CHAPITRE PREMIER
Effets divers, phénomènes généraux.
§ 1er. Préliminaires; action delà lumière sur les vapeurs , le phosphore ,
le chlore; coloration des verres.
Les rayons lumineux jouissent de la propriété de provoquer des réactions chimiques nombreuses entre certains corps, ou d’opérer la décomposition d’un grand nombre de subslances; ces effets sont rendus manifestes par les changements de couleur d’un grand nombre de ces composés et entre autres des combinaisons d’argent. Il ne semble pas que des observations de.ee genre, un peu certaines, soient fort an- « ciennes, car les auteurs du seizième et du dix-septième siècle, comme Fabricius, Gesner, Lemery, n’en citent aucun exemple. Les faits précis ne datent que du moment ou Schéele (1), comme on l’a vu dans le 1er volume, page 31, reconnut que le chlorure d’argent noircit de préférence dans les rayons violets du spectre solaire, et où Ritter en prouvant que cette action s’étend au delà du violet, dans la partie invisible de l’image prismatique, montra que le phénomène de coloration n’est pas dû à une action calorifique, mais à une action particulière exercée sur le corps par le rayonnement lumineux. Depuis cette époque les recherches se sont multipliées ; elles ont surtout pris un grand déve-
(1) Schéele, Traité de l’air et du feu , 1777, § 66, trad. frahç. 1781, p. 145. En note, dans l’ouvrage, il est dit que l’observation de Schéele est commune à lui et à Beccari, Meyer, Scliultze et Senebier.
EFFETS DE LA LUMIÈRE
loppement après la découverte de la fixation des images de la chambre noire par Daguerre, et ont puissamment contribué aux perfectionnements apportés à cette magnifique invention.
Si les effets calorifiques peuvent être produits indifféremment sur les corps par un même groupe de rayons solaires, et ne paraissent dépendre que du pouvoir absorbant de ces corps, il n’en est pas de même des effets chimiques, qui tiennent essentiellement à la nature des substances exposées au rayonnement lumineux, et qui pour chaque substance exigent des rayons d’une longueur d’onde comprise entre certaines limites déterminées. Il y a donc dans ces réactions chimiques un genre tout particulier d’effets produits par la lumière.
Il faut d’abord examiner si la lumière peut modifier l’état physique ou l’arrangement moléculaire des corps, sans qu’il y ait action chimique entre des éléments en présence. Bien qu’on ait observé plusieurs séries de faits dont il va être question, et que les phénomènes de phosphorescence étudiés dans la première partie de cet ouvrage aient montré que les vibrations lumineuses peuvent se transmettre aux particules des corps et y exciter des vibrations persistantes pendant quelques instants, cependant on va voir que jusqu’ici c’est seulement dans une circonstance particulière où le résultat paraît dû à un changement isomérique ; dans les autres , les phénomènes observés peuvent tenir le plus souvent à des effets calorifiques ou à des changements chimiques qu’on n’avait pas pu reconnaître de prime abord.
Quelques expériences de Petit, faites en 1722, avaient montré que des dissolutions de salpêtre et de sel ammoniac exposées au soleil donnaient en s’évaporant des cristallisations plus belles qu’à l’ombre. Chaptal montra plus tard (1) que des rayons lumineux isolés et tombant sur des capsules décidaient la cristallisation sur les parties des verres où ils étaient dirigés. Dorthez (2) fit des expériences analogues avec des flacons tenant du camphre en dissolution; il vit que ces flacons présentaient des cristallisations du côté où ils étaient exposés à la lumière. Il n’est pas impossible que l’action exercée par la lumière sur les vapeurs augmente leur diffusion dans l’air ambiant; mais il reste à savoir si les variations de température dues au rayonnement calorifique ne pourraient pas expliquer simplement les différences observées.
11 en est peut-être de même des changements de forme cristalline de
(1) Mémoires de P Académie des sciences de Toulouse, t. 3.
(2) Ann. de chimie, t. 2. p. 91.
EFFETS CHIMIQUES
plusieurs substances, comme l’a observé Mitscherlich (1); ainsi, les cristaux de sulfate de nickel, de séléniate de zinc, etc., qui appartiennent au système prismatique, lorsqu’on les expose en été à la lumière solaire, se changent en octaèdres à base carrée; comme le changement peut aussi se produire par Faction de la chaleur entre 20 et 30°, il n’est donc pas nécessaire d’admettre une action spéciale de la part de la lumière pour expliquer l’effet produit.
Le phosphore éprouve à la lumière des changements de couleur qui paraissent avoir été observés d’abord par Bœckmann (2). Ce chimiste a reconnu que lors de l’exposition du phosphore à la lumière solaire dans de l’azote et d’autres gaz , il se dépose sur les parois des vases une poudre qui n’a pas la même couleur dans les différents milieux, tandis qu’à l’ombre il ne se passe rien de semblable. Yogel (3), qui a repris ces expériences, a montré que le phosphore se colore également dans le vide barométrique, et se recouvre alors d’un enduit rougeâtre; il se dépose même dans ce dernier cas des paillettes rouges brillantes sur les parois du tube. Cet effet se produit rapidement dans les rayons violets du spectre et très-lentement dans les rayons rouges ; Vogel a conclu de ses recherches que le composé rouge qui se forme dans les différents gaz exposés au soleil, ou qui reste après une combustion rapide , est un oxyde rouge de phosphore. Mais si, d’après les recherches de M. Schrœtter (4), le composé rouge obtenu dans la combustion du phosphore est du phosphore rouge ou amorphe, la lumière produirait donc sur le phosphore la même transformation moléculaire que la chaleur peut effectuer.
En 1844, M. Draper (5) annonça que le chloresexposé préalablement à la lumière solaire acquiert une activité plus grande pour se combiner avec l’hydrogène sous l’influence de la lumière diffuse, que s’il est resté à l’obscurité avant d’être mélangé à l’hydrogène. Pour observer ce phénomène, il disposa deux cloches pleines de chlore sur un bain d’eau salée (liquide qui dissout peu de chlore); puis l’une d’elles ayant été exposée aux rayons solaires, il la rentra près de l’autre
(1) Ann. de chimie et de physique , 2- série, t. 37, p. 205.
(2) Boeckmann, Del' action du phosphore dans différents gaz, 1800. — Ann. de chimie, t. 85, p. 225 (1813).
(3) Ann. de chimie, t. 85, p. 225.
(4) Ann. de chimie et de physique, 3e série, t. 38, p. 148.
(5) Philo so pli. Magazine , 1844 el 1845. — Bibliotli. univ. de G enève, nouvelle série, t. 53, p. 155, et t. 59, p. 365.
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dans l’obscurité, et ajouta à chacune d’elles une même quantité d’hydrogène ; en les exposant à la lumière diffuse , la combinaison se fit plus rapidement dans la cloche qui avait été insolée avant l’expérience. D’après cela, le chlo**? semblerait donc posséder deux états différents, comme le phosphore, le soufre, le carbone', et la modification
de ce gaz serait produite par l’influence de la lumière.
Dans des recherches que j’ai faites conjointement avec M. Fremy, nous avons été conduira une conclusion différente : Si l’on opère comme Ta indiqué M. Draper, en préparant le chlore par la méthode ordinaire et en le recevant sur l’eau salée, on obtient les résultats qu’il a indiqués Mais en desséchant le chlore,. Renfermant dans des tubes de verre scellés à la lampe, et exposant quelques-uns de ces tubes à l’action solaire, si l’on vient à faire passer le chlore dans des éprouvettes reposant sur un bain d’eau salée, après l’avoir mélangé avec un égal volume d’hydrogène, sous l’influence delà lumière diffuse, la combinaison se fait également dans les éprouvettes renfermant du chlore préalablement insolé et dans celles qui n’en renferment pas. En opérant au contraire par la même méthode avec des tubes renfermant du chiore humide, alors on obtient une différence dans les effets. La présence de l’eau intervient donc ici, et il est* probable que le chlore agissant sur la vapeur d’eau sous l’influence delà lumière, il se produit des composés oxygénés du chlore dont la combinaison avec l’hydrogène sous l’action de la lumière ne se fait pas dans les mêmes conditions que celle du chlore. L’effet observé par M. Draper tient donc probablement à un mélange de vapeur d’eau avec le chlore insolé.
