CHLORURE DB CHAUX
Constitution chimique. —On n’est pas d’accord sur la véritable constitution chimique du chlorure de chaux. Quelques chimistes, qui n’admettent pas dans ce composé la présence de l’hypochlorite de chaux, le considèrent comme une combinaison instable de chlore et de chaux répondant à la formule ClCaO. Les travaux de Balard sur l’acide hypochloreux conduisent à la formule ClCa+CIO.CaO.
Mais aucune de ces deux formules ne correspond à la composition du produit que l’on obtient en faisant absorber, à la température ordinaire, du chlore sec par de l’hydrate de chaux pur et sec jusqu’à refus. D’après Kolb (Ann. de chim.
74 ENCYCLOPÊDIK CHIMIQUE.
et de phys., nov. 1867, p. 266), le produit préparé de celte manière est un chlorure type qui contient :
Chlore actif. 38,5
Chlore iiiaclif. 0,4
Chaux. 45,0
Eau. 14,7
Perte et traces de chlorate. 0,8
résultats qui peuvent être interprétés le plus exactement par la formule 2Cl-|-3(CaO.HO)=2(ClCaO. HO)-f-CaO. HO. L’eau ferait ainsi partie intégrante de ce corps, que l’on n’a d’ailleurs jamais pu obtenir anhydre.
Enfin, d’après Frésénius {Ann. de chim. et depharm., t. CXVllI, p. 317), le chlorure de chaux aurait une formule plus compliquée: CIO. CaO-(-ClCa. 2CaO-j-2nO; ce serait un mélange hydraté d’hypochlorite de chaux et d’un oxychlorure de calcium.
Propriétés. — Le chlorure de chaux est blanc, amorphe, pulvérulent et exhale une odeur faible de chlore ou d’acide hypochloreux. 11 se dissout incomplètement dans l’eau en laissant un résidu de chaux hydratée et donnant un liquide limpide qui, d’après Kolb, renferme le produit 2 (Cl GaO. HO).
L’acide carbonique décompose le chlorure de chaux humide en mettant en liberté de l’acide hypochloreux et formant du carbonate de chaux ; mais quand le chlorure de chaux est bien sec, il se dégage du chlore ; ce qui tendrait à prouver que ce produit ne contient pas d’acide hypochloreux. Les autres acides affaiblis dégagent également de l’acide hypochloreux en premier lieu, puis du chlore, par suite de l’action île ce dernier acide sur l’acide chlorhydrique provenant de la décomposition du chlorure de calcium. L’acide azotique forme avec le chlorure de chaux une espèce d’eau régale.
Le chlorure de chaux solide, sous l’influence d’une température inférieure à 100°, se convertit en chlorate, chlorure et hydrate de chaux, en vertu de l’équation suivante :
3[(ClCaO.HO)‘ -1- CaO.HO] = 5ClCa -f GlQs.CaO -+■ 3CaO.HO + 6HO.
Le chlorure de chaux liquide est plus stable, et ce n’est qu’à l’ébullition qu’il se change en chlorate, en même temps qu’il dégage de l’oxygène et du chlore. La lumière directe agit sur le chlorure sec comme la chaleur, mais moins énergiquement ; quant au chlorure liquide, il donne du chlorife de chaux, en outre des autres produits.
A froid, le chlore n’exerce aucune action sur le chlorure de chaux sec ; il est au contraire absorbé par le chlorure liquide, qui devient fortement acide. Si on fait passer un courant de chlore jusqu’à refus et qu’on expulse par un courant d’acide carbonique l’excès de gaz, on obtient un liquide qui, par la distillation, donne de l’acide hypochloreux. Cette réaction, qui est représentée par l’équation suivante, peut servir à la préparation de l’acide hypochloreux (Kolb) :
2(ClCaO.HO) -f 2C1 - 2ClGa -j- 2C10 -f- 2110.
NIVOIT. — CALCIUM.
