ESSAI DU ZINC PUR
Le zinc pur ne doit plus contenir de soufre, de carbone, d’arsenic, d’antimoine, de cadmium, de plomb, de fer, de cuivre, d’étain, de nickel ou cobalt.
On s’en assurera comme il suit ;
Le zinc pur doit se dissoudre sans résidu, dans l’acide sulfurique étendu.
L’hydrogène dégagé ne doit donner aucun précipité dans les sels de plomb, d’argent ou d’or; il ne doit former dans l’acide nitrique fumant pur aucun sel qui donne un résidu fixe à l’évaporation. Il ne doit en brûlant donner aucune tache, ni fournir un anneau dans un tube chauffé.
La dissolution obtenue, additionnée d’acide sulfurique, ne doit pas précipiter par l’hydrogène sulfuré. Elle ne doit fournir à une lame de zinc aucun dépôt métallique. Le précipité qui y est formé par la potasse doit se dissoudre complètement dans un excès de réactif.
Les diverses impuretés du métal se trouvent caractérisées dans cet essai :
Carbone. — Résidu par l’acide sulfurique étendu.
Soufre. — L’hydrogène dégagé précipite les solutions métalliques.
Un autre procédé est préférable pour indiquer la présence du soufre : la solution du métal dans l’acide azotique pur précipite par le chlorure de baryum, s’il y a du soufre.
Arsenic. Antimoine. — L’hydrogène dégagé précipite les solutions témoins.
ZINC
L’acide, nitrique fumant, qu’il a traversé, donne à l’évaporation un résidu sec d’acide arsénique, antimonique. Sa flamme donne des taches brunes; il y a des anneaux bruns dans le tube chauffé.
On caractérise très bien de la manière suivante : le zinc suspect est attaqué par l’acide nitrique concentré. On évapore à siccité, et on reprend le résidu par de l’eau acidulée d’acide azotique. Dans la liqueur claire on ajoute du molybdate d’ammoniaque : s’il y a de l’arsenic, on a un précipité jaune d’arséniomolybdate d’ammoniaque.
Cadmium. Cuivre. — Solution précipitée par l’acide sulfhydrique.
— par le zinc.
— par la potasse en excès.
Fer. Nickel. Cobalt. — Solution précipitée par le zinc.
— par la potasse en excès.
Étain. — Solution précipitée par l’acide sufhydrique.
— par le zinc.
Plomb. — Résidu par l’acide sulfurique étendu.
Solution précipitée par l’acide sulfhydrique.
— par le zinc.
PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DU ZINC
Le zinc est un métal blanc bleuâtre ; d’après Prévost, la lumière réfléch e plusieurs fois entre deux plaques de zinc poli, prend une coloration bleu intense.
Il possède un vif éclat métallique, quand il est fraîchement décapé, mais il se ternit assez rapidement dans l’air humide.
Cristallisation. — Le zinc cristallise dans le système hexagonal.
En refroidissant très lentement une grande masse de zinc fondu, Plattner a obtenu des prismes hexagonaux très nets. Nôggerath a fait une observation analogue. Rose a examiné des cristaux semblables provenant de l’usine à zinc d’Altemberg (Prusse Rhénane) : c’étaient des prismes hexagonaux basés et modifiés par un dihexaèdre {Pogg., Ann., LXXXIII, 129).
Stolba a indiqué un moyen d’obtenir une cristallisation nette du zinc {Journal für praktische Chemie, LXXXIX, 122).
Le métal, chauffé juste à fusion, est versé dans une boîte de carton, où il est soumis à un refroidissement lent. Au bout de quelque temps, on fait écouler le métal encore liquide, et on trouve sur la surface de la boîte des pyramides hexagonales très nettes, clivables perpendiculairement à leur axe.
Ces exemples montrent que les cristaux ordinaires de zinc se rapportent à un prisme hexagonal régulier, et présentent, outre le prisme m, la base p et la pyramide ft*. Rose a trouvé :
Clivages selon p el b.
Le zinc parait isomorphe du magnésium.
Selon Nicklès, le zinc serait dimorphe, et pourrait aussi cristalliser dans le système cubique : dans un échantillon de métal préparé par Favre, et très pur, il trouva la forme et les angles du dodécaèdre pentagonal. D’après Rose {Pogg. Anmlen, LXXXV, 293), ces cristaux obtenus par sublimation du zinc ne seraient qu’un agrégat d’un grand nombre de petits cristaux, offrant accidentellement une forme pentagonale.