Je donne ici la disposition des tubes dont nous avons fait usage, car elle est très-simple, et elle servira plus tard pour d’autres réactions produites sous l’influence de la lumière. CAB fig. 44 est un tube en verre
Fig. 44.
effilé en pointe en B, et aminci en A, de façon à ce qu’on peut, à l’aide d’une lampe à alcool, fondre la partie amincie et séparer le tube A B de la partie C, tout en scellant le tube. En D se trouve une pointe
EFFETS CHIMIQUES
effilée , et en C le système est mis en relation avec un tube en caoutchouc ou avec un appareil qui amène le gaz dont on veut se servir. On fait passer le gaz dans le système en fermant, par fusion, la pointe D ; le gaz circule alors par le tube AB et sort en B. A un moment donné, on ferme à la lampe l’extrémité B et on casse la pointe D ; AB reste plein de gaz, et la sortie de l’excès de ce gaz ayant lieu par D, la pression n’augmente pas. On fond ensuite le tube dans la partie rétrécie près de A, et il se trouve scellé à ses deux extrémités et rempli de gaz sec.
Dans la même série de recherches, nous avons observé, M. Fremy et moi, que le chlore provenant de la décomposition électro-chimique de l’acide chlorhydrique et non desséché préalablement, à volume égal,
agissait plus rapidement sur l’hydrogène que le chlore préparé par l’a-
eide chlorhydrique et le peroxyde de manganèse. MM. Bunsen et Roscoe, comme on le verra dans le quatrième chapitre de ce livre, ont reconnu que la méthode de préparation du chlore pouvait influer tellement sur les effets produits, que le mélange de ce gaz , quand il était trèspur, avec l’hydrogène, pouvait détoner même à la lumière diffuse. Ces mêmes savants, dans un travail dont il sera question plus loin (1), ont été également conduits à contester l’hypothèse de M. Draper sur la différence allotropique du chlore ordinaire et du chlore insolé.
Il n’est pas impossible que le chlore puisse être modifié par l’action de la lumière, puisqu’un autre gaz, l’oxygène, peut bien se transformer en ozone par une modification allotropique due à l’influence de l’électricité; mais jusqu’ici, comme on le voit d’après les résultats précédents, ce changement dans l’état du chlore n’est pas probable et les dernières recherches faites sur ce sujet sont contraires à cette supposition.
Le verre peut éprouver des changements de teinte à la lumière; ainsi Faraday (2) a observé que le verre teint en pourpre par le manganèse prend une teinte beaucoup plus prononcée quand il a été exposé aux rayons solaires. Pelouze (3), qui s’est beaucoup occupé des causes de coloration des verres, a reconnu que des verres ordinaires pouvaient se colorer à la lumière , mais quand ils renfermaient des sels de manganèse ou de fer, et une fois la coloration obtenue, l’action de la chaleur pouvait la faire disparaître; il a également trouvé que le verre
(1) Ann. de Poggend., t. 100. — Ann. de chimie et depliysiq., 3e série, t. 55, p. 365.
(2) Ann. de chimie et de physique, 2e série, t. 25, p. 99 (1824).
(3) Ann. de chim. et dephys., 4e série, t. 10, p. 194 (1867).
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pur, exempt de sulfates, dans les mêmes circonstances ne changeait pas de nuance.
La coloration du verre à la lumière, d’après cela, semble être due à ce que le peroxyde de fer cède une partie de son oxygène au protoxyde de manganèse, qui passerait à un état d’oxydation supérieur; le recuit du verre, c’est-à-dire l’action de la température rouge sombre, produirait une réaction inverse, qui expliquerait la décoloration. Cependant, d’après Pelouze , cette théorie laisse sans explication le fait suivant : le verre préparé avec le manganèse, qui devient violet à la lumière directe du soleil et se décolore par le recuit, puisé dans un creuset avec la canne du verrier, présente une couleur améthyste si on le trempe, en le refroidissant subitement, ou, ce qui revient au même si on ne le recuit pas; ainsi la trempe donne lieu au même effet que l’insolation. On ne sait donc pas, quant à présent, si ces effets tiennent à des changements dans l’état physique des matières exposées à l’influence lumineuse ou bien à des changements dans le degré d’oxydation des sels métalliques contenus dans les verres.
M. Niepce de Saint-Victor (1) a observé que des substances comme le papier, la porcelaine, exposées à l’influence de la lumière, puis rentrées dans l’obscurité, agissent comme réducteurs sur des papiers enduits de sels d’argent que l’on met en contact avec eux, même longtemps après l’influence lumineuse. Il avait cru pouvoir expliquer ces effets en admettant une action physique, une modification persistante dans les substances insolées ; mais, d’un côté, la non-altération du sel d’argent quand on interpose entre les corps insolés et la surface sensible un écran transparent à surface très-propre, quelque mince qu’il soit; d’un autre côté, l’augmentation d’effet quand la surface insolée est couverte de substances facilement altérables à la lumière , comme le nitrate d’urane et l’acide tartrique, ainsi que les expériences faites par divers observateurs , et notamment par M. l’abbé Laborde (2), ont montré que ces effets devaient être attribués à l’action réductrice exercée au contact sur les sels métalliques par les matières organiques qui. avaient subi préalablement une altération chimique à la lumière. On doit remarquer encore que ce sont les rayons violets et
(1) Bulletin de la société photographique de Paris, t. 3, 4, 5, 7. — Comptes rendus de V Acad, des sciences, t. 45, 46, 47 et 65, p. 505.
(2) Bulletin de la société photographique de Paris, t. 5, p. 213.
EFFETS CHIMIQUES
ultra-violets qui donnent lieu à ces effets, c’est-à-dire précisément ceux qui sont doués, en général, d’activité chimique.
Les exemples que je viens de citer sont jusqu’ici ceux pour l’explication desquels on avait supposé un changement dans l’état physique des corps ; d’après ce que l’on a vu, une action calorifique ou des*effets chimiques peuvent rendre compte de la plupart d’entre eux. Ce n’est que lors de la coloration du verre et de celle du phosphore où un effet physique peut paraître probable, si toutefois dans ce dernier cas la matière rouge qui se produit alors n’est pas un oxyde; mais il n’y aurait aucune difficulté à admettre que la lumière, comme la chaleur, puisse donner lieu au changement si curieux que manifeste ce corps simple.
On doit remarquer qu’il est souvent très-difficile de reconnaître quel est l’effet produit par la lumière; car en admettant qu’il y ait combinaison ou décomposition chimique, elle porte parfois sur une si faible quantité de matière que l’analyse chimique ne peut servir à la distinguer; on est donc réduit à raisonner par induction en se guidant sur des réactions que l’on peut observer sur les corps avant et après l’inlluence de la lumière. Il serait même possible, dans le cas du mélange de deux corps, que la présence d’une fort petite quantité d’une substance sous l’influence de la lumière vînt provoquer entre eux une réaction qui ne s’effectuerait pas sans cette intervention , de même qu’une lame de platine donne lieu à la combinaison lente de l’oxygène et de l’hydrogène.
§ 2. Combinaisons produites sous l’action de la lumière , en présence du chlore , du brome, de l’iode ou de l’oxygène; matières colorantes.
Je citerai d’abord comme exemples des effets si nombreux produits sous l’influence de l’agent lumineux les combinaisons qui s’opèrent quand certains corps sont en présence l’un de l’autre et que l’un d’eux se combine avec le second ou avec un de ses éléments constituants, et principalement les effets observés lors de l’action du chlore, du brome, de l’iode, ou de l’oxygène sur différentes substances.
Gay-Lussac et Thénard (1) ont montré l’action bien remarquable du chlore sur l’hydrogène quand ces gaz préparés séparément sont mélangés à volumes égaux; la combinaison de ces deux corps, qui ne se pro-
(t) Recherches physico-chimiques , t. 2, p. 186.
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duit pas à l’obscurité, s’effèctue lentement à la lumière diffuse et donne lieu à une détonation sous l’action des rayons solaires; dans chaque circonstance il se forme de l’acide chlorhydrique (1). Gay-Lussac et Thénard, comme avant eux Rumfort (2), avaient pensé que les effets chimiques dug à l’action de la lumière provenaient de la chaleur développée par les divers rayons en tombant sur les corps ; cependant ils ont émis des doutes relativement à cette conclusion , en faisant remarquer que les actions chimiques produites par les rayons violets sont plus énergiques que celles des autres rayons dont l’influence thermométrique est plus grande. Les recherches faites depuis cette époque ont montré en effet que Faction chimique est indépendante de la température que les corps reçoivent de l’influence lumineuse.