La dissolution aqueuse de chlorure de chaux est décomposée, même à froid, par les bioxydes de manganèse, de cuivre et de mercure et par le sesquioxyde de fer ; elle donne un courant continu d’oxygène, qui ne s’arrête que quand tout le chlorure de chaux a été transformé en chlorure de calcium (Mitscherlich).
Le chlorure de chaux agit, sur les corps organiques et 1 es décompose ; il détruit les couleurs végétales, surtout en présence d’un acide libre.
Fabrication du chlorure de chaux. — On prépare industriellement le chlorure de chaux de la même manière que dans les laboratoires, en faisant arriver un courant de chlore dans un lait de chaux ou sur de la chaux éteinte. Ces procédés seront décrits avec détails dans le volume consacré aux applications.
BROMATE DE CHAUX. BrO^ CaO.
Le bromate de chaux forme de petits cristaux prismatiques terminés par une pyramide, appartenant au système rhomboïdal droit. Il se dissout dans 1,1 partie d’eau, et ne perd son eau de cristallisation qu’à 180°.
PERIODATE DE CHAUX. 10’. (CaO)*.
Le periodate de chaux est un précipité blanc, cristallin, renfermant 3 équivalents d’eau, qui se produit quand on verse une dissolution d’azotate de chaux dans une dissolution de periodate de potasse ou de soude. Soumis à l’action de la chaleur, il perd de l’eau, de l’iode et de l’oxygène, et laisse un résidu dont la formule est 10’. (CaO)® (Langlois).
lODATE DE CHAUX. 10®. CaO.
On peut préparer ce sel soit en précipitant l’iodale de potasse par le chlorure de calcium, soit en dissolvant de l’iode dans de l’hypochlorite de chaux qui agit comme un oxydant énergique. Il cristallise dans le système du prisme rhomboïdal, et contient alors six équivalents d’eau, dont cinq peuvent être chassés à 130° et le dernier à 200°. Il est peu soluble: il exige, pour se dissoudre, 400 parties d’eau froide et 100 parties d’eau bouillante.
SULFATE DE CHAUX ANHYDRE. SO®. CaO.
CaO. 28,00 4t,18
État naturel. — Le sulfate de chaux anhydre, ^ue les minéralogistes appellent anhydrite ou karsténite, se présente dans la nature à l’état cristallin,
fibreux ou saccharoïde. Il est rarement cristallisé avec régularité ; sa forme primitive est un prisme rectangulaire droit. Sa densité est de 2,964 ; sa dureté est supérieure à celle du marbre statuaire. Ce minéral est tantôt incolore, tantôt coloré en gris ou en rose par des matières organiques ou par de l’oxyde de fer. Les masses lamelleuses, fibreuses ou saccharoîdes sont presque toujours mélangées de diverses matières étrangères, sable quartzeux, argile, oxyde de fer, substances organiques ; elles sont môme quelquefois traversées par des veinules de sulfate de slronliane ou de sulfate de baryte.
La vulpinite est une variété d’anhydrite saccharoïde, accompagnée d’un, peu de silice qui augmente sa dureté. Elle est quelquefois bleuâtre, et on l’emploie alors comme marbre, notamment à Milan, où elle est connue sous le nom de marbre bardiglio de Bergame. Elle peut être associée à une certaine quantité de sel gemme, ce qui lui a fait donner le nom de muriacite.
L’anhydrite e.st beaucoup moins abondante que le sulfate hydraté. Elle ne forme de masses un peu considérables que dans les Alpes et la Nouvelle-Ecosse et se présente surtout à la jonction des terrains cristallisés et des terrains sédimentaires.
