PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DE L’OSMIUM

Couleur. — L’osmium, à son plus haut degré de cohésion, est un métal d’un beau bleu, teinté de gris, et prenant une couleur violette, lorsque la lumière se réfléchit plusieurs fois sur sa surface. A l’état très divisé, c’est une poudre d’un noir bleuâtre, complètement dénuée d’éclat métallique.

Cristallisation. — Il peut être obtenu à l’état cristallisé, soit à partir du peroxyde d’osmium, par réduction de sa vapeur par le charbon au rouge vif (H. Sainte-Claire Deville et H. Debray; voir p. 8), soit en dissolvant l'osmium amorphe dans un dissolvant approprié, par exemple l’étain fondu : on chauffe au rouge vif, dans un creuset de charbon, une partie d’osmium amorphe avec 3 ou 4 parties d’étain pur; on laisse refroidir lentement la masse fondue, et l’on traite le culot obtenu par de l’acide chlorhydrique bouillant, qui ne dissout que l’étain, en laissant l’osmium sous forme d’une poudre cristalline bleu foncé. Ces cristaux, trop petits pour pouvoir être mesurés, se présentent au microscope comme de petites trémies très fines, qui paraissent formées de cubes ou de rhomboèdres voisins du cube (H. Sainte-Claire Deville et H. Debray, Comptes Rendus, t. LXXXII, p. 1076; 1876).

On peut encore, comme l’a montré H. Debray (Comptes Rendus, t. XCV, p. 879 ; 1882), employer comme dissolvant la pyrite. Fondu avec de la pyrite et un peu de borax, l’osmium amorphe donne un culot d’où l’on retire, par l’action de l’acide chlorhydrique, de l’osmium cristallisé avec sa couleur bleue caractéristique.

Densité. — La densité de l’osmium varie très notablement avec l’état plus ou moins divisé sous lequel il est obtenu. Préparé par amalgamation (Berzelius ; voirp. 7),c’est une masse spongieuse, à demi métallique, exhalant une odeur très forte de peroxyde d’osmium, ce qui indique une altération sensible par l’oxygène dès la température ordinaire; sa densité est alors voisine de 7.' Préparé par réduction du peroxyde par l’hydrogène (Berzelius; voir p. 7), il possède l’éclat métallique et une densité voisine de 10. Obtenu par calcination de son sulfure (H. Sainte-Glaire Deville et H. Debray; voir p. 9), il est brillant, de couleur bleue plus claire que la couleur du zinc, et sa densité est au moins deux fois plus forte que celle qui vient d’être citée : sur des échantillons ayant été fortement chauffés, mais non fondus, cette densité a été trouvée de 21,3 et même 21,4.

L’osmium cristallisé (H. Sainte-Claire Deville et H. Debray ; voir p. 9) possède une densité encore plus forte, comme le montrent les nombres suivants (Comptes Rendus, t. LXXXII, p. 1076; 1876) :

Poids de la matière dans l’air àlf°,5 et 755 millimètres. 108 sr ,048

Perte de poids dans l’eau à 8°,b. 4 ,807

Densité (non corrigée). 22 ,477

Enfin l’osmium fondu (A. Joly et M. Vèzes; voir p. 12) possède également une densité voisine de 22,48. L’osmium est ainsi, sous ses deux formes les plus compactes, le plus lourd des corps connus.

Dureté. — Sous ces mêmes formes, et particulièrement à l’état fondu, l’osmium est un métal très dur : il entame profondément le verre et raye le quartz.; mais il est rayé par la topaze, ce qui assigne à sa dureté la valeur 7,5 dans l’échelle habituellement admise. Les limes les mieux trempées ne réussissent pas à l’entamer (A. Joly et M. Vèzes, Comptes Rendus, t. CXVI, p. 577; 4893). Il est cassant et peut être pulvérisé assez facilement au mortier d’Abich; sa cassure est cristalline.

Chaleur spécifique. — La chaleur spécifique de l’osmium a été mesurée à deux reprises par Régnault. Une première série de mesures (Ann. de Chim. et Phys., 3 e série, t. XLVI, p. 262; 1856) a porté sur un échantillon préparé par la méthode de Frémy et obtenu sous la forme de « masses spongieuses, légèrement agrégées, d’un éclat métallique bleuâtre ». Trois expériences, effectuées entre les limites de 98° et 9° environ, ont fourni les valeurs concordantes :

dont la moyenne est 0,03063. Une seconde série (Ann. de Chim. et Phys., 3 e série, t. LXIII, p. 14; 1861) a porté sur un échantillon d’osmium préparé par le même procédé, mais rassemblé par une forte compression en un lingot cylindrique. Elle a fourni, entre 98° et 19° environ, la valeur

OSMIUM

Le produit de'ce nombre par le poids atomique 191 adopté pour ce métal est égal à 8,9, ce qui satisfait assez bien à la loi de Dulong et Petit.

