CHLORATE DE SOUDE

Na0,C10 5 .

Propriétés. — Le chlorate de soude cristallise dans le système cubique. Rammelsberg, en étudiant ses formes cristallines, a constaté qu’il peut offrir simultanément les deux espèces d’hémiédrie du système cubique ; l’hémiédrie à faces parallèles et l’hémiédrie à faces inclinées. On y rencontre les faces du tétraèdre combinées avec celles du dodécaèdre pentagonal. De là résulte l’existence de l’hémiédrie symétrique et non superposable dans le système cubique. La forme dominante des cristaux de chlorate de soude est le cube ; les formes secondaires les plus fréquentes sont le dodécaèdre rhomboïdal, le dodécaèdre pentagonal et le tétraèdre. Quand ces diverses formes existent simultanément

Fig. 8. Fig. 9.

sur un même cristal, chacune des faces cubiques est limitée par six arêtes (fig. 8 et 9), parmi lesquelles les arêtes G sont les intersections du cube et du dodécaèdre pentagonal, les arêtes P celles du cube et du dodécaèdre pentagonal, les arêtes T celles du cube et du tétraèdre. La figure 8 représente un cristal droit, la figure 9 un cristal gauche. Les premiers cristaux dévient le plan de polarisation à droite, tandis que les seconds le dévient à gauche. La

SODIUM

déviation est d’ailleurs, dans l’un et l’autre cas, d’environ 3° 30' par millimètre; elle est proportionnelle à l’épaisseur. Il arrive parfois que des phénomènes de polarisation lamellaire font changer l’aspect des plaques quand on les tourne dans leur propre plan.

Marbach, à qui on doit la découverte de tous ces phénomènes, a reconnu que les dissolutions de chlorate de soude sont sans action sur la lumière polarisée, même quand on a eu soin de les préparer avec des cristaux exerçant des déviations de même sens. L’évaporation d’une telle solution de cristaux de même espèce donne des cristaux dextrogyres et lévogyres. On en conclut que l’arrangement moléculaire des cristaux se détruit dans l’acte de la dissolution.

Le chlorate de soude est anhydre et un peu hygrométrique. Sa densité est égale à 2,289 (Bœdecker), à 2,467 (Berthelot). Sa solubilité a été étudiée par Kremers. Il a trouvé que :

100 parties d’eau dissolvent à 0°

81,9 parties de chlorate de soude.

D’après M. Schlœsing, 100 parties d’eau dissolvent à la température de 12 degrés 89,3 parties de chlorate de soude. En faisant agir 100 parties d’eau sur un mélange de chlorate et de chlorure en excès, il a trouvé que les deux sels étaient respectivement dissous dans les proportions suivantes :

12 degrés. 50,75 24,4

122 degrés. 249,6 11,5

Dissolution bouillante des deux sels refroidie à 12». .. . 68,6 11,5

Il résulte de là un moyen commode pour séparer les deux sels, d’après la différence de leurs solubilités.

La dissolution saturée de chlorate de soude bout à 132 degrés. Ges dissolutions se sursaturent facilement, et la température du point d’ébullition peut s’élever jusqu’à 135 degrés (Kremers).

M. Gernez a constaté qu’en introduisant dans une dissolution de chlorate de soude ainsi sursaturée une parcelle de cristal gauche, on obtient des cristaux gauches à l’exclusion des cristaux droits. Pareillement, une dissolution sursaturée^des cristaux gauches touchée avec un cristal droit ne donne plus naissance qu’à des cristaux droits. On sait, au contraire, depuis les expériences de M. Marbach, qu’une dissolution faite avec l’une ou l’autre des modifications hémiédriques de chlorate de soude, donne par refroidissement un mélange, en quantités à peu près égales, de cristaux gauches et de cristaux droits.

Le tableau suivant, dressé d’après les indications de Kremers et de Gerlach, donne la densité des solutions de chlorate de soude :

NaO,CIO 5 dissous pour 100... 10 15 20 25 30 35

Densité. 1,070 1,108 1,147 1,190 1,235 1,282

Ce sel est moins soluble dans l’alcool que dans l’eau ; 1 partie exige pour se dissoudre 34 parties d’alcool à 83 degrés centésimaux.

