SUR LA TRANSFORMATION ALLOTROPIQUE DU PHOSPHORE
A gauche de la courbe des tensions de vapeur du phosphore blanc MM', la vapeur de phosphore peut se condenser à l’état de phosphore blanc ; le phosphore blanc ne peut pas se vaporiser. A droite de cette courbe, l’inverse a lieu ; le phosphore blanc peut se vaporiser, la vapeur de phosphore ne peut se condenser à l’état de phosphore blanc.
A gauche de la courbe des tensions de vapeur du phosphore rouge NN', la vapeur de phosphore peut se condenser à l’état de phosphore rouge : le phosphore rouge ne peut pas se vaporiser. A droite de cette courbe, l’inverse a lieu ; le phosphore rouge peut se vaporiser, la vapeur de phosphore ne peut se condenser à l’état de phosphore rouge.
A gauche de la courbe de transformation allotropique du phosphore PP', ,1e seul phénomène possible est celui qui dégage de la chaleur : le phosphore blanc peut passer à l’état de phosphore rouge, sans que la transformation inverse puisse avoir lieu. A droite de cette courbe, le seul phénomène possible est celui qui
absorbe de la chaleur : le phosphore rouge peut passer, à l’état de phosphore blanc sans que la transformation inverse puisse avoir lieu.
Sur chacune de ces trois courbes MM', NN', PP', la transformation correspondant à chacune de ces courbes est d’ailleurs réversible.
8. — Ceci posé, voyons comment on peut rendre compte de la valeur limite 3sr,6 obtenue pour le poids de phosphore blanc que l’on trouve après refroidissement lorsque l’on a chauffé du phosphore à 440 degrés, dans une enceinte de volume égal à un litre.
Prenons une abscisse OA égale à 440 degrés (fig. 2), l’ordonnée du point A coupe les trois courbes aux points M,N, P.
L’ordonnée MA est la tension de vapeur du phosphore blanc à 440 degrés.
L’ordonnée NA est la tension de vapeur du phosphore rouge à 440 degrés.
L’ordonnée PA est la pression sous laquelle la transformation allotropique du phosphore est réversible à 440 degrés
Les expériences sont de deux sortes : on part, soit du phosphore blanc, soit du phosphore rouge. Il faut examiner séparément les deux cas.
9. — On chauffe le phosphore blanc en vase clos à 440 degrés. J’emprunte à l’article deM. G. Lemoine, les résultats de l’expérience (1) :
Phosphore ordinaire
Quantités de phosphore
ordinaire I
introduit par litre”*
5 min. 3/4 h.
gr¬
g»’- gr.
gr.
gr.
il, 9 (M. Lemoine) . .
5,9 Id.
16,0 Id.
24,0 (M. Hittorf)
30,5 (M. Lemoine)
Dans la première expérience on chauffe sous le volume d’un litre 2sr,9 de phosphore blanc : ce phosphore se réduit en vapeur non saturée. Le poids de vapeur de phosphore qui sature un litre sous une pression égale à la tension de la vapeur de phosphore rouge est 3g>',6. La tension de la vapeur de phosphore rouge à 440 degrés est lalm,75; la tension de la vapeur de phosphore blanc à la même température est 7atm,5 : le poids de la vapeur qui sature un litre à la pression de la vapeur du phosphore blanc est bien supérieur à 3gr,6. Le phosphore occupe donc dans la première expérience le volume un litre à l’état de vapeur non saturée : après le refroidissement on retrouve du phosphore blanc. Pour qu’il en soit ainsi, il suffit que le point figuratif ait passé à gauche; de la courbe MM' à la suite du refroidissement.
Dans la seconde expérience, on chauffe un poids de phosphore blanc égal à 5®r,9. Ce phosphore se vaporise : la vapeur de phosphore a une tension inférieure à la tension de vapeur de phosphore blanc, mais supérieure à la tension de la vapeur dqjihosphore rouge. La transformation du phosphore blanc en phosphore rouge augmente progressivement avec le temps : cette transformation est incomplète lorsqu’on refroidit la vapeur. Cette vapeur se condense à l’état de phosphore blanc.
La troisième expérience n’offre rien de particulier.
Dans la quatrième expérience, le phosphore blanc se vaporise très rapidement et la transformation du phosphore blanc s’accomplit progressivement; aubout de huit heures la limite n’est pas atteinte : la vapeur qui reste dans l’enceinte se condense à l’état de phosphore blanc.
Il en est de même dans la cinquième expérience, qui ne diffère de la précédente qu’en ee que la limite est atteinte au bout de vingt-quatre heures. Alors la vapeur occupe le volume d’un litre à la tension finale, latra,75, donnée par les expériences de MM. Troost et Hautefeuille.
Cette vapeur se condense ultérieurement, à la suite du refroidissement ; cette condensation produit du phosphore blanc.
On peut suivre sur les courbes la transformation qui s’accomplit. Si l’on part d’une pression très faible, si l’on chauffe une quantité suffisante de phosphore, le point figuratif s’élève de A, dans l’intervalle NM ; ce point s’abaisse progressi-
(1) Tome I, 2' fascicule, p. 77 .