Propriétés. — L’anhydrite, exposée à l’air humide, absorbe très lentement l’eau pour se transformer peu à peu en sulfate hydraté; d’après plusieurs géologues, c’est ainsi que se seraient formées certaines masses de gypse. Elle ne se dissout dans l’eau qu’avec une extrême lenteur dans la proportion de 2 à 3 grammes par litre, quand elle est parfaitement porphyrisée ; on n’accélère pas la di.ssolution en chauffant à l’ébullition. Les acides azotique et chlorhydrique la dissolvent également avec beaucoup de difficulté. Les carbonates alcalins, par voie sèche comme par voie humide, la décomposent facilement quand elle est réduite en poudre fine et la transforment en carbonate de chaux.
Le sulfate de chaux commence à se décomposer à la chaleur blanche; il abandonne tout son acide sulfurique à la température de la fusion du fer produite par l’appareil Schlœsing. Dans les recherches analytiques, il faut donc opérer la calcination de ce sel à une température peu élevée (Boussingault, Compt. rend, de l'Acad. des se., t. LXIV, p. 1159).
SULFATE DE CHAUX HYDRATÉ. S0^Ca0.2tI0.
Ca(. 28,00 32,56
Propriétés. — Le sulfate de chaux hydraté, désigné ordinairement sous les noms de gypse ou pierre à plâtre, cristallise en grandes tables transparentes, qui se clivent facilement et présentent la forme de prismes droits à base rhomboïdale, dont les angles sont de 113° et de 67° ; ces cristaux sont ordinairement groupés en fers de lance, ou bien en prismes volumineux, en fines aiguilles, en lames (fig. 3, 4, 5).
NIVOIT. — CALCIUM.
Le sulfate de chaux est incolore, insipide, ou d’une saveur légèrement amère. Sa densité est de 2, 31. Il se laisse profondément entamer par l’ongle, et on le considère comme le moins dur de tous les minéraux.
Il se dissout assez lentement dans l’eau quand il est simplement concassé en
l'iG. 3. Kig. 4. Fig. 5.
gros sable; il se dissout plus facilement quand il est en poudre fine. 1000 parties d’eau en dissolvent un peu plus de 2 parties à 10° et à 100°, et près de 4 parties à 35°; ce sel présente donc un maximum de solubilité à cette dernière tempéra ture (Poggiale). Il est tout à fait insoluble dans l’alcool ; cette propriété est utilisée dans l’analyse chimique.
La présence de sels ammoniacaux dans l’eau favorise la dissolution du sulfate de chaux ; il en est de môme du chlorure de sodium. L’ackle chlorhydrique bouillant, l’acide azotique et surtout l’acide sulfurique concentré le dissolvent facilement; il se forme dans ce dernier cas un bisulfate (SO^)*.CaO.HO, décomposable par l’eau.
Lorsque le sulfate de chaux se dépose d’une dissolution à la température de 120°, comme cela arrive quelquefois dans les chaudières à vapeur alimentées par des eaux séléniteuses, ses cristaux ont pour formule (SO®. CaO)^ HO.
Le meilleur dissolvant du sulfate de chaux est l’hyposulfile de soude, en solution concentrée, surtout quand elle est chauffée légèrement. Cette dissolution se trouble un peu, en abandonnant du soufre, par une ébullition prolongée. Il se forme probablement un hyposulfite double (Diehl, Répert. de chim.pure^ 1860, p. 312).
Quand on chauffe le gypse, il commence’ à perdre son eau à une température voisine de 100°; puis il se déshydrate complètement vers 170°, et devient pulvérulent et farineux. Au contact de l’eau, le sulfate de chaux ainsi déshydraté se combine avec les deux équivalents d’eau qui lui ont été enlevés et reprend sa dureté primitive. La rapidité avec laquelle se fait cette combinaison est en rapport avec la température à laquelle le gypse a été soumis ; si le gypse a été cuit à plus de 200°, il n’absorbe de l’eau qu’avec beaucoup de difliculté et de lenteur; au delà de 400", il se comporte comme l’anhydrite, dont on ne peut obtenir un plâtre susceptible de se gâcher et de faire prise avec l’eau. A une température supérieure, on arrive à fritter, puis à fondre le sulfate de chaux, et même à le décomposer.