La chaleur de dissolution du chlorate de soude est égale à — 5 CaI ,6 (Berthelot).

Sa chaleur deformation, depuis la base et l’acide en dissolution étendue, est la même que celle du chlorure de sodium dans les mêmes conditions. Elle est égale à -f-13 Cal ,7, vers 19 degrés (Berthelot).

Depuis les éléments on a :

Cl + Os + Na = C10 e Na solide, dégage. + 85Cai,4.

La décomposition du chlorate de soude en chlorure et oxygène, rapportée à la température ordinaire, dégage -)-12 Cal ,3. A la température réelle de la réaction, c’est-à-dire 500 à 600 degrés, la quantité de chaleur pour le sel solide est à peu près la même, ainsi que M. Berthelot l’a établi par le calcul.

Le chlorate de soude possède toutes les propriétés chimiques du chlorate de potasse. Mais, comme il est plus difficile à préparer, et qu’il est un peu hygrométrique, on le remplace toujours par le sel de potasse dans toutes les réactions oxydantes. Il est donc inutile d’insister plus longtemps sur son histoire.

Préparation. — On obtient le chlorate de soude par plusieurs procédés :

1° On fait passer à refus un courant de chlore dans une dissolution concen trée de soude caustique ou de carbonate de soude. Il se forme d’abord de l’hypo chlorite et du chlorure ; mais, par suite de l’élévation progressive de la température, l’hypochlorite se détruit à son tour en donnant du chlorure et du chlo rate. On favorise cette transformation en faisant bouillir la liqueur quelque temps après le passage du chlore. Le changement de l’hypochlorite enchlorate :

3(C10,Na0) dissous = C10 8 Na dissous + 2NaCi, dégage + 18 Cal ,3 (Berthelot).

Pour séparer le chlorate du chlorure, on ne peut avoir recours à leur différence de solubilité, commedans laprépartion du chlorate de potasse. On s’exposerait ainsi à laisser dans les eaux mères une grande partie du chlorate de soude, comme le montrent les données numériques, publiées à ce sujet par M. Schlœsing (voy. p. 75). Il faut par suite recourir à l’alcool, dans lequel le chlorure de sodium est à peu près insoluble, et qui dissout assez bien le chlorate.

2° D’après Berzelius, le meilleur moyen pour obtenir le chlorate de soude pur est de neutraliser l’acide chlorique par la soude, ou bien de faire bouillir 9 parties de chlorate de potasse avec 7 parties de fluosilicate de soude et une

SODIUM

quantité d’eau suffisante ; on laisse déposer le fluosilicate de potasse, on décante la liqueur surnageante qui renferme le chlorate de soude dissous, et on l’évapore.

3° On peut encore, d’après Wittstein, préparer le chlorate de soude par double décomposition entre le chlorate d’ammoniaque et le carbonate de soude. On évapore au bain-marie, jusqu’à formation d’une bouillie cristalline, une dissolution de 3 parties de sulfate d’ammoniaque et de 5 parties de chlorate de potasse dans 15 parties d’eau bouillante. Après refroidissement, on ajoute à la masse quatre fois son poids d’alcool pour dissoudre le chlorate d’ammoniaque. On filtre, on décompose et l’on ajoute à la solution alcoolique filtrée 5 parties de carbonate de soude. On obtient ainsi du chlorate de soude qu’on sépare du carbonate d’ammoniaque en volatilisant celui-ci par une calcination ménagée.

4° Hopfer de l’Orme, Wittstein et Bœttger ont encore indiqué la décomposition d’une solution bouillante de bitartrate de soude par le chlorate de potasse. La liqueur refroidie laisse déposer le bitartrate de potasse ; on décante l’eau mère surnageante, on l’évapore à sec, et l’on reprend le résidu par l’alcool, qui dissout le chlorate de soude. Bœttger recommande de dissoudre 7 parties de cristaux de soude et 7,5 parties d’acide tartrique dans 24 parties d’eau, et d’y ajouter 6 parties de chlorate de potasse dissous dans 16 parties d’eau bouillante.

PERCHLORATE DE SOUDE.

Na0,C10 7 .

