion précitée de 1 atome de plomb pour 3 d'étain. n en résulte évidemment qu'il se forme alors deux alliages différents , qui restent mélangés jusqu'à ce que le refroidissement en opère la séparation. Les autres alliages métalliques présentent des phénomènes analogues.

Les dissolutions aqueuses , acides , ou alcooliques présentent à cet ^|ard des phénomènes variables. Dans la congélation de l'eau de mer et des dissolutions salines très-étendues , il parait que l'eau seule passe à Tétat solide ; au contraire , dans la congélation du vin il se forme d'abord des dépôts plus ou moins

abondants de bitartrate de potasse , de matière colorante et de matière azotée, puis vers — 6*, — 8*, ou — 10*, suivant la richesse alcoolique , il y a congélation partielle ou totale ; dans tous les cas la glace contient de Talcool , qui n^est pas seulement interposé mais combiné. M. de Vergnette-Lamotte admet que cette glace est un composé alcoolique en proportions délies , fusible vers — 6*; M. Boussingault n'adopte pas cette opinion, cependant les expériences laissent encore des doutes puisqu^un^ mélange contenant 1 5 pour 100 d'alcool fut porté à 17 pour 100 quand on en eut séparé les lames de glace composant environ le quart du volume total. {Ann. de Chim. et de Phjrs.^t. XXV, p. 353 et 363.) Allotropie. — Le soufre, le sélénium et le phosphore, trois des corps simples non métalliques qui n'affectent pas l'état gazeux , présentent , sous l'influence de la chalem* des phénomènes extraordinaires tout à fait dignes d'intérêt : ils semblent changer d'aspect, de caractères physiques et même de propriétés chimiques ; c'est cette transformation que l'on appelle allotropie , comme pour indiquer que leurs molécules sont alors tournées ou groupées autrement.

Le soufre un peu au-dessus de son point de fusion est liquide comme de l'eau, en le chauffant davantage sa couleur jaune clair tourne au rouge ^ se fonce de plus en plus , sa substance devient visqueuse , pâteuse , coulant à peine , comme si elle tendait vers un nouvel état solide. Lorsqu'on verse dans l'eau froide en filet mince cette matière qui ressemble à de la mélasse, elle se fige un peu, et l'on retire de l'eau une masse filamenteuse , brun rougeâtre , assez tenace et élastique comme du caoutchouc. C'est ce que l'on appelle du soufre mou , il est alors dans un état amorphe. Cet état se conserve quelquefois durant des mois entiers , cependant l'aspect change peu à peu , la couleur jaune commence à reparaître , la masse devient moins élastique , puis cassante ; enfin elle reprend toutes les apparences et toutes les propriétés du soufire ordinaire.

Le sélénium porté à la température d'environ 220® , et lentement refroidi à l'air, devient visqueux, et prend une sorte d'état solide , amorphe , à 5(f , sans avoir perdu sa chaleur latente (M. Hittorff, yinn. de Poggendorf^ t. LXXXIV); mais si on le maintient pendant quelques heures, dans un bain d'huile , à environ 100®, ou un peu moins longtemps à envi-