Le sulfate de chaux se transforme en sulfure de calcium sous l’influence de matières organiques en décomposition. Ce sulfure, se décomposant ensuite par l’action de l’acide carbonique, donne naissance à un dégagement d’acide sulfhydrique. On peut expliquer ainsi la présence de ce gaz dans certaines eaux qui contenaient originairement du sulfate de chaux.
Une réaction semblable peut s’opérer dans le sol de certaines villes, telles que Paris, où il se trouve une grande quantité de sulfate de chaux. Quelquefois mèm le soufre est mis en liberté.
État naturel. — Le gypse existe dans presque toutes les formations géologiques et fréquemment en masses considérables. On le trouve principalement en couches puissantes dans les terrains tertiaires, et en amas lenticulaires dans les marnes irisées. En veinules ou en cristaux isolés, il se présente dans tous les terrains, dans certains filons, dans les couches de houille et de lignite, dans certains dépôts de minerais de fer.
A l’état naturel, le gypse est en cristaux parfaitement nets ou en masses lamellaires, fibreuses, saccharoïdes, compactes.
Le gypse lamellaire présente, comme les crislaux, trois clivages distincts, dont l’un, beaucoup plus facile que les deux autres, permet de diviser aisément le minéral en lamelles très minces.
Le sulfate de chaux fibreux est en plaques minces à fibres droites,, larges, avec une légère indication de clivage dans le sens de leur largeur. Il a un éclat nacré et soyeux ; il est blanc laiteux et translucide.
Le sulfate de chaux saccharoïde, connu dans les arts sous le nom d’albdtre, est grenu comme le marbre statuaire, et lui serait identique sans sa forte translucidité qui lui donne un aspect particulier. Sa couleur habituelle est le blanc de neige; cependant quelques variétés sont légèrement grisâtres, jaunâtres ou rougeâtres. Gomme il est très tendre, on le taille aisément avec un instrument coupant, sans le secours du ciseau, et on en fait divers objets d’ornement. Il ne faut pas confondre cet albâtre gypseux avec Valbâtre calcaire, qui n’est autre chose que du carbonate de chaux.
Le sulfate de chaux compact a une cassure esquilleuse et une teinte blanc jaunâtre un peu sale.
Le sulfate de chaux calcarifère est une cinquième variété qui forme une espèce de passage entre la chaux sulfatée cristallisée et la chaux sulfatée saccharoïde; elle se compose de petits cristaux agglomérés de la variété trapézienne, dont la cassure paraît grenue à la simple vue. Sa couleur ordinaire est le blanc jaunâtre, et elle renferme généralement de l’argile et du carbonate de chaux.
Usages. — Le plâtre est employé dans les constructions comme ciment; il présente l’avantage de se solidifier en quelques minutes. On s’en sert aussi pour le moulage.
On donne de la dureté au plâtre en le gâchant avec une eau chargée de gomme ou de gélatine {stuc), en le plongeant dans de l’eau contenant 10 pour 100 d’alun {plâtre aluné), ou en le silicatisant.
NIVOIT. — CALCIUM. 79
L’agriculture fait aussi un grand usage du plâtre pour faciliter le développement de certaines plantes et particulièrement des légumineuses.
Enfin on a proposé d’utiliser le gypse pour la fabrication de l’acide sulfurique.
BISULFATE DE CHAUX. (SO®)®. CaO. HO.
Quand on traite le sulfate de chaux par l’acide sulfurique à une température de 80 à 100°, il se transforme en une masse grenue dont une portion est dissoute dans l’acide et s’en sépare en grande partie par le refroidissement en petits cristaux granuleux qui, vus au microscope, ont l’apparence de prismes courts, incolores et transparents et ont pour formule (SO^)®. CaO. HO.
Ce sel se décompose à l’air; la moitié de son acide sulfurique, attirant l’humidité, se sépare, et il reste une poudre fine de sulfate neutre. L’eau le décompose instantanément et de la môme manière (Berzélius).
