SULFATE DE CUIVRE NEUTRE

Sel anhydre. — On l’obtient : 1° en chauffant à 230 degrés du sulfate cristallisé à 5 équivalents d’eau ; 2“ en chauffant, avec de l’acide sulfurique, du sulfate de cuivre ne contenant plus qu’un équivalent d’eau (Pickering) ; 3“ en faisant dissoudre le cuivre dans l’acide sulfurique concentré, décantant et laissant refroidir ; le sulfate anhydre se dépose en cristaux blancs aciculaires.

Propriétés. — Chauffé au rouge sombre, il perd la moitié de son acide; au rouge vif, il se décompose entièrement en donnant de l’oxygène, de l’acide su\[ureux et de l’acide sulfurique anhydre (Gay-Lussac, Bussy). Le charbon le rédto au rouge, avec formation d’acide carbonique et d’acide sulfureux à volumes égah;^

CuO,S03 + G = Cu + SOS 4- cQs.

A une température plus haute, le dégagement gazeux est tumultueux, et l’acide carbonique prédomine dans le mélange ; le résidu contient du suifure de cuivre. Ce fait tient à ce que le gaz sulfureux, en présence du carbone et du cuivre métallique fortement chauffés, se décompose, par suite de la double affinité du soufre pour le cuivre et de l’oxygène pour le carbone (Gay- Lussac).

L’hydrogène, l’oxyde de carbone, réduisent également le sulfate de cuivre à l’état métallique. Chauffé doucement dans un courant d’hydrogène phosphoré, il donne de l’eau et de l’acide sulfureux, et se transforme en un mélange noir de phosphore et de sulfure de cuivre.

Le sulfate de cuivre anhydre absorbe avidement le gaz chlorhydrique en s’échauffant considérablement ; la masse brune ainsi formée dégage de C’acide chlorhydrique quand on la chauffe ; reprise par l’eau, elle donne une solution de chlorure cuivrique contenant de l’acide sulfurique libre (Kane).

Le sulfate anhydre est très avide d’eau. A l’air humide, il se transforme rapidement en hydrate à 5 équivalents d’eau. Humecté de quelques gouttes d’eau, il se délite en devenant bleu; la chaleur dégagée est assez grande pour portei l’eau à l’ébullition ; la température peut s’élever jusqu’à 135 degrés centigrades (Graham). En faisant dissoudre 49,84 de sulfate anhydre dans 1000 d’eau, on constate une élévation de température de 3”,73. Sa grande affinité pour l’eau en a fait proposer l’emploi pour la préparation de l’alcool absolu (Casoria),

M. Desbassayns de Richeraont avait annoncé qu’une solution de sulfate de cuivre dans l’acide sulfurique, en présence du bioxyde d’azote et des acides

ENCÏCLOP. CHIM. ®

oxygénés de l’azole ou de leurs dérivés salins, se colorait en violet. Il résulte des expériences de M. Jacquelain, que cette coloration était due à la présence d’une trace de sulfate de fer. Le sulfate de cuivre pur n’exerce, dans ces conditions, aucune action sur les composés oxygénés de l’azote, même au bout de douze heures (1).

Hydrates de sulfate de cuivre.—Yu sa grande importance, nous étudierons d’abord le sulfate à 5 équivalents d’eau.

On l’obtient :

1“ En chauffant le cuivre avec de l’acide sulfurique dilué ; la réaction commence à 130 degrés, quand on emploie l’acide S0*H,H0, et à 165, avec l’acide S0*H,2 HO. Les acides plus étendus n’attaquent pas le métal d’une façon appréciable (Pickering).

L’action de l’acide sulfurique sur le cuivre a lieu à la température ordinaire, mais elle exige un contact prolongé. Le cuivre, enfermé dans des tubes scellés avec une dissolution d’acide sulfureux, est attaqué à la longue ; au bout de six mois, la liqueur contient du sulfate de cuivre et, au fond du tube, se trouve un dépôt brun de sulfure de cuivre (2) :

2Cu + 2S0Si = Cu0,S03 -f CuS.