Propriétés. — Le perchlorate de soude est anhydre. Il cristallise en lamelles transparentes ou en rhomboèdres (Penny). Ce sel est déliquescent. Il est très soluble dans l’eau et dans l’alcool. Cette propriété a conduit Serullas etM. Schlœsing à un procédé très simple de séparation de la potasse et de la soude.

Préparation. — On l’obtient :

1° En saturant une lessive de soude avec de l’acide perchlorique étendu, évaporant à sec et reprenant le résidu par l’alcool qui l’abandonne sous forme de lamelles transparentes (Serullas).

2° En décomposant le chlorate de soude par la chaleur. La transformation est plus nette qu’avec le sel de potasse, en ce sens que le dégagement d’oxygène s’arrête presque complètement dès que la matière a pris une consistance pâteuse. Le résidu est un mélange de chlorure de sodium et de perchlorate renfermant encore un peu de chlorate. On reprend par le moins d’eau possible, et l’on décante la solution sirupeuse pour la séparer du dépôt cristallin, formé de chlorure et de chlorate (Schlœsing).

HYPOBROMITE DE SOUDE.

NaO.BrO.

En faisant réagir le brome sur lés lessives de soude étendues, Balard a constaté la formation d’un bromure et d’un hypobromite :

2 Br + 2 (NaO.HO) = NaBr + NaO,Bi*Q + 2 HO.

D’après MM. Berthelot et Thomsen, cette réaction dégage-f-6 Cid ,0, à 9 degrés.

L’hypobromite ainsi formé possède un pouvoir décolorant comparable à celui de l’hypochlorite. Les acides faibles, tels que l’acide carbonique, en dégagent du brome. A l’ébullition, l’iiypobromitc se transforme en bromure et en bromate:

3(NaO,BrO) = 2NaBr + NaO.BrO 5 .

La transformation finale de I’hypobromite en bromure et oxygène s’accomplit facilement avec les lessives alcalines concentrées. Ce phénomène correspond, en effet, au dégagement de chaleur maximum, d’après les déterminations de M. Berthelot. Ainsi, la transformation du système initial formé par 3 équivalents de brome gazeux et 6 équivalents de potasse étendue, dégage 57 Cal ,6, 54 Cal ,0 ou 74 Cal ,0, suivant qu’il se transforme en bromure et hypobromite, en bromure et bromate, ou en bromure dissous et oxygène gazeux.

BROMATE DE SOUDE.

NaO.BrO 5 .

Propriétés. — Ce sel cristallise au-dessus de -f- 4 degrés en petits cristaux anhydres, brillants, isomorphes avec eeux du bromate de potasse et du chlorate de soude. Ces cristaux sont, d’après Rammelsberg, des tétraèdres ou des octaèdres. Marbach a constaté qu’ils sont doués de la polarisation rotatoire. Quelques-uns présentent en outre des phénomènes de polarisation lamellaire. Une lamelle taillée parallèlement aux faces de l’octaèdre, montre trois secteurs limités par des lignes disposées comme les arêtes de l’ieositétraèdre, projetées sur le plan de la lame. Quand une de ces lignes est parallèle ou perpendiculaire au plan du polariseur, le secteur opposé à cette ligne devient le plus sombre, de sorte que si l’on tourne le cristal de 90 degrés dans son propre plan, l’aspect redevient le même.

Au-dessous de 4 degrés, le bromate de soude cristallise en aiguilles à quatre pans qui s’effleurissent à l’air (Lôwig).

SODIUM

La densité de ces cristaux est de 3,339 à 17°,5 (Kremers). Leur solubilité dans 100 parties d’eau est exprimée par la table suivante :

Température. 0° 20' 40' 60' 80' 100»

Na0,Br0 5 dissous. 27,54 34,48 50,25 62,5 75,75 90,9

Le bromate de soude donne facilement des solutions sursaturées. La dissolution saturée bout à 109 degrés (Kremers).

Ce sel fond au rouge en perdant de l’oxygène et en se transformant en bromure de sodium.

Préparation. — On l’obtient, comme le bromate de potasse, soit en fondant le chlorate de soude et le bromure de potassium, soit en faisant passer un courant de chlore dans une solution de carbonate de soude additionnée de brome, ou bien encore en traitant une lessive concentrée de soude caustique par du brome.