CHAPITRE IV

BORATES, CARBONATES, SILICATES.

§ l". — BORATES.

Propriétés. — La basicité de l’acide borique ne peut être nettement définie. Si l’on convient de doubler la formule généralement adoptée pour cet acide, et qu’on admette que sa molécule soit réellement représentée par :

Bo^Os,

il paraît résulter de la composition de ses sels alcalins et des quantités de chaleur dégagées dans la saturation de l’acide par les équivalents successifs de base, que l’acide borique doit être envisagé comme bibasique.

Mais il existe des composés beaucoup plus complexes, comparables aux silicates, et qui attestent l’aptitude de l’acide borique à s’accumuler dans les molécules, propriété qui le rapproche de l’acide siliciqne. On connaît enfin des borates basiques. Signalons quelques-uns de ces composés :

Ebelrnen a obtenu un borate basique d’alumine :

Bo03,3AP03.

Rose a décrit les borates :

Bo03,2 A1W,3I10,

2Bo05,3.AlW,7HO.

M. Ditte a obtenu, par ta voie sèche, des borates alcalino-terreux ayant pour composition;

2Bo03,RO,

2Bo03,3RO,

3Bo03,2RO,

Bo03,RO.

Cet habile chimiste a préparé en outre, par voie humide, une nombreuse série de borates qui se rapportent aux trois types suivants :

/i.BoOs,MO,wltO,

2BoO^MO,MHO,

BoO^MO,w HO.

PROPRIÉTÉS GÉNÉRALES DES MÉTAUX ET DES SELS. i33

Il a fait connaître, en outre, des sels ammoniacaux tels que :

2Bo03,CuO,2AzH^O,

2Bo03,CuO,3AzH*0,

2BoO^CuO,4AzH*0.

Enfin M. Bitte a encore réalisé la production de sels doubles ; soit par voie sèche et ayant pour composition :

(2Bo03,3BO) (2Bo03,3MgO), soit par voie humide et appartenant au type :

(Bo03,RO),4 (Bo03,AzH*0),5 HO.

Les borates alcalins sont solubles dans l’eau ; ces solutions colorent en bleu le papier de tournesol rougi, indice d’une composition partielle de ces sels par l’eau. L’alcool précipite les borates alcalins de leur dissolution aqueuse. Les borates métalliques sont généralement insolubles.

Un grand excès d’eau décompose les borates insolubles en leur enlevant une partie ou la totalité de l’acide borique. C’est ce qui arrive notamment pour les borates de cuivre et d’argent. D’après M. Bitte, le borax donne, dans une solution de nitrate d’argent, un volumineux précipité blanc de borate d’argent :

Ag0,Bo03.

Lavé à plusieurs reprises à l’eau, ce précipité devient gris en se transformant en oxyde d’argent. L’eau décompose en effet le borate d’argent, dès que sa teneur en acide borique devient inférieure à 1 k'', 25 par litre, ce qui correspond à ls‘',9 de borax.

Le borax lui-même est décomposé par une grande quantité d’eau, ainsi que l’a démontré M. Rose. Si on ajoute en effet à une dissolution de borax de la teinture de tournesol et quelques gouttes d’acide, de façon à obtenir une coloration rouge, on remarque que la liqueur redevient bleue quand on l’étend d’une grande quantité d’eau.

Étude thermique des borates. — L’acide borique a été nettement caractérisé comme acide faible par les mesures thermiques que M. Berthelot a exécutées sur ses sels alcalins, et notamment sur ses sels ammoniacaux, en présence de proportions diverses d’acide, de base et d’eau. On se propose de faire connaître les résultats principaux de cet important travail.

Voici d’abord les chaleurs dégagées par l’union de l’acide borique avec la soude :

Cal.

B=06 (2 éq. =4 lit.) -j- NaO (1 éq. = 2 lit.), dégage- + J 1.56 > an ,09

- -l-2'éq. NaO. -b 8,26)

— -t- 3» éq. iNaO. -f- 0,17

ENCÏCLOP.

On remarquera que la chaleur dégagée par le premier équivalent de soude est plus faible que celle qui correspond à la neutralisation des acides forts, qui dégagent de 4-13“,7 à 15Cai,7 par chaque équivalent d’alcali. Lê deuxième équivalent de soude dégage moins de chaleur que le premier, phénomène que M. Berthelot attribue à une décomposition partielle du borate bibasique par l’eau en soude libre et borate monobasique. C’est à cette action décomposante de l’eau qu’est sans doute dû l’effet négligeable du troisième équivalent d’alcali; la saturation reste incomplète même en présence d’un excès de base.

Les nombres suivants montrent l’action décomposante de l’eau :

Cal.

+ aO, eu présence de 220tPO% dégage.

— 330IPO^. 11,57

1320fP02. 10,91

La variation varie donc d’un douzième par la dilution ; elle ne peut être attribuée à l’action de l’eau sur les composants séparés, action qui ne produit qu’un effet thermique insensible.

Le borate bisodique, étendu de 5 volumes d’eau, absorbe —; le borate trisodique, amené au même degré de dilution, absorbe —1,66. Cette décomposition si marquée, sous l’influence de l’eau, explique la formation de borates de plus en plus basiques, et parfois même la séparation de l’oxyde quand on soumet certains borates métalliques à des lavages répétés.

Voici maintenant les résultats observés par M. Berthelot, dans la neutralisation de l’acide borique par l’ammoniaque :

Cal.

(t éq. = 4 lit.) AzH'’ (1 éq. = 2 lit ), dégage- 8,93 ) 11 et;

- 4-2'éq. AzH3. + 2,62) ’

— -1-3= éq. Azll^. -1- 1,05

La combinaison s’accomplit progressivement; la quantité de chaleur croît d’une façon continue avec la quantité d’ammoniaque, sans lui être proportionnelle.

M. Berthelot a montré que ce phénomène a pour cause l’action décomposante de l’eau, dont on introduit des doses croissantes à mesure qu’on ajoute de nouvelles quantités de la dissolution d’ammoniaque. Les nombres suivants mettent en évidence cet effet de la dilution :

Cal.

+ AzH3, en présence de 220 H^O^, dégage. + 9,44

“ 1320tP02. -1- 7,27

La diminution est d’un huitième quand la proportion d’eau devient six fois plus grande : elle atteste la décomposition progressive du borate d’ammoniaque, sous l’influence d’une masse de plus en plus considérable du dissolvant.

Il n’est pas sans intérêt de reproduire le tableau comparatif des chaleurs de formation des borates de soude et d’ammoniaque pour les dilutions successives:

B«0“ + NaO. B=0® + A2HL Différence.