(Barruel.)

2“ On chauffe le cuivre avec un mélange d’acide sulfurique, d’acide nitrique et d’eau. Les proportions les plus avantageuses sont, d’après Anthon : 3 équivalents de cuivre, 3 équivalents d’acide sulfurique et 1 d’acide azotique (ce qui donne en poids : 32 de cuivre, 49 d’acide sulfurique, 55,7 d’acide azotique d’une densité de 1,26, et 450 d’eau). On chauffe jusqu’à ce que le cuivre soit complètement dissous, puis on décante, et on laisse refroidir. Les cristaux dé sulfate de cuivre ne contiennent pas d’acide nitrique.

3“ On l’obtient en grand par le grillage du sulfure. On emploie, soit le sulfure naturel, soit les mattes obtenues dans les opérations métallurgiques.

Souvent on transforme les vieilles plaques de doublage en sulfure, en les chauffant d’abord dans un four à réverbère ; quand elles ontatteint la température rouge, on ferme le registre, et on projette sur la sole une certaine quantité de soufre. On ouvre toutes les prises d’air, de façon à oxyder à basse température le sulfure formé. On soumet ensuite les feuilles à un lavage méthodique, et on recommence le traitement que nous venons de décrire.

4° Quelquefois on dissout les carbonates naturels par l’acide sulfurique, ou bien on soumet les minerais oxydés à l’action de l’acide sulfureux, de l’air et de la vapeur d’eau.

5“ Une grande partie du sulfate de cuivre employé dans l’industrie provient de l’affinage des matières d’or ou d’argent.

Le sulfate de cuivre du commerce n’est pas pur; il contient d’ordinaire du

(1) Comptes rendus de l'Académie des sciences, t. XIV, p. 642.

t2) Journal de pharmacie (1834), t. XX, p. 13.

sulfate de fer. Pour le purifier, on commence par peroxyder le fer, et on évapore la dissolution à siccité ; le fer se transforme en grande partie en sulfate de peroxyde insoluble. On reprend par l’eau, et on fait bouillir la liqueur avec un peu d’hydrate d’oxyde de cuivre, afin d’éliminer les dernières traces d’oxyde de fer.

Propriétés. — Le sulfate de cuivre à 5 équivalents d’eau cristallise en prismes doublement obliques de 123“10'; les faces font entre elles des angles de 109»32', 128'>37' et 124"2' (Haûy).

Densité: 2,274 (Kopp); 2,242 à 2,290 (Playfair et Joule); 2,302 (Buignet); 2,286 (Filhol).

Brandes et Firnhaber ont publié le tableau suivant, représentant le coefficient de solubilité du sel dans l’eau :

Température. CuO,SO®,5HO.

D’après Poggiale, 100 parties d’eau dissolvent à diverses tempérât .res:

Température. Sel anhydre. Sel cristallisé

Une solution saturée de sulfate de cuivre se congèle à -- 2 degrés (Rüdorf).

D’après Michel et Krafft, une solution saturée à 15 degrés a pour densité 1185,913, et contient par litre 294,941 de sel et 890,972 d’eau. Pour augmenter la densité de la solution de 100, il faut par litre 158s‘‘,645. La densité d’une solution, contenant par litre 170 k'^, 212 de sulfate cristallisé et 937,079 u’eau, est égale à 1107,291 à 15 degrés. Un litre de cette dissolution contient en volume 74,458 de sel et 937,079 d’eau ; la différence entre le volume des composants et celui de la dissolution est donc -|- 11,537. L’angle de solubilité est 57,47.

gg ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

Voici, d’après Gerlach, un tableau donnant les densités à 15 degrés des solutions, et leur richesse en sulfate cuivrique :

Proportions deCuOSO'.SHO.

Le sulfate de cuivre est insoluble dans l’alcool absolu ; 100 parties d’alcool à 40 degrés en dissolvent 0,25. La glycérine en dissout 30 pour 100 de son poids. L’acide acétique cristallisable le précipite entièrement de ses solutions aqueuses (Persoz).

