I. GRAPHITE NATUREL

1. Origines. — Le graphite se rencontre dans les terrains de cristallisation, disséminé dans les granits, porphyres, gneiss, etc., ou dans les dépôts de sédiments voisins. Les origines sont fort nombreuses. L’un des gisements les plus connus est celui de Borrowdale (Cumberland), aujourd’hui presque épuisé, qui louriiissait un graphite très pur, homogène et compact : citons encore le graphite de Dassau en Bavière, de Ticonderoga (État de New-York), et surtout celui de Sibérie a 1 ouest d Irkoutsk (graphite Alibert), d’oû vient aujourd’hui la majeure partie du graphite utilisé par l’industrie : on trouve du graphite très-pur dans le Natal, au sud de Springvale; à la Nouvelle-Zélande (Pakawan).

2. Formes cristallines. — Le graphite naturel cristallisé est assez rare : il se présente sous la forme d’un rhomboèdre aigu de 8o“29' (Kengott. Wien. Acad. Berich., 15, p. 469), ou en petites tables hexagonales très minces (à 'ficonderoga,

CARBONE

Travancor, Ccylan). Généralement la base porte des stries normales à trois do ses

Fig. 20.

arêtes alternes. Le clivage a lieu suivant la base. D’après Nordenskiôm \Pogg. Ann., 00, p. 100) le graphite d’Ersby (Finlande) est monoclini(pie (fig. 20).

T). Propriétés physiques. — Le graphite est une substance noire ou gris d’acier, douce au toucher, laissant sur le papier une trace d'un noir brillant.

La densité varie dans des limites assez étendues, de 2,09 à 2,25 (graphite cristallisé), selon les impuretés qu’il i-enferme. Sa dureté est comprise entre i et 2. 11 conduit l’électricité.

La chaleur spécifique s’accroît rapidement avec la température ; elle est d’abord plus grande que celle du diamant, et s’en rapproche beaucoup vers 1000».

4. Impuretés. — Le graphite renferme des quantités très variables de matières élrangères. Après incinération, il laisse des cendres consistant surtout en oxyde de fer, silice, alumine, chaux : on y trouvé aussi de la magnésie et de l’oxyde de titane. Voici les résidus laissés par quelques échantillons incinérés :

Graj)hite d’Ersby, Finlande (Nordenskiold). ... 1,8 pour 100.

— de Ceylan (Fritsche). 0,90 —

— de Wunsicdcl (Fuchs). 0,55 —

Le graphite de Sibérie contient de 5 à 15 pour 100 d’impuretés (silice, fer, magnésie, chaux). Certains échantillons anglais renferment aussi jusqu’à 8 pour 100 de fer.

Ges diverses matières étrangères peuvent être éliminées presque complètement par la fusion du graphite avec la potasse et par des traitements réitérés à l’eau régale et à l’acide fluorhydrique. (Stingl. Deustch. Chem. Ges., VI, p. 591, 1875.)

Il importe, pour déterminer la quantité de carbone contenue dans un graphite, de doser l’élément combustible directement par l’oxygène et l’oxyde de cuivre. Si l’on se contentait de l’évaluer simplement par différence en pesant les cendres, on s’exposerait à d’assez fortes erreurs : c’est ce qui résulte des observations suivantes :

Graphite de la soude.

— de Kalwang. . .

— de San-Lorenzen.

(Stingl., loc. cit.)

Carbone pour 100.

Par différence. Par dosage diipri)

Ch. AVinkler {J. fur prakt. Chemie, XCVIII, p. 545) propose de purifier le graphite en le chauffant avec du soufre et de la soude ; on lave à l’eau, on élimine le fer par l’acide chlorhydrique et la silice par ébullition avec un alcali.

Un courant de chlore prolongé, à la température rouge, élimine la plupart des impuretés sous forme de chlorures volatils : ce procédé s’applique d’ailleurs à toutes les espèces de carbone.

5. Action de la chaleur. — Les variétés les plus pures subissent, par la chaleur, une perte de poids considérable. Voici quelques résultats publiés par Rammelsberg {DeutscJi. chem. GeselL, VI, p. 187) :

Graphite de Perte pour 100.

Ticonderoga.. • 3,85

Ceylan. 2,56

Borrowdale. 3,8 à 5,08

Sibérie (Alibert). 2,55.

Après fusion avec la soude caustique, lavage par les acides, etc., la perte de poids par échauffement peut s’élever encore à 0,2 ou 0,6 pour 100.

6. Oxydation du graphite. — Fortement chauffé à l’air, le graphite naturel brûle un peu moins difficilement que le diamant, plus difficilement s’il s’agit de graphite cristallisé, et se transforme en acide carbonique. Cette combustion du graphite pur a été utilisée par MM. Dumas et Stas pour la détermination du poids atomique du carbone.

Certains graphites (Ceylan, Borrowdale, Sibérie) brûlent dans l’azotate de potasse fondu.

Son oxydation peut encore être effectuée à l’aide de l’acide iodique. (Bitte, Bull, de la Soc. chim., XllI, p. 521.) Une solution concentrée de ce corps n’agit pas, même à chaud, mais un mélange de graphite pulvérisé avec un grand excès d’acide iodique anhydre se transforme lentement en acide carbonique et iode lorsqu’on le chauffe à 240“ en tubes scellés. Tous les autres carbones, sauf le diamant, subissent une transformation semblable à des températures plus ou moins élevées.

D’après Schulze (Deutsch. chem. Ges., 1871, p. 802), le permanganate de potasse en solution alcaline réagit aussi sur le graphite et sur divers charbons en produisant de l’acide oxalique et d’autres dérivés non étudiés.

Nous traiterons plus loin avec détails de l’oxydation du graphite par le mélange de chlorate de potasse et d’acide azotique.

7. Usages du graphite. — Le graphite naturel a reçu plusieurs applications; la principale est la fabrication des crayons : ceux-ci sont formés tantôt de baguettes taillées dans du graphite pur, tantôt de poussière de graphite comprimée avec des matières agglutinantes telles que l’argile.

On utilisait souvent autrefois en chimie les creusets de graphite : le charbon de cornue sert aujourd’hui aux mômes usages.

La plombagine, déposée à la surface des objets de fer, les noircit et les présen'e. en même temps de l’oxydation, à la manière d’un vernis.

Mélangée à des matières grasses, elle fournit une pâte utilisée pour adoucir le frottement de certaines pièces de machines, tourillons, essieux, engrenages, etc. On

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a proposé d’employer la plombagine pour remplacer l’huile dans les pivots de pièces d’horlogerie.

Enfin la plombagine a reçu dans la galvanoplastie une application importante ; on en recouvre les moules où doit se déposer le métal : grâce à la finesse du grain, le relief n’est nullement altéré : le moule est ainsi rendu conducteur de l’électricité et peut être facilement séparé de la couche métallique déposée.