Le chlore a une telle tendance à se combiner avec l’hydrogène qu’un grand nombre de matières hydrogénées mises en présence de ce gaz se décomposent à la lumière diffuse ou directe, suivant leur nature, en produisant de l’acide chlorhydrique et des composés secondaires ; on verra également dans le paragraphe suivant qu’un grand nombre de chlorures, et surtout de bi-chlorures , cèdent du chlore sous l’influence de la lumière aux substances hydrogénées pour former de l’acide chlorhydrique.
L’eau qui tient en dissolution du chlore, c’est-à-dire l’eau chlorée, n’éprouve aucune altération à l’obscurité, mais à la lumière diffuse elle est altérée lentement, et à la lumière solaire elle éprouve une décomposition rapide; dans ce dernier cas on voit des bulles de gaz se dégager et gagner la partie supérieure du liquide. Voici quel est l’effet produit: l’eau se décompose, l’hydrogène s’unit avec le chlore en formant de l’acide chlorhydrique qui reste en dissolution , et il y a formation d’une certaine quantité d’acide chlorique ainsi que dégagement d’oxygène (3).
(1) On peut, dans les cours publics, faire une expérience qui inet en évidence la combinaison lente du chlore et de l’hydrogène mélangés ensemble : on dispose un mégascope devant la flamme du chalumeau à gaz oxygène et hydrogène tombant sur la chaux, afin de projeter sur un écran, placé au delà, l’image des objets placés sur la route du faisceau lumineux. Sur le trajet du faisceau de ces rayons on place une petite éprou vette contenant le mélange de chlore et d’hydrogène renversée sur l’eau salée, et l’action des rayons ne donne lieu qu’à une combinaison lente, qui est rendue sensible par l’ascension du liquide dans l’éprouvette.
On verra plus loin que si les gaz sont préparés ensemble par la décomposition électrolytique, alors le mélange peut détonner sous l’influence d’une lumière relativement Lien moins intense.
(2) Annales de chimie , t. 33.
(3) Voir Ann. de Poggend., t, 94, p. 597, un mém. de M. Wittwer, puis un autre de MM. Bunsen et Roscoe, t. 9G, p. 373 et t. 97, p. 304.
EFFETS CHIMIQUES
La plupart des hydrogènes carbonés sont décomposés à la lumière par le chlore; indépendamment de l’acide chlorhydrique, il en résulte des produits chlorés. On peut citer, entre autres, les résultats suivants (1) :
Chlore et gaz des marais (C4 H8). A l’obscurité aucun effet; à la lumière diffuse action lente; à la lumière solaire action vive et détonation. Il se forme successivement les produits C4 H6 Cl2, C4 H4 Cl4, G4 Gl6 (chloroforme) et enfin avec un excès de chlore ; il se produit du de chlorure carbone C4 Cl8.
Chlore et gaz oléfiant (G8 H8). Aucune action à l’ombre ; à la lumière diffuse action assez rapide; à la lumière solaire action rapide sans détonation. Avec des volumes égaux de ces deux gaz, il se forme un composé, la liqueur des Hollandais, dont la formule chimique est C8 H8 Cl4, ou mieux, d’après ses réactions, C8 H6 Cl2 -+- Cl2 H2. Par l’action prolongée du chlore, on a, d’aprè.sM. Régnault, différents produits et enfin C8 CF2, le sesqui-chlorure de carbone.
Chlore et benzine (C24 H12). A l’obscurité aucun effet; à la lumière diffuse action lente; à la lumière solaire action plus vive, et formation du composé C24 H12 CP2, c’est-à-dire C24 H6 Cl6 -b H6 Cl6.
Chlore et naphtaline (C'° H/f). Peut-être action à l’obscurité; à la lumière diffuse, comme au soleil, action vive, dégagement abondant d’hydrogène et formation d’une série de produits qui dérivent de la naphtaline. La plupart des hydrogènes carbonés liquides ou solides éprouvent de la part du chlore une action analogue à celle de cette dernière substance.
D’autres composés organiques , comme l’acide acétique, l’éther sulfurique, l’alcool, etc., donnent divers produite quand ils sont soumis à l’action lumineuse en présence du chlore :
Chlore et acide acétique (C8 H6 O3 -h H2 O). A l’obscurité aucun effet; à la lumière solaire action très-vive et formation d’acide chloracétique C8 Cl6 O3 -b H2 O.
Chlore et éther sulfurique (C8 H10 O ou C8 H8 -b H2 O). A l’obscurité l’action n’a pas été examinée; à la lumière diffuse, action assez vive, élévation de température et formation d’un produit qui n’est pas altéré par le chlore, quelle que soit la durée de l’action, et dont la composition est C8 H6 O Cl4.
(1) Becquerel, Traité de physique, t. 2, p. 492. — Voir les mémoires de M. Régnault et de M. Laurent, Ann. de chim . et de physique , 2e série, t. 60 à 71.
Chlore et alcool. Réaction lente à la lumière diffuse et qui devient très-vive au soleil; il se forme des produits divers qui n’ont pas été examinés. Si l’on fait passer des bulles de chlore dans de l’alcool saturé de chlore renfermé dans un flacon exposé au soleil, à chaque bulle qui sort du tube il y a détonation, formation d’acide chlorhydrique et dépôt de charbon.
Le chlore et l’acide cyanhydrique, suivant Serullas, donnent par leur réaction, sous l’influence solaire, de l’acide chlorhydrique et du perchlorure de cyanogène.
Un certain nombre de chlorures métalliques qui peuvent passer à
un état de chloruration moindre réagissent sur plusieurs composés hydrogènes sous l’influence de la lumière en cédant du chlore; ainsi le perchlorure de fer dissous dans l’alcool et exposé aux rayons solaires laisse déposer de l’oxyde de fer; l’alcool se décolore, et il se forme des produits éthérés. Nous reviendrons sur ces effets en traitant de la décomposition des composés métalliques.
Le brome et l’iode se comportent comme le chlore à l’égard de l’hydrogène, sous l’influence des rayons lumineux, avec cette différence toutefois que les effets ne sont pas aussi énergiques ; le brome agit moins vivement que le chlore, et l’iode moins que le brome. Ainsi le brome et le gaz des marais exposés aux rayons solaires ne présentent qu’une action à peine appréciable ; mais le brome donne avec le gaz défiant un composé du même genre que celui qui se forme avec le chlore. L’iode et le gaz des marais ne donnent lieu à aucune réaction à la lumière; l’iode et le gaz défiant, dans les mêmes conditions, forment un produit analogue à la liqueur des Hollandais, et qui est facilement décomposé, soit par la chaleur, soit spontanément.
Plusieurs combinaisons de plomb sont sensibles à l’influence des rayons solaires, et parmi eux le protoxyde de plomb ; il est facile de prouver que l’effet est dû à une oxydation de la matière par l’oxygène de l’air atmosphérique. Le protoxyde de plomb a un état physique dépendant de son arrangement moléculaire ; suivant qu’il a été chauffé ou fondu il est à l’état de massicot ou de lilharge. Si on le prépare en faisant bouillir de l’hydrate de plomb dans la potasse, il est anhydre, offre une teinte jaune paille, et paraît formé de petits grains cristallins. Dans cet état, il est impressionnable à l’action des rayons solaires ou à celle de la lumière diffuse prolongée, et prend une teinte plus foncée.
.l’ai placé cet oxyde dans des tubes semblables à ceux de la fig. Ai.
EFFETS CHIMIQUES. 55
Dans le vide ou dans l’hydrogène sec , à la lumière solaire, il n’y a aucun changement au bout de plusieurs jours; dans l’air sec, au contraire, la poudre se colore, ce qui montre que l’oxygène est nécessaire pour la réaction, et en agitant la masse, au bout de plusieurs mois, elle a une couleur orangée indiquant sa transformation partielle en minium; l’oxvdation de la matière est donc manifeste. Je dois faire remarquer que dans les flacons contenant cet oxyde jaune et qui sont exposés à la lumière, la teinte de la matière n’est pas orangée contre les parois et tourne au brun; quand on fixe l’oxyde sur du papier avec un peu de gomme, on a la môme nuance; il est donc possible que le minium, une fois produit, se transforme en peroxyde et que ce soit ce composé qui donne la teinte brune observée alors, car le minium se colore également à la lumière, mais moins rapidement que le protoxyde de plomb.