Coefficient de dilatation. — Fizeau (Comptes Rendus, t. LXVIII, p. 1125; 1869) a mesuré le coefficient de dilatation linéaire de l’osmium sur un échantillon préparé par H. Sainte-Claire Deville et « à demi fondu» (ils’agit ici vraisemblablement d’un échantillon aggloméré par chauffage au point de fusion du rhodium ; voir plus bas). Ces mesures ont fourni les résultats suivants :

Coellicient de dilatation linéaire :

Variation de ce coeflicient par degré :

Allongement de limité de longueur entre 0° et 100°

Action des hautes températures. — L’osmium a été longtemps regardé comme infusible. H. Sainte-Claire Deville et H. Debray (Ann. des Mines, 5 e série, t. XVI, p. 14; 1859) ont cherché à le fondre, au moyen d’un chalumeau oxyhydrique, dans un creuset de charbon entouré d’un creuset de chaux vive, l’un et l’autre bien fermés; le tout est placé au centre d’un four en chaux vive, dans lequel la flamme du chalumeau entoure de toutes parts le double creuset contenant l’osmium. Le métal est ainsi porté à une température que les auteurs estiment correspondre à la fusion du rhodium. Après refroidissement, on trouve l’osmium complètement métallique, avec l’éclat et le ton bleuâtre caractéristiques de ce métal. Très condensé sans doute, il n’a cependant pas été fondu : car il .est plein de cavités irrégulières qui se seraient arrondies même par le simple effet d’un ramollissement. Ces cavités diminuent la densité de la matière, parc e qu’elles ne se remplissent pas d’eau, n’étant pas toujours en communication avec l’extérieur ( loc. cit., p. 13; c’est avec des échantillons ainsi traités que les auteurs ont trouvé pour la densité de l’osmium les valeurs 21,3, 21,4). D'un autre côté, tout le temps que dure l’expérience, on ne sent aucune odeur d’osmium dans la flamme, pourvu que le creuset soit resté intact. On peut donc dire qu’à la température de fusion du rhodium, et en vase clos, l’osmium est infusible et fixe (loc. cit., p. 17).

Mais il n’en est plus de même à une température supérieure, par exemple à la température à laquelle le ruthénium est en pleine fusion, ce que l’on ne peut obtenir qu’au moyen d'un chalumeau oxyhydrique dans lequel les gaz sont mélangés à l’avance : la température maxima est alors obtenue à 3 ou 4 millimètres au plus de l’extrémité du chalumeau. Quand on soumet l’osmium

à l’action de cette flamme, qui doit, pour avoir son maximum d’effet, n’être ni oxydante ni réductrice, on voit qu’à un moment précis où la chaleur devient maximum, des quantités considérables d’osmium disparaissent avec une grande rapidité pour venir se déposer à l’état de suie sur un corps immédiatement voisin que l’on interpose près de la flamme. L’osmium peut bien brûler; il brûle en effet : mais il est un moment où, pour l’opérateur, il devient évident qu’il se volatilise. « Nous concluons de ces expériences qu’à la température où l’iridium est en pleine fusion, où le platine lui-même se vaporise, l’osmium devient volatil. Mais même alors l’œil exercé qui suit attentivement le phénomène ne peut saisir, dans lès morceaux d’osmium qui disparaissent rapidement, la moindre trace de fusion. Il faudrait chauffer l’osmium dans le vide et au moyen d’un arc voltaïque puissant pour résoudre cette question définitivement » (H. Sainte-Glaire Deville et H. Debray, toc. cit., p. 18).

L’expérience ainsi souhaitée par ces auteurs n’a pu être réalisée que plus de trente ans après : l’osmium est fusible dans l’arc électrique et peut être ainsi obtenu sous forme de lingots très brillants, de couleur gris bleuâtre. L’opération est effectuée dans un appareil clos, tel que le petit four électrique de Ducretet et Lejeune ( Comptes Rendus, t. CXVI, p. 639; 1893), que traverse un courant lent de gaz carbonique : les pertes d’osmium à l’état de peroxyde sont ainsi évitées. Le métal, contenu dans une coupelle en charbon, est rapidement porté à la plus haute température de l’arc : il fond alors sans se volatiliser sensiblement. On réussirait moins bien en opérant dans des creusets en chaux : au contact du métal, la chaux est transformée assez profondément en une matière vitrifiée dans laquelle le métal reste incrusté, mal rassemblé d’ailleurs (A. Joly et M. Vèzes, Comptes Rendus, t. CXVI, p. 677; 1893).

La température à laquelle s’effectue cette fusion n’a point été encore déterminée.

Spectre. — Le spectre de l'osmium a été étudié par Huggins ( Phil. Trans., t. CLIV, p. 139; 1864), Tlialén [Ann. de Chim. et Phys., 4 e série, t. XVIII, p. 243; 1868) et Gouy (Ann. de Chim. et Phys., S e série, t. XVIII, p. 1 ; 1879). Il comprend un assez grand nombre de raies brillantes entre les longueurs d’onde

X — 6269 et X = 4269, avec une raie principale dans l’indigo, correspondant à :