Les cristaux de sulfate de cuivre, exposés à l’air sec, s’effleurissent en perdant deux molécules d’eau. Chauffés longtemps à 100 degrés, ils perdent encore deux autres molécules d’eau, mais ils ne deviennent anhydres qu’à une température beaucoup plus élevée (230 degrés environ). Séchés dans le vide, ils donnent, suivant la température, l’un des deux hydrates :

Cu0S03,H0 Cu0S03,2H0.

Le sulfate de cuivre hydraté se dissout dans l’acide chlorhydrique, avec production de froid ; cette dissolution soumise à l’évaporation laisse déposer des cristaux de chlorure cuivrique. Le sel en poudre absorbe le gaz chlorhydrique, avec dégagement de chaleur et mise en liberté de l’eau de cristallisation ; il se transforme ainsi en une masse verte, devenant brune quand on la chauffe (Kane).

M. Boussingault a constaté que le sulfate de cuivre et le chlorure de sodium se décomposent réciproquement. En broyant un mélange de ces deux sels, il a obtenu une masse vert-pomme, à laquelle l’alcool enlève du chlorure cuivrique (1). Le sel ammoniac, les azotates alcalins, agissent d’une façon analogue, et donnent un sel double, en même temps qu’il se forme du chlorure ou de l’azotate cuivrique.

Les dissolutions de sulfate de cuivre, ti’aitées par les alcalis en quantité suffisante pour saturer exactement l’acide, donnent naissance à des précipités de sulfates basiques.

(1) Annales de chimie et de physique, t. LI, p. 350

Htjdrate GuOSO^HO,. — Oa l’obtient en séchant le sel précédent à 100 degrés, ou bien dans le vide à 38 degrés. Il est blanc-verdâtre. Il devient anhydre entre 221 et 243 degrés. La dissolution de 55,72 parties de cet hydrate dans 1000 parties d’eau, donne une élévation de température de 2",14 (Grahara).

Cu0,S0^2 HO. —En abandonnant le sulfate de cuivre ordinaire, dans le vide, pendant une semaine, à la température de 20 degrés, on obtient l’hydrate à 2 équivalents d’eau (Graham).

Cu0,S0®,3H0. — Cet hydrate prend naissance quand on place des cristaux de vitriol bleu dans l’air sec, à une température de 25 à 30 degrés. C’est une poudre bleuâtre, amorphe, qui ne perd plus d’eau dans le vide sec, tandis que dans les mêmes conditions l’hydrate primitif perd 4 équivalents d’eau. En présence de l’eau, elle s’y combine avec dégagement de chaleur, pour régénérer le sulfate de cuivre cristallisé.

GuOSO’,6HO et CuOSO^,7HO. — Ces deux hydrates ont été découverts par M. Lecoq de Boisbaudran.

L’hydrate à 6 équivalents d’eau s’obtient en fdtrant à chaud une solution sursaturée de sulfate de cuivre, ajoutant quelques gouttes d’acide sulfurique, et touchant la surface de la liqueur refroidie avec une baguette humide, frottée sur du sulfate de nickel ordinaire. On voit bientôt se déposer une foule de petites pyramides' ou d’octaèdres tronqués parallèlement à la base, très limpides, mais qui deviennent opaques, soit spontanément, soit dès qu’on les retire de la dissolution.

Quand les cristaux ont subi cette modification, leur hydratation n’est plus la même. Il suffit d’une trace de sulfate de cuivre cristallisé ordinaire pour provoquer cette transformation.

L’hydrate à 7 équivalents d’eau cristallise en prismes clinorhombiques; il se forme au contact des cristaux de sulfate de fer, dans les dissolutions qui ont déjà laissé déposer l’hydrate précédent. Là présence du sulfate de cuivre à 5 équivalents d’eau détruit ce sel encore plus rapidement que le précédent.