Lorsque le protoxyde jaune de plomb est placé sous une cloche et que l’humidité et l’acide carbonique de l’air peuvent agir sur lui en même temps que la lumière, on peut voir d’autres nuances se produire : j’avais abandonné une certaine quantité d’oxyde jaune pendant deux ans à l’action simultanée de la lumière diffuse ou solaire et de l’atmosphère, en le couvrant d’une cloche; on remuait la masse tous les deux ou trois jours : au bout de peu de temps la matière qui avait d’abord bruni est devenue plus pâle, et à la fin elle avait une teinte blanche grisâtre. L’analyse a montré que le protoxyde PbO s’était transformé en hydrocarbonate ou PbO Co2 -h PbO HO (1). Ainsi, l’acide carbonique et l’eau avaient altéré le composé au point de faire disparaître toute trace de l’action lumineuse.
J’ai remarqué que lorsqu’on fait chauffer légèrement le carbonate de plomb, on obtient du protoxyde qui est également d’un jaune pâle; il ne faut pas élever beaucoup la température, car la teinte tourne de suite à l’orangé. En étendant cette matière pulvérulente jaune pâle sur du papier, elle brunit à la lumière comme l’oxyde dont il vient d’être question; cette coloration a lieu, dans l’un et l’autre cas, sous des verres blancs et bleus, et nullement sous des verres rouges ou jaunes; ce qui montre que l’action est produite parles rayons les plus réfrangibles de la lumière. Je dois mentionner ici une observation assez intéressante; une feuille de papier recouverte de ce composé, primitivement un peu colorée à la lumière diffusé, a présenté une déco-
(1) Cette analyse a été faite par M. Cloëz.
EFFETS DE LA LUMIÈRE
loration sous l’influence des verres jaunes et rouges. Je n’ai pas eu occasion de répéter cette observation et de savoir, si dans ce cas, comme peut-être avec le gaïac , dont on parlera ci-après , il ne se produirait pas un effet chimique opposé au premier, c’est-à-dire une destruction du nouveau corps formé par l’action de la lumière, ou bien si la réaction manifestée en second lieu ne produirait pas un oxyde de plomb ayant un autre degré d’oxydation; c’est une question qui reste à éclaircir.
L’oxygène sous l’influence de la lumière peut s’unir non- seulement à plusieurs composés métalliques, mais encore à un très-grand nombre de substances de la nature organique , et donner lieu à une foule de réactions que l’on n’apprécie souvent que lorsqu’elles sont accompagnées d’un changement de couleur. Ces matières sont pour ainsi dire brûlées par l’action des rayons lumineux. On peut citer d’abord, comme exemple de ces effets, les changements observés avec la résine de gaïac.
On avait remarqué que cette résine se colorait à la lumière (1) ; mais Wollaston (2) a analysé l’action des différents rayons colorés sur cette substance. Il a reconnu que si l’on imbibe une feuille de papier avec une solution alcoolique de cette résine, ce papier paraît jaunâtre à l’obscurité, mais change de couleur à la lumière diffuse ou solaire et devient promptement verdâtre puis vert bleuâtre. Comme les corps oxydants tels que le chlore, le brome , lui donnent cette couleur, l’effet produit doit résulter d’une action de l’oxygène de l’air sur la résine, sous l’influence de la lumière. Ce n’est pas le seul effet observé avec cette matière ; cette coloration bleue, comme Wollaston l’a vu, et comme on le dira plus loin, est donnée parles rayons violets , tandis que les rayons rouges et jaunes du spectre décolorent la matière colorée, et lui donnent une teinte jaunâtre indiquant une destruction du produit de l’oxydation provoquée par les rayons les plus réfrangibles. Les rayons les moins réfrangibles exercent-ils en effet une action inverse de celle des rayons les plus réfrangibles, ou bien la matière bleue, subissant l’effet ordinaire de la plupart des matières colorantes, n’est-elle pas détruite à son tour par la lumière? C’est un point qui reste à décider.
On doitdire, cependant, que si l’on faitagir simultanément sur la résine
(1) Senebier, Mémoires physico-chimiques sur l'influence de la lumière , etc.; Genève, 1782, t. 2, p. 408.
(2) Journal de Nicholson , t. 8, p. 293 (1804).
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de gaïac une certaine partie des rayons les plus réfrangibles avec les rayons les moins réfrangibles , la matière ne change pas sensiblement de nuance, fait qui serait favorable à la première hypothèse; d’un autre côté, j’ai observé qu’une feuille de papier enduite de gaïac et bleuie par le chlore se décolore rapidement dans un tube vide au soleil , et le papier étant ainsi resté pendant plusieurs jours au soleil, traité de nouveau par le chlore , n’a pas repris sa couleur bleue primitive ; il n’a présenté qu’une nuance verdâtre faible; ainsi la matière avait été altérée et n’était pas simplement revenue à son état initial. On peut aisément démontrer la nécessité de la présence de l’oxygène pour la coloration de la résine de gaïac; on prend un tube préparé comme le tube AB fig. 44, page 48, dans lequel on met des bandes de papier préparé, et ou l’on fait le vide ou bien que l’on remplit de gaz hydrogène; dans l’un ou l’autre cas, le papier reste avec la teinte jaunâtre primitive malgré une longue exposition au soleil. Quelques traces d’oxygène lui donnent au contraire une coloration sous l’influence de la lumière.
M. Biot a montré que le principe actif de la résine de gaiac est une matière qui se colore en bleu à la lumière , et que les teintes ne paraissent verdâtres sur le papier qu’en raison de son mélange avec une matière jaune inactive (1); la matière jaune est soluble dans l’eau et dans l’alcool; la matière qui bleuit n’est soluble que dans l’alcool. On les sépare de la manière suivante : on fait bouillir la résine de gaiac, ou bien le bois de gaïac, dans de l’eau pour enlever la matière jaune extractive; après plusieurs lavages à l’eau, on sèche cette résine ou ce bois et on le traite avec de l’alcool ; on se sert ensuite de cette teinture alcoolique pour imbiber des feuilles de papier, et on a des surfaces qui deviennent bleues à la lumière au lieu de devenir bleues-verdâtres.
La plupart des matières organiques éprouvent des effets d’oxydation analogues, et donnent des produits plus ou moins stables; lorsqu’il y a changement de nuance ou décoloration à la lumière, l’effet est indiqué par ce résultat seul. On sait que la plupart des matières colorantes isolées, ou fixées sur des étoffes, s’altèrent sous l’action de la lumière, et on verra dans le chapitre suivant quelles sont les parties du spectre solaire qui agissent sur un certain nombre d’entre elles. Senebier (2),
(1) Comptes rendus de l’Institut de France, t. 8, p. 598.
(2) Mémoires physico- chimiques sur l’influence de la lumière solaire , etc.... t. 3. p. 211 (1782).
EFFETS DE LA LUMIÈRE
dans ses mémoires relatifs à Faction de la lumière, a donné des indications sur des altérations de ce genre observées avec des matières colorantes isolées ou tenues en dissolution.
M.Chevreul, dans le cours de ses recherches sur la teinture (1), a étudié d’une manière complète les changements qu’un certain nombre de matières colorantes fixées sur des étoffes de coton, de soie, de laine éprouvent de la part de la lumière, des agents atmosphériques et du gaz hydrogène, ainsi que l’influence que peut avoir sur les changements observés la nature des corps sur lesquels est fixée la matière. Il a reconnu que dans le vide sous l’influence de la lumière le rocou, le carthame, l’orseille, l’acide sulfo-indigotique, l’indigo, n’ont pas été sensiblement altérés pendant deux ans, mais que la décoloration a eu lieu dans Fair, de sorte qu’il faut le concours de l’oxygène pour la produire. Le curcuma a présenté dans le vide une décoloration indiquant peut-être la présence de l’oxygène dans l’appareil où l’on a opéré, ou bien la décomposition de la substance. Quant au bleu de Prusse (cyanure de fer), il subit une altération dont il sera question dans le paragraphe suivant. Les dispositions expérimentales indiquées dans les mémoires de M. Chevreul sont très-propres à mettre en évidence l’influence de la lumière sur les matières colorantes.