Pourtant il suffit d’ajouter au zinc de très petites quantités de métaux étrangers pour changer sa forme cristalline, qui devient alors tantôt cubique, tantôt orthorhornbique.
Les alliages de cuivre et de zinc, contenant jusqu’à 70 pour 100 de ce dernier métal, cristallisent dans le système cubique (Storer).
Il en est de même des alliages d’arsenic et de zinc; un alliage formé par :
81,18 zinc.
18,82 arsenic.
donne des octaèdres réguliers (Cooke).
Un alliage de sodium et de zinc, contenant 96 pour 100 de zinc, donne des cubes très nets (Rieth et Beilstein, Annalen der Chemie und Pharm., CXXVI, 248).
Au contraire, du zinc plombifère a donné à Hugo Müller des prismes sans doute orthorhombiques, dont Miller a mesuré l’angle :
Warren de la Rue {Philosophical Magazine, XXVII, 270) a également trouvé des prismes orthorhombiques en dissolvant des plaques de zinc dans les appareils de galvanoplastie : ces prismes étaient formés de zinc impur, qui contenait du plomb, du cuivre, du fer.
Laurent et Holms, en distillant du zinc qui renfermait 3ou 4pourl00de fer, obtinrent quelques prismes à base rhornbe.
En toutes circonstances, le zinc est cristallin. Un lingot fraîchement cassé présente des facettes très brillantes, surtout si le zinc ne contient pas de fer.
Structure et élasticité. — La structure interne du métal, toujours cristalline, est tantôt grenue, tantôt lamelleuse, selon les conditions physiques de sa préparation.
D’après Bolley (Aww. der Chemie und Pharmacie, XGV, p. 294), les différences de texture proviennent de la température plus ou moins élevée à laquelle on a porté le métal fondu. Le métal chauffé seulement un peu au-dessus de son point de fusion, prendrait toujours par refroidissement la structure grenue (A); le métal qui aurait au contraire été porté au rouge vif, donnerait toujours une cassure lamelleuse, même par un refroidissement brusque (B).
Bolley a voulu y voir deux variétés moléculaires et sans doute hétéromorphes
ZINC
du zinc. La variété A, grenue, se distinguerait par sa malléabilité, et par sa résistance plus grande à l’attaque par les acides. D’après ce savant, A est attaqué par les acides huit fois moins vite que B.
G. F. Rammelsberg (Monatsber. Berlin. Akad., 1880, 225) n’a pas retrouvé les résultats de Bolley : le zinc ne paraît pas avoir deux modifications moléculaires. Pourtant le refroidissement brusque du métal liquide accroît sa dureté, diminue sa malléabilité et lui communique une résistance plus grande aux acides.
Le zinc pur est, à la température ordinaire, assez ductile et malléable : il l’est beaucoup moins quand il est impur, comme le métal du commerce. Des coups de marteau trop violents le brisent dans la direction des faces de clivage.
Par une compression régulière qui détruit sa structure lamelleuse, il devient plus ductile, et peut plus facilement à froid être réduit en feuilles minces.
Le coefficient d'élasticité du zinc a été mesuré par VVertheim (1), soit directement, soit par l’étude des vibrations longitudinales ou transversales des verges de zinc. D a trouvé à 15 degrés ;
kg kg kg
Zinc distillé fondu dans le sable. ï 6778 7536
— — dans un moule 90ül 9123 9338
— ordinaire laminé. 8734 8794 9555
— brisé par traction. » 9324 »
La limite d'élasticité du métal est très variable, selon son état physique. Wertheim a trouvé que l’allongement permanent de 1/2 millimètre par mètre, pour une barre de 1 millimètre carré de section, avait lieu pour une traction de :
Zinc étiré. 0,75
— recuit. t ,00
— fondu. 3,20
La ténacité du zinc est assez faible. Guyton de Morveau l’avait évaluée : il avait reconnu qu’un fil de zinc de 1 millimètre de diamètre se rompt sous un poids de 12'‘s,4 {Ann. de chimie et de phys. [1], LXXI, p. 193).
Wertheim a repris dans la suite cette mesure, il a trouvé que pour un fil de 1 millimètre de diamètre, le coefficient de rupture était ;
U ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE
Le zinc possède une dureté assez médiocre : aussi il encrasse la lime. Ilugueny a donné une évaluation à l’aide de son scléromètre : à 20 degrés, le cuivre ayant la dureté 1, l’acier fondu trempé ayant la dureté 3,08, celle du zinc représentée par 0,83.
Le zinc est peu sonore, du moins tà froid.
L’élévation de température modifie profondément ces propriétés physirpies du zinc. Hobson et Sylvesler reconnurent que le zinc du commerce devient ductile et malléable, quand on le chauffe de 100 à 150 degrés {Gilb., XXIV, 404) ; ils prirent, en 1805, un brevet pour le laminage de ce métal, industrie qui a pi’is depuis lors une importance très considérable.
Au-dessus de 150 degrés, la malléabilité disparaît; à 205 degrés, le zinc est très cassant et peut être pulvérisé dans un mortier porté à cette température.
Ces variations dans les propriétés du métal correspondent à des transformations internes delà structure. Kalischer {Carl's Repertormm, 1882, p. 193) a remarqué que le zinc chauffé de 150 à 170 degrés prend une structure nettement cristalline : il perd sa sonorité, et donne, quand on le ploie, un bruissement semblable au cri de l’étaiu. La tôle de zinc subit une modification semblable quand on la porte à 200 degrés.
J. G. Douglas {Chemical News, XLIII, 203) a fait une observation analogue.
Cet état cristallin étant peu favorable au laminage, il convient dans cette opération de ne pas atteindre la température de 150 degrés.
Les impuretés du zinc ont une très grande influence sur sa malléabilité, ainsi qu’il a été dit précédemment.
L’étain, qui e.viste dans quelques zincs, paraît diminuer sa malléabilité (Karsten).
Il en est de même du cuivre. Le fer, qui s’y trouve toujours en petite quantité, devient très nuisible quand sa proportion s’élève un peu: il augmente beaucoup la dureté du métal ; d’après Karsten, le zinc, pour fournir un bon laminage, ne doit pas contenir plus de 0,02 pour 100 de fer.
Le cadmium donne avec le zinc des alliages assez malléables (Mentzel,. Karsten-s Arch., 1829,1,416). Aussi la petite quantité de cadmium, renfermée dans les zincs du commerce, n’exerce aucune influence sur sa malléabilité.
La présence du plomb ne paraît pas changer beaucoup la facilité de laminage, mais elle diminue la résistance des feuilles obtenues.
Densité du zinc solide. — La densité du zinc solide a été mesurée par de nombreux observateurs.
Zinc ordinaire fondu. 6,861 (Brisson).
— laminé. 7,191 (id.).
— laminé et martelé. 7,3 (Karsten).
— laminé (15°). 7,008 (Werlheim).
Zinc purifié fondu. 6,9154 (Karsten).
Zinc distillé fondu (15°). 7,148 (Matthiessen).
— fondu dans un moule (15"). 7,146 (Wertlieim).
— fondu dans le sable (15°). 7,134 (id.).
ZINC
Bolley a fait une longue étude de ce sujet ; il a fait observer que le zinc fondu renferme souvent de petites cavités, qui diminuent sa densité apparente : cette circonstance oblige à se servir du métal brisé en menus fragments. Il a trouvé ainsi pour le zinc coulé au rouge, ou à une température voisine du point de fusion :
Zinc seulement fondu, refroidi lentement. 7,145
— refroidi brusquement. 7,178
Zinc surchauffé, refroidi lentement. 7,120
— refroidi brusquement. 7,109
Bolley avait conclu de ces résultats, ainsi que des caractères de structure et de résistance chimique, à l’existence de deux variétés de zinc, l’une obtenue par surchauffe du métal fondu (B), l’autre obtenue par simple fusion du métal (A), et de densité plus grande (voy. ci-dessus. Structure du zinc).
Les mesures de densité prises par Bammelsberg ne vérifient pas les résultats de Bolley. Il a trouvé :
Zinc seulement fondu, refroidi lentement. 7,159
— refroidi brusquement. 7,133
Zinc surchauffé, refroidi lentement. 7,155
— refroidi brusquement. 7,119
Dilatation. — Le coefficient de dilatation linéaire est :
[de 0” à 100“]' (Zinc martelé)... 0,00002193 (Calvert et Johnson).
D’après Fizeau, le coefficient linéaire du zinc distillé (en poudre comprimée), est :
L’allongement de l’unité de longueur est, pour un échauffement de zéro à 100 degrés, de 0,002905.
Le coefficient de dilatation cubique est, d’après Mathiessen ;
A 0“, de 0,00008229.
Le volume à P est donné par la formule :
V, = Vo (1 -f- 0,00008222t -f O.OOOOOOOJOOt^).
Le volume 1 à zéro devient à 100 degrés :
Conductibilité calorifique. — Les déterminations faites sur ce point sont fort peu concordantes. La conductibilité de l’argent étant prise égale à 100, on a trouvé pour celle du zinc :
