CHAPITRE II

Action de l’air sur le magnésium entièrement liquide

Etude globale de la réaction Phénomènes généraux

Si l’on chauffe suffisamment longtemps le magnésium audessus de son point de fusion, à l’air libre constamment renouvelé, le terme final de la réaction est la transformation totale en magnésie. Dans la limite des températures comprises entre le point de fusion et le point d’ébullition, cette réaction ne montre expérimentalement aucune réversibilité. Les températures de nos expériences sont comprises entre 500 et 950°; le magnésium possède une tension de vapeur appréciable qualitativement dès 500° (35). D'autre part la pellicule d’oxyde qui peut se former ne suffit pas à inhiber l’évaporation. Nous lavons montré en atmosphère d'hydrogène (page 29): dans l'hydrogène peu humide, les phénomènes de volatilisation et d’oxydation peuvent se produire concurremment (page 99). Nous admettons donc qu'entre 500 et 950° Ia réaction peut avoir lieu simultanément en phase liquide (ou en phase solide) et en phase gazeuse.

Dans une réaction rapide ou accélérée, c’est cette dernière qui prédomine. Si l’on tient compte de la valeur élevée de la chaleur d’oxydation, de la forte température à laquelle sont portées les couches en réaction, il est possible d'envisager, par analogie, une réaction en plusieurs temps avec l'intermédiaire d’un peroxyde. Nous avons en vain cherché la trace d’un tel corps dans les produits d’oxydation du magnésium pur luimême. Les fumées de magnésie recueillies sur une capsule, traitées par l’eau froide additionnée d’acide sulfurique, ne réagissent pas au sulfate de titane. Il n’est cependant pas impossible qu’un peroxyde instable se soit formé. En tout cas, faute de preuve expérimentale, nous avons laissé de côté cette hypothèse.

De

La vitesse de la réaction entre le magnésium gazeux et l'oxygène doit être extrêmement élevée si l’on en juge par l’étroitesse de la zone la plus lumineuse de l’auréole de combustion. La vitesse globale de l'oxydation dépendra done principalement de la vitesse avec laquelle les gaz viendront en contact. A forte température, elle dépendra surtout de la volatilisation du magnésium; à plus basse température, de la vitesse de diffusion de l'oxygène dans la couche d'oxyde.

Oxydation par l’intermédiaire d’une surface

de séparation liquide-gaz, approximativement plane

Il a été possible de réaliser et d'observer la combustion de la vapeur de magnésium sans qu'un solide intermédiaire jouât un rôle appréciable. Dans l'oxygène pur, sous pression réduite à 8 m/m. de mercure environ, les formations superficielles d’oxydation n'apparaissent qu’assez tard; la réaction peut se produire dès que la tension de vapeur métallique est notable. Dans un tube de faible volume réuni par un tube étroit et assez long aux autres portions de l’appareil, la combustion peut être dissymétrique, par défaut d'alimentation en gaz; la région opposée à l’arrivée des gaz est très peu éclairante. On peut ainsi observer les différentes couches. Une zone sombre, occupée par la vapeur métallique, entourait le magnésium; une lueur éblouissante définissait la faible épaisseur de la région de combustion, et à l’exiérieur une nouvelle zone sombre était occupée par la magnésie el la vapeur métallique en excès. Cette dernière se déposait sur le tube sous forme d’un miroir métallique détachable à froid, que nous avons identifié par les méthodes microchimiques. Le globule restant était lisse, sans trace apparente de pellicules oxydées. Dans ce cas, le mécanisme d’oxydation est absolument analogue à celui du zinc, et de nombreux métaux brûlant avec flamme.

Il est exceptionnel de pouvoir observer ainsi les différentes zones de la réaction. Habituellement, l’accès du gaz comburant est Toujours suffisant pour permettre la formation d’une région d'oxydation continue. Cette surface émet une lumière très vive, masquant tout ce qui peut se passer au voisinage du métal. Il est possible de s’en faire une idée par l’expérience suivante : le magnésium, chauffé entre 850 et 900° sous un flux visqueux est versé en petite quantité sur un bloc de fer froid. Î s’enflamme dès sa sortie du creuset et s’éteint au contact du fer. En examinant les gouttes, on constate qu’elles sont recouvertes d’une couche de magnésie très poreuse, friable, d'aspect et d'épaisseur