Lorsque les matières organiques n’éprouvent aucun changement de couleur, elles peuvent subir l’influence de la lumière, mais alors les effets sont plus difficiles à distinguer. On peut citer les hydrogènes carbonés, les huiles essentielles comme présentant sous Faction des rayons solaires des effets plus ou moins énergiques. Pour observer ces réactions on peut remplir de petites éprouvettes avec du gaz oxygène et les placer, en les renversant, dans des vases contenant une certaine quantité du liquide que l’on veut étudier, comme l’essence de' térébenthine, la benzine, etc.; on en place une à l’obscurité, l’autre à Faction des rayons solaires, et au bout de quelques heures on compare les effets produits dans les deux appareils. La plupart des huiles essentielles indiquent, dans ces conditions, une absorption d’oxygène et par conséquent leur combinaison avec ce gaz.
M. Jodin(2),qui s’est occupé de Faction chimique que la lumière exerce sur un certain nombre de matières d’origine végétale, parmi lesquelles
(1) Chovrcul, 4e mémoire sur la teinture. Mém. de V Académie des sciences , t. 10, p. 53 (1838).
(2) Comptes rendus de V Académie des sciences, tom. 59, p. 857 ; 1804.
EFFETS CHIMIQUES
on peut citer l’huile essentielle de lavande et l’essence de térébenthine, a reconnu qu’une solution alcoolique de tannin peut se conserver presque indéfiniment à l’obscurité, au contact de l’air, sans absorber de l’oxygène, mais qu’il n’en est plus ainsi quand on l’expose à la lumière : l’oxygène est alors absorbé. Les solutions aqueuses de ce corps se comportent de même.
Une solution alcoolique de chlorophylle s’oxyde également dans les mêmes circonstances, de sorte que cette matière, qui sous l’empire de la vie végétale est formée par l’action de la lumière, se brûle, comme la plupart des principes immédiats de la nature organique, quand elle est soumise à l’influence du rayonnement lumineux hors des tissus dans lesquels elle était renfermée.
Le changement de solubilité du bitume de Judée sous l’influence de la lumière, comme on le- verra dans le livre III, tient à une action de ce genre. Les huiles grasses et les corps gras éprouvent, comme on le sait, une oxydation lente au contact de l’air; cette oxydation, qui est activée par la chaleur, est aussi rendue plus rapide par la iumière, et non-seulement, comme l’a observé M. Cloëz (1), l’intensité de la lumière a une action bien manifeste, mais encore sa composition, car l’oxydation de ces matières a lieu plus rapidement sous l’influence des rayons les plus réfrangibles bleus et violets que sous l’action des rayons les moins déviés par le prisme. M. l’abbé Laborde (2) a*utilisé l’action chimique exercée par la lumière sur l’huile de lin combinée à l’oxyde de plomb, et ainsi qu’on le verra plus loin, pour préparer un vernis impressionnable destiné à la formation des gravures photographiques.
Cette a'ction oxydante peut se manifester encore lors de l’action de la lumière sur les substances comme l’acide tartrique, etc., et l’on a vu page 50 que l’on devait probablement attribuer aux composés résultant de cette action les effets réducteurs que peuvent produire ces substances lorsqu’elles sont en contact avec certains sels métalliques , effets que l’on avait attribué à toute autre cause (3).
Ainsi, les effets présentés par les matières colorantes, comme par d’autres matières organiques, montrent que l’action de la lumière détermine, en général, la combinaison de l’oxygène avec un ou plusieurs éléments constituants de la substance. On peut facilement
(1) Comptes rendus de V Acad, des sciences, t 61, p. 321 et 981 (1865).
(2) Bulletin de la Société de photographie, t. 4, p. 213 (1858).
(3) bulletin de la Société de photographie, t. 5, p. 213 (1859).
EFFETS DE LA LUMIÈRE
étudier quelques-uns des effets dont il s’agit ici en se servant de tubes semblables à celui de la figure 44, dans lesquels on a fait le vide ou que l’on a remplis de différents gaz comme l’azote et l’hydrogène. Du reste, il en sera question dans le chapitre n, lorsqu’on traitera de l’action du spectre solaire sur les matières chimiquement impressionnables.
§ 3. Décompositions produites sous l'influence de la lumière. Combinaisons
d'argent, d'or, de platine, de mercure, de fer, etc.; substances orgatiiques.
Le nombre des substances qui donnent lieu, à des réactions sous l’influence de la lumière, ou qui sont décomposées en partie ou en totalité, est très-considérable; on ne citera ici que celles qui conduisent aux résultats les plus nets et les mieux établis. La lumière, comme la cha-
leur, peut donner lieu à des réactions diverses même sur une seule matière, et les différences observées tiennent le plus ordinairement à la réfrangibilité des rayons actifs.
En général , les sels des métaux qui ont plusieurs degrés d’oxydation sont impressionnables quand ils sont à l’état de sels de peroxyde, car ils tendent à passer à un degré inférieur d’oxydation sous l’influence de l’agent lumineux. La lumière peut en effet agir sur eux en exerçant une action réductrice, soit quand ils sont isolés, ce qui est le moins fréquent, soit la plupart du temps lorsqu’ils se trouvent mélangés à des composés réducteurs, qui sont presque toujours des substances organiques; ces dernières se brûlent donc à la lumière aux dépens des éléments de la substance impressionnable. Ainsi le mélange d’un corps avec une substance qui puisse lui. enlever ou lui céder un de ses éléments constituants favorise l’action de la lumière, et la plupart du temps la détermine quand elle n’aurait pas eu lieu sans cela.
L’état physique des corps impressionnables peut exercer une action très-marquée sur les effets produits : ainsi, parmi les sels d’argent obtenus à l’état de précipitation par double décomposition , le chlorure et le bromure sont très-sensibles, l’iodurene l’est pas. Lorsque ces mêmes composés sont préparés à la surface de lames d’argent à l’aide des vapeurs d’iode, de brome ou du chlore, l’iodure est au contraire trèssensible, le bromure moins, et le chlorure donne des effets particuliers, dont on parlera plus tard. Si Fiodure déposé sur une lame d’argent est exposé pendant un temps très-court aux émanations du
EFFETS CHIMIQUES
brome ou du chlore, alors la couche peut devenir soixante fois plus impressionnable qu’avant cette réaction. Mais quand les sels d’argent sont préparés sur du papier par voie de double décomposition, l’état d’humidité influe sur la sensibilité du papier : humides, ils sont rapidement colorés à la lumière; secs, ils le sont moins promptement.
Combinaisons d’argent. — Parmi les substances impressionnables, les composés d’argent sont certainement ceux qui donnent les résultats les plus intéressants pour l’étude du rayonnement lumineux. L’oxyde d’argent AgO, même isolé, à l’abri de toute matière organique et déposé sur du verre (1), est impressionnable- à la lumière et noircit; il est probable qu’il se produit une désoxydation partielle ou totale, mais probablement partielle, et, d’après M. Hunt, la réduction complète du métal ne peut être obtenue que par l’intervention d’une matière organique. Cette action est analogue à celle que l’on va étudier ci-après avec le chlorure, l’iodure et le bromure du même métal. On peut préparer des papiers sensitifs à l’aide de cette substance, en trempant une feuille de papier dans une solution d’azotate d’argent, puis quand elle est sèche , en la lavant dans une solution étendue de potasse. L’oxyde d’argent formé à la surface du papier est rapidement noirci à la lumière.
Le chlorure d’argent (Ag Cl2), que l’on obtient par double décomposition entre une dissolution d’un sel d’argent et une autre d’un chlorure, est un composé d’un blanc éclatant; aussitôt qu’il reçoit l’influence de la lumière diffuse ou solaire , il se colore, commence par prendre dans les premiers instants une teinte bleuâtre, qui passe au violet et bientôt au brun, mais prend une teinte de plus en plus foncée. Si le chlorure est parfaitement sec, à mesure qu’il se colore il émet du chlore, de sorte que l’action de la lumière lui fait subir une espèce de réduction. Cette action est toute spéciale de la part de l’agent lumineux, car en chauffant le chlorure d’argent, on le fond sans le colorer, tandis que l’influence de la lumière solaire ou des lumières artificielles donne lieu à cette réaction.
Si on laisse la lumière agir pendant longtemps sur du chlorure sec, on trouve que la composition de ce corps s’approche d’être celle de Ag Cl, c’est-à-dire d’un sous-chlorure, contenant seulement un équivalent de chlore. Mais on a supposé que la lumière pouvait donner lieu à une réduction complète, et qu’en définitive si l’action lumineuse était épuisée,
(1) Hunt. Philosoph . mag., oct. 1845. — Bïblioth. univ. de Genève , t. 59, p. 260.
EFFETS DE LA LUMIÈRE
il ne resterait que de l’argent métallique. Je ne crois pas que l’effet soit aussi simple , et je pense qu’il y a d’abord formation d’un sous-chlorure violet Ag Cl, et que ce dernier peut être décomposé à son tour par une action suffisamment intense et prolongée. Les observations sur lesquelles on peut se fonder pour soutenir cette opinion sont les suivantes :
1° Le chlorure altéré par la lumière se dédouble instantanément par l’action des dissolvants du chlorure blanc comme l’ammoniaque, l’hyposulfite de soude, les chlorures alcalines, etc. : du chlorure blanc se dissout et de l’argent métallique reste. Cet argent se dissout ensuite facilement dans l’acide azotique. Or, si l’on traite de suite par l’acide azotique le chlorure altéré à la lumière, ce n’est que très-lentement que ce composé éprouve un changement et donne lieu à une dissolution d’argent.
2° Quand on a une surface sur laquelle se trouve une couche de chlorure d’argent déjà coloré par la lumière, le spectre solaire, comme on le verra plus loin, donne à cette couche impressionnée des teintes particulières, dans le rouge et le bleu du spectre; ces teintes étant analogues à celles du sous-chlorure formé directement sans l’intervention lumineuse, il est donc probable que ce composé existe dans le chlorure impressionné. Si ce dernier était formé d’un mélange d’argent et de chlorure blanc, on n’observerait aucun effet de ce genre.
Wetzlar (1) a reproduit chimiquement une matière analogue au souschlorure violet en versant du bichlorure de fer ou de cuivre sur des lames d’argent en feuilles ; l’argent se réduit de suite en petites paillettes noires violacées, que l’on lave aussitôt, car un contact plus prolongé donnerait naissance à du chlorure blanc.
J’ai analysé deux échantillons de ce produit préparé de la manière suivante : le bichlorure de cuivre a été formé par un mélange de sel marin et de sulfate ou d’azotate de cuivre, et l’on a projeté dans cette solution de l’argent nouvellement précipité sur du zinc; aussitôt il s’est formé une poudre violette qui a été lavée dans l’eau bouillante.
1 gr. de matière traité par l’eau régale a donné t gr. 132 de chlorure, blanc. Le chlorure blanc AgCl2 étant formé de 0,753 d’argent et 0,247 de chlore, on a pour le poids des éléments dans la matière d’essai :
Argent, 0,853 Chlore, 0,147
Total, lgr.
ou
Tôô.
(1) Berzelius, Traité de chimie , 2me édit, française, 1847, t. 4, p. 260.
EFFETS CHIMIQUES. 63
En admettant la formule Ag Cl, on aurait dû trouver 85,9 d’argent et 14,1 de chlore.
Une autre quantité de 1 gr. de matière traitée par l’ammoniaque a donné un résidu d’argent de O, gr. 42. Le chlorure blanc dissous précipité par l’acide azotique pesait 0, gr. 56, et renfermait 0, gr. 423 d’argent et 0,137 de chlore; la composition de la matière était donc :
Argent. ..... 84,3
Chlore 13,7
Total 98,
et la perte a été de 2 milligr. On voit que la composition est sensiblement celle de Ag Cl. D’un autre côté, M. Wohler a obtenu comme résidu du traitement du mellitate d’argent porté à 100° une matière qui paraît contenir l’argent à l’état de protoxyde ; l’acide chlorydrique y forme un précipité brun qui pourrait être analogue au sous-chlorure Ag Cl. On doit observer que si la réaction qui a lieu sur le chlorure blanc sous l’action de la lumière commence par donner lieu au sous-chlorure Ag Cl, comme ce composé est lui-même altéré par la lumière, il est probable que l’effet final sur le chlorure blanc doit tendre à une réduction complète , à moins qu’il ne se forme un composé encore moins chloruré que Ag Cl.
Le chlorure d’argent peut être déposé sur la surface du papier, du carton, ou sur une couche de collodion appliquée sur le verre ; on le produit alors par double décomposition, en imprégnant la surface avec un chlorure, puis en plongeant celle-ci dans une dissolution d’azotate d’argent. Mais dans ces conditions la présence du composé soluble d’argent, de l’azotate, a une influence sur l’effet produit par la lumière; non-seulement la sensibilité du corps est augmentée , mais l’effet produit par le spectre solaire est différend ; en effet, on verra dans le chapitre suivant que l’action s’étend un peu plus loin du côté du vert, et, en outre, que la substance préalablement impressionnée est sensible entre le bleu et le rouge prismatique. Du reste, le mélange des matières impressionnables et des composés organiques réducteurs a une trèsgrande influence sur l’altération des sels métalliques et est utilisé dans la photographie.
MM. Davaiîne et Girard (I) pensent que l’azotate d’argent mélangé au chlorure n’agit que par sa présence en absorbant le chlore au mo-
(1) Recherches sur la formation des images photographiques ,* Paris, 1864 p. 36.
EFFETS DE LA LUMIÈRE
ment de la décomposition du chlorure insolé, et en fournissant une nouvelle quantité de chlorure qui est de nouveau décomposée, etc...; de sorte qu’une certaine quantité de chlorure peut donner lieu à une quantité d’argent réduit plus grande que celle qu’il contient. Il est possible que l’action exercée sur le chlore provenant de la décomposition du chlorure augmente la sensibilité de cette dernière substance; mais l’influence particulière que les rayons orangés jaunes et verts exercent sur le chlorure d’argent en présence de l’azotate de cette base, comme on le verra dans le chapitre suivant, indique une action différente de celle qui est produite sur le chlorure blanc isolé.
On a supposé que le chlorure d’argent formé par double décomposition était précipité et même fondu, et qu’il était fixé sur un corps servant de support. Si on l’obtient en attaquant directement une lame d’argent par le chlore, il donne des couches grisâtres ou violacées, en général moins impressionnables, mais présentant d’autres effets qui seront étudiés plus loin avec détails dans le quatrième chapitre du livre III, relatif à la photographie. *
Le bromure d’argent préparé par voie de double décomposition offre à la lumière des effets analogues à ceux du chlorure; seulement, son altérabilité paraît être plus grande; sa coloration est noire verdâtre. Obtenu par double décomposition à la surface du papier, du collodion, etc., et en présence de l’azotate d’argent et de différents sels, il donne des effets analogues.
L’iodure d’argent, qui en général se comporte de même, peut donner cependant des effets dépendant des circonstances dans lesquelles on le produit. Ce corps, obtenu par double décomposition, est jaunâtre, et quand il est neutre et bien lavé , il n’est pas impressionnable à la lumière ; mais vient-il à être mélangé d’azotate d’argent, il le devient à un très-haut degré. Pour répéter cette expérience, on prépare de l’iodure d’argent précipité jaune , au moyen de l’iodure de potassium et de l’azotate d’argent; on lave bien ce composé et on le place dans deux capsules que l’on peut exposer, sous des cloches en verre, à l’action des rayons solaires; dans une des capsules, on met l’iodure isolé et pur; dans l’autre, on ajoute quelques gouttes d’une dissolution de d’azotate d’argent qui mouille l’iodure. Après avoir exposé les deux capsules à la lumière pendant plusieurs heures, on reconnaît que l’iodure isolé n’est pas altéré, tandis que celui qui est imprégné d’azotate est rapidement coloré en noir.
EFFETS CHIMIQUES
Dans cette circonstance, Faction de l’azotate d’argent, ainsi que celle d’autres composés de ce métal , augmente l’impressionnabilité de l’iodure , non-seulement en s’emparant de l’iode lors de l’insolation, mais encore en aidant à l’action réductrice de la lumière. Le chlorure et le bromure d’argent placés dans les memes conditions deviennent également plus impressionnables que lorsqu’ils sont isolés.
M. Poitevin, qui partage cette opinion (1), a trouvé qu’une dissolution de tannin produit le même effet que l’azotate d’argent et donne à l’iodure d’argent précipité et inactif une sensibilité aussi grande que celle que l’azotate peut lui communiquer.
On peut obtenir l’iodure d’argent en attaquant directement une lame d’argent avec la vapeur d’iode; cet iodure est très-impressionnable à la lumière, et donne naissance à un composé analogue au souS-chlorure et au sous-bromure. Daguerre a découvert la préparation de cette couche sensible dont il a fait usage pour fixer les images de la chambre noire. La présence de l’argent semble donner à l’ioiure le même accroissement de sensibilité que lui donne un sel soluble d’argent quand on le prépare à l’état de précipité. Quand l’iodure [préparé sur les lames de plaqué d’argent est mélangé de chlorure ou de bromure, sa sensibilité est de beaucoup augmentée, car on verra plus tard que le brome donne à ce composé une impressionnabilité qui peut devenir 60 fois plus grande que celle qu’il possède.
L’analogie entre les trois composés, chlorure, bromure et iodure d’argent, se retrouve dans la plupart des actions que la lumière exerce sur eux et dans celles des réactifs chimiques. Ainsi, presque tous les corps qui dissolvent ces sels opèrent la décomposition des sous-combinaisons formées sous l’influence de la lumière, en donnant naissanceà de l’argent métallique et à un chlorure, bromure ou iodure qui se dissout ; mais Fhyposulfite de soude est un des dissolvants qui facilitent le plus cette décomposition.
On vient de voir que le chlorure et le bromure d’argent, même isolés des matières organiques ou de la présence d’autres corps, étaient altérés par la lumière; il en est de même de la plupart des composés binaires de l’argent. Mais les composés ternaires ou quaternaires, les sels tels que l’azotate d’argent, le sulfate, etc., généralement ne sont pas altérés, à moins de se trouver en présence de matières organiques qui jouent le
(1) Bulletin de la Société de photographie, t. 9, p. 30G:
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rôle de réducteurs; comme résultat final, il se produit alors de l’argent métallique. Ainsi l’azotate d’argent cristallisé ou fondu mis dans un tube à l’abri des matières organiques n’est pas altéré par les rayons lumineux ; en présence du papier, du collodion, de la gélatine, il donne rapidement de l’argent métallique. Le charbon sous l’influence de la lumière exerce également un pouvoir réducteur sur l’azotate d’argent : quand on place dans une éprouvette une dissolution de ce sel dans laquelle se trouve un morceau de charbon, à l’obscurité on n’observe rien, mais à la lumière il se dépose de l’argent métallique sur la surface de ce corps.
Je citerai encore la réaction produite entre l’iodure de potassium ou de sodium et l’argent : en mettant en digestion de l’argent métallique nouvellement précipité avec une solution assez concentrée d’iodure de potassium, il y a double décomposition ; il se forme de l’iodure d’argent, et la base est mise en liberté. Avec une solution faible de sel, l’action est très-lente , mais elle est accélérée par la lumière. On indiquera plus loin l’effet produit par le spectre lumineux sur une feuille de papier recouverte d’argent réduit et lavé avec une couche plus ou moins concentrée d’un iodure alcalin.
Un très-grand nombre de sels métalliques éprouvent une altération de la part de la lumière; mais, sauf pour quelques-uns, on n’a pas fait une étude aussi étendue qu’à l’égard des composés d’argent ; on n’a observé que les actions les plus frappantes, et il est probable que des recherches spéciales feraient connaître des réactions qui, n’étant pas aussi promptes, ne donnent lieu qu’à des effets moins facilement appréciables. Je vais parler des principales observations qui ont été faites avec différents composés métalliques.
Composes d'or. — Les combinaisons d’or éprouvent de la part de la lumière une action réductrice analogue à celle des composés d’argent; parmi eux on peut citer le chlorure, l’oxyde d’or; mais les réactions n’étant pas très-promptes, elles ont été peu examinées. Néanmoins, comme on le verra dans les paragraphes suivants, on a fait usage du papier enduit de chlorure d’or pour étudier l’action de la lumière. La dissolution de chlorure d’or dans laquelle on plonge du charbon donne également, comme l’azotate d’argent, du métal réduit sur le charbon quand on l’expose aux rayons solaires.
Sels de platine. — Quelques composés de platine sont également impressionnables à la lumière, et donnent lieu à des effets analogues à
EFFETS CHIMIQUES
ceux que l’on observe avec les combinaisons d’or. Une réaction assez curieuse se produitavec le chlorure de platine (1) : quand, après avoir fait dissoudre du platine dans l’eau régale, on neutralise l’excès d’acide avec de la chaux, en filtrant le liquide et en le mélangeant avec de l’eau de chaux, ce mélange reste limpide quand on le conserve à l’obscurité; mais s’il est exposé à l’action des rayons solaires, il donne immédiatement lieu à un précipité. A la lumière diffuse, l’action a lieu plus lentement. Le précipité est de l’oxyde de platine , et il se manifeste dans cette circonstance, le même effet qu’avec certains sels de peroxyde de fer, d’urane et de mercure , dont il va être question; il y a décomposition partielle du composé et passage du métal de l’état de bichlorure à l’état de protochlorure. M. J. Herschell a observé que l’effet était produit par l’extrémité violette du spectre.
Sels de molybdène. — Une réduction partielle s’observe aussi avec le sulfate de molybdène qui, d’après l’observation de M. Phypson (2), se colore en bleu à la lumière, pour perdre sa couleur à l’obscurité en reprenant de l’oxygène.
Combinaisons de plomb. — Plusieurs composés de plomb sont sensibles à Pinfluence des rayons solaires, et l’on a vu dans le paragraphe précédent, page 54, que le protoxyde de plomb s’oxydait alors en présence de l’air. Le minium se colore aussi à la lumière, mais moins rapidement que le protoxyde jaune. Le peroxyde, d’après Davy (3), quand il est humide, changerait également de couleur, et ce changement aurait lieu dans les rayons rouges, tandis que dans le violet du spectre il ne serait pas affecté. J’ai cru observer une légère décoloration sur du peroxyde puce de plomb très-pur exposé pendant quelque temps à la lumière sous un verre blanc; c’est un sujet qui mérite d’être étudié de nouveau.
L’iodure de plomb éprouve sous l’influence solaire une altération sensible (4); maisladécomposition de l’iodure et le départ de l’iode sont rendus bien manifestes en mélangeant ce corps, après sa précipitation, avec une gelée d’amidon (5), qui a la propriété de se colorer en bleu par
(1) Philos, mcigas., juin 1832. — Herscliel, Traité d'optique, traduct. franç., tom. 2, p. 582.
(2) Bulletin de la Société de photographie, t. 9, p. 28G.
(3) Davy, Éléments de philosophie chimique; traduct. de van Mons, t. l,p. 335.
(4) Becquerel, Traité de physique, t. 2, p. 497.
(5) Mémoire de M. Roussieu, Bulletin de la Société française de photographie , t. 2, p. 149.
EFFETS DE LA LUMIÈRE
les moindres traces d'iode en formant de l’iodure bleu d’amidon. La teinte de l’iodure, au lieu de rester jaune, devient verte plus ou moins foncée, par suite du mélange des deux couleurs jaunes et bleues. On peut même obtenir ainsi un papier sensitif dont l’iodure de plomb est la matière impressionnable.
Combinaisons de cuivre . — Une plaque de cuivre exposée à la vapeur d’iode, comme la plaque daguerrienne, se recouvre d’une couche d’iodure faiblement impressionnable, et les cristaux blancs de proto-chlorure de cuivre noircissent à la lumière ; ainsi, plusieurs composés de ce métal doivent être rangés parmi les matières altérables sous Fin fluence des rayons lumineux.
J’ai employé le moyen suivant pour obtenir du proto-chlorure de cuivre impressionnable, sur lequel j’ai pu étudier Faction du spectre, comme on le verra dans le chapitre suivant. Voici ce que j’extrais des notes du cahier d’expériences d’octobre 1847. « En exposant une plaque « de cuivre à la vapeur d’acide chlorhydrique, elle prend une légère (( teinte, comme si on la couvrait d’un voile blanchâtre. Dans cet état, elle a est couverte de proto-chlorure de cuivre, et à la lumière elle passe ra- « pidement au noir....)). Les plaques de cuivre exposées aux vapeurs de brome et d’iode changent également de couleur, et même j’ai observé qu’une lame de cuivre chauffée et couverte d’oxyde, lorsqu’elle devient jaunâtre, est assez sensible à la lumière; quand une lame ainsi oxydée est exposée à la vapeur d’acide chlorhydrique , elle devient même très-impressionnable.
MM. Garnier et Salmon (1) se sont occupés de Faction exercée par la lumière sur l’iodure de cuivre préparé par les plaques de cuivre et la vapeur d’iode. M. B. Renault (2) a obtenu des couches de chlorure, bromure, iodure et fluorure de cuivre impressionnables à la lumière en plongeant des lames de cuivre dans des liquides pouvant leur céder du chlore, du brome, de l’iode ou du fluor. D’après les différences de solubilité des sels insolés et non insolés, il a pu conserver des impressions faites sur ces surfaces sensibles.
Composés de mercure. — Les oxydes de mercure sont altérés par la lumière, le bioxyde comme le protoxyde; ils perdent probablement de l’oxygène. D’après Davy (3), l’oxyde de mercure obtenu par
(1) Comptes rendus de l'Acad. — Bullet. de la Société de ph., t. 13, p. 97.
(2) Bulletin de la Société de photographie, t. 10, p. 317 et 347.
(3) Davy, Philosoph. chimique, ouvrage déjà cité , t. 1, p. 335.
EFFETS CHIMIQUES
une solution de potasse et le calomel (protochlorure) exposé au spectre change'de couleur, et devient rouge dans les rayons rouges en absorbant de Foxygène ; les rayons violets, au contraire, décolorent l’oxyde rouge de mercure humide. La première réaction est due à la décomposition du protoxyde en bioxyde et en mercure, qui se fait avec la plus grande facilité et qui a lieu tout aussi bien à la chaleur de l’eau bouillante que sous l’influende de la lumière (1). L’expérience peut se faire aisément en plaçant le protoxyde dans un tube comme celui de la figure 44 page 48 et en l’exposant à la lumière; on voit alors que dans le vide comme dans l’air sa teinte noire devient plus claire et passe au jaune par places. Si l’on trempe une feuille de papier successivement dans des solutions de proto-azotate de mercure et de potasse, on forme un dépôt de protoxyde de mercure, qui se décolore un peu à la lumière, mais tout en restant grisâtre.
Quant à l’oxyde de mercure exposé sous l’eau à la lumière solaire, il prend à sa surface une teinte noire; il se dégage, à ce qu’il paraît, des . bulles de gaz oxygène (2).
Le protochlorure de mercure s’altère aussi, quoique faiblement; quant au proto-iodure, il est rapidement impressionnable. Une feuille de papier lavée simplement avec une dissolution d’azotate de mercure donne aussi une coloration à la lumière et une réduction métallique.
On a cité, la décomposition qui s’opère entre une dissolution d’oxalate d’ammoniaque et de bichlorure de mercure quand le mélange est exposé à la lumière; il y a formation de sel ammoniac, précipitation de protochlorure de mercure (calomel) et dégagement d’acide carbonique. M. Poitevin a reconnu que le mélange de ce même sel de mercure avec Falloxantine donne au soleil du protochlorure de mercure avec dégagement de gaz (3).
Dans le cours d’expériences faites avec M. Fremy, nous avons observé que l’on avait une action très-nette et très-tranchée, sans dégagement de gaz, en mélangeant une dissolution d’acide oxalique avec une dissolution de bichlorure de mercure. A l’obscurité, ou sous l’influence de la chaleur, les deux liquides ne se troublent pas, et il n’y a pas réaction entre les corps; mais à la lumière solaire, comme à la lumière diffuse, le mélange se trouble aussitôt et un précipité blanc se forme. Ce précipité
(1) Berzelius, Traité de chimie , trad. franc., 2e édition, t. 2, p. 497.
(2) Ibid. y t. 3, p. 111.
(3) Poitevin, Traité de l’impression photogr. sans sels d’argent, p. 134.
EFFETS DE LA LUMIÈRE
est du protochlorure de mercure parfaitement pur. Les proportions qui ont le mieux réussi sont les suivantes : pour 100 gr. d’eau, 6 gr. 5 de bichlorure de mercure et 12 gr. 5 d’acide oxalique. Le^deux nombres 6,5 et 12,5 sont sensiblement proportionnels aux équivalents des substances, et ces proportions permettent leur solution complète dans les 100 gr. d’eau à la température ordinaire. Dans le quatrième chapitre de ce livre il sera question de l’emploi de cette substance pour étudier l’intensité des rayons actifs.
Cette réaction indique que sous l’influence de la lumière le bichlorure de mercure est partiellement réduit; le protochlorure formé étant insoluble se précipite aussitôt. Quant à l’équivalent de chlore mis en liberté, il se porte sur un équivalent d’hydrogène de l’eau pour former de l’acide chlorhydrique, et l’oxygène correspondant en reagissant sur l’acide oxalique donne de l’acide carbonique , qui reste dans la liqueur et se dégage peu à peu.
Cette action de la lumière sur certaines combinaisons permet de concevoir comment M. Hunt (I) a obtenu des précipités différents en mélangeant à des solutions d’argent ou de mercure, insolées ou non insolées, des sels capables de produire des précipitations; dans le cas des dissolutions insolées, une partie des combinaisons ont dû passer à un état d’oxydation moindre. M. J. Herschella également montré quelle était l’action de la lumière sur le proto-azotate de mercure isolé ou mélangé à différents sels (2).
Sels de fer . — Les sels de peroxyde de fer tendent à passer à l’état de sels de protoxyde et à perdre un équivalent d’oxygène quand ils sont soumis à l’action de la lumière; on peut citer le cyanoferrite , l’oxalate de peroxyde de fer, etc., surtout quand ils sont en présence de corps pouvant s’oxyder et leur enlever un de leurs éléments constituants. Lorsque ces corps sont isolés, ils sont décomposés, mais en faibles proportions, et les réactifs capables de déceler la présence des sels de protoxyde donnent alors des indications sur les effets produits.
Les dissolutions de perchlorure de fer dans l’alcool et l’éther se décolorent à la lumière (3); la dissolution alcoolique laisse précipiter de l’oxyde de fer, et le sel dissous passe à l’état de protocholure si
(1) Jiiblioih. univ. de Genève, nouvelle série, t. 59, p. 373 (i845).
(2) Philosophical trans., 2e partie (1842), p. 181.
(3) Bcrzelius, Traité de chimie, 2e édit, française, t. 3, p. 529.
EFFETS CHIMIQUES
l’action lumineuse est suffisamment prolongée (1). Lorsque ce sel mélangé avec des combinaisons organiques, comme l’acide oxalique ou l’acide tartrique, se trouve exposé aux rayons solaires, le passage du fer au minimum de chloruration est accompagné d’effets que l’on doit signaler :
Si l’on mélange une dissolution de perchlorure de fer avec une dissolution d’acide oxalique dans une éprouvette que l’on renverse sur un bain de même nature, à l’obscurité on n’obtient aucun effet; mais sous l’influence des rayons solaires il se produit aussitôt un dégagement abondant de gaz acide carbonique, dû à la décomposition de l’acide oxalique ; on peut comprendre la réaction en remarquant que l’on a dans le mélange Cl* Fe -f- Ho -b C1 203, et qu’il vient Cl Fe + Cl H -f- 2 Co2. Mais il est possible qu’avant l’action solaire il se produise du peroxalate de fer, par le fait du mélange et que l’action lumineuse se porte sur ce composé; car M. Draper (2), qui a observé cette réaction, conseille l’emploi d’une dissolution de ce dernier sel, donnant lieu sous l’action de la lumière solaire ou diffuse à un dégagement d’acide carbonique et à une précipitation d’un sous-sel ferrugineux. Nous reviendrons plus loin sur ce sujet quand il sera question des réactions à l’aide desquelles on peut évaluer la quantité d’action chimique produite par une source lumineuse déterminée.
•M. Draper a reconnu la difficulté d’estimer la quantité d’acide carbonique dégagée lors de la