SULFATE DE SOUDE HYDRATÉ

Na0,S0 3 + 7 HO.

Propriétés. — Il cristallise en prismes dont les angles principaux sont : mm — 87° 20'; e'e' = 88° 0'. Les déterminations effectuées par M. Marignac ne permettent pas de décider s’ils appartiennent au type quadratique ou au type orthorhombique. Ces mesures sont rendues très difficiles par la rapidité avec laquelle ces cristaux se troublent et prennent un aspect porcelané dès qu’on les expose à l’air libre.

Ce phénomène est dû à une transformation rapide de l’hydrate à 7 équivalents d’eau en l’hydrate plus stable Na0,S0 3 -(-10 HO, aux dépens de l’eau mère qui les imprègne. Aussi les premières analyses avaient-elles conduit à admettre qu’il renferme 8 équivalents d’eau.

La métamorphose des cristaux transparents en sel opaque s’accomplit même quand on les conserve dans une fiole sous l’alcool dilué. La chute des poussières atmosphériques renfermant des germes de l’hydrate à 10 équivalents d’eau suffit à déterminer la transformation rapide des cristaux en l’hydrate plus avancé, avec une élévation de température assez notable et qui peut atteindre jusqu’à 13 degrés.

SODIUM

Lœwel a réussi à maintenir inaltéré, pendant vingt-cinq jours, un échantillon d’hydrate à 7 équivalents d’eau, en l’abandonnant sous une cloche en présence de chlorure de calcium. Tout le système avait été préalablement porté à 40 degrés, afin de détruire toute trace de sel de Glauber. La masse était restée transparente, sauf une pellicule blanche qui s’était formée à la surface. On la pesa, puis on l’évapora alors à l’air libre et vers + 4 degrés ; elle devint opaque au bout de vingt-quatre heures. Abandonnée de nouveau sous la cloche avec le chlorure de calcium, le sel perdit toute son eau en cinq jours, à une température de 15 à 24 degrés, tandis que, sous son état moléculaire primitif, la déshydratation, à la même température, était insignifiante au bout de vingt-cinq jours. Il semble donc que, sous ces deux états, le sulfate de soude possède des tensions de vapeur bien différentes.

Lœwel a constaté que la solubilité de l’hydrate Na0S0 3 ,7 HO èst beaucoup plus grande que celle de l’hydrate NaOSO 3 ,10HO, aux températures comprises entre zéro et 26 degrés.

Vers 27 degrés, la solubilité du sel atteint un point maximum auquel la dissolution saturée contient 56 pour 100 de sel anhydre, exactement comme la dissolution saturée de sel à 10HO à la température de 34 à 36 degrés.

A la température de -)- 27 degrés, les cristaux à 7 HO, qui ne peuvent se dissoudre dans l’eau mère saturée, se liquéfient dans leur eau de cristallisation, leur constitution moléculaire change et ils déposent des croûtes de sel anhydre. Cette transformation est plus rapide vers 30 ou 32 degrés ; lorsqu’elle est achevée, les dissolutions saturées, qui avaient d’abord la richesse qu’on vient d’indiquer, déposent peu à peu du sel anhydre, jusqu’à ce qu’elles n’aient plus que la richesse des dissolutions saturées de sel anhydre cristallin aux mêmes températures.

On trouvera plus loin (p. 111) le tableau comparatif des solubilités des trois modifications du sulfate de soude, d’après les déterminations de Lœwel.

L’eau mère des dissolutions refroidies à zéro, pour faire déposer l’hydrate à 7 Aq., se prend toujours en une masse cristalline de sel à 10 Aq. quand on la verse dans une capsule.

D’autre part, en refroidissant à zéro les solutions sursaturées de concentrations diverses, Lœwel a trouvé que les eaux mères contenaient une même quantité de sel anhydre. Ces dissolutions présentent donc des termes fixes de saturation pour une température déterminée ; mais la saturation n’existe que pour l’hydrate à 7 équivalents d’eau.

Cet hydrate peut d’ailleurs, bien qu’à un moindre degré que le sel de Glauber, donner naissance à des solutions sursaturées. Aussi les solutions qui ne sont pas en présence d’un excès de l’hydrate NaOSO 3 ,7 HO, ne cristallisent-elles pas immédiatement, lorsque leur température s’abaisse au-dessous du point de saturation normal de cet hydrate.

Lœwel a observé que la température de cristallisation spontanée de cet hydrate est d’autant, plus basse que la solution est plus concentrée. Cette température de solidification serait fixe et située vers — 8 degrés, d’après MM. Violette et Baumhauer.

Les expériences de M. de Coppet confirment les assertions de Lœwel ; mais

« il n’existe pas, d’après lui, de relation exacte entre la concentration de la solution et l’abaissement de la température de cristallisation spontanée au-dessous de la température de saturation normale ; pour une seule et même solution, la température de la cristallisation spontanée peut varier de plusieurs degrés. L’abaissement est toujours d’au moins 7 degrés, et le plus souvent de 12 degrés, pour les solutions contenant de 20 à 35 parties de sel anhydre pour 100 d’eau. »

Un refroidissement brusque produit la cristallisation à une température plus élevée qu’un refroidissement lent.

M. de Coppet a observé la cristallisation à des températures comprises entre -j- 6 degrés et — 13°,3. Il est donc inexact que la cristallisation spontanée de l’hydrate ait toujours lieu exactement à— 8 degrés.

Le premier cristal se forme tantôt sur les parois du tube, tantôt à la surface ou au sein du liquide. Enfin, la dissolution sursaturée cristallise à une température d’autant plus élevée qu’on opère avec des quantités plus considérables.

Préparation. — Yoici comment Lœwel recommande d’opérer pour isoler les cristaux de l’hydrate Na0,S0 3 ,7H0.

On dissout dans une fiole 22 grammes de sulfate à 10 équivalents d’eau dans 10 grammes d’eau. On fait bouillir la liqueur, puis on bouche la fiole avec un bouchon traversé par deux petits tubes de verre recourbés n’ayant que 2 millimètres de diamètre intérieur. On l’abandonne jusqu’au lendemain à une température de -j- 6 degrés à -f- 8 degrés, de façon à déterminer la formation de quelques cristaux. On plonge alors l’extrémité de l’un de ces tubes dans dé l’alcool à 36 degrés, préalablement chauffé à 40 degrés, pendant qu’on aspire doucement l’air de la fiole par l’autre tube. La panse de la fiole se remplit ainsi d’alcool, qui surnage sur la dissolution saline beaucoup plus dense. On fait entrer ainsi dans la fiole un volume d’alcool double de celui de la liqueur primitive. Cela fait, on retire le bouchon bitubulé, on le remplace par un bouchon plein et l’on abandonne la fiole au repos. L’alcool s’hydrate progressivement aux dépens de la dissolution saline, qui finit par disparaître complètement pour faire place à de gros cristaux de l’hydrate à 7 HO baignant dans l’alcool aqueux. On prolonge le contact de ces cristaux avec l’alcool pendant huit ou dix jours, afin de déterminer la cristallisation de l’eau 'mère interposée; ils restent ainsi parfaitement limpides et transparents. On les sort de la fiole et on les exprime rapidement entre des doubles de papier Joseph pour en extraire l’alcool qui les imprègne. Ils ne contiennent pas ainsi de sel à 10 HO ; mais il suffit de les abandonner quelques heures à l’air libre pour qu’ils deviennent opaques, par suite d’une transformation partielle en l’hydrate à 10 HO.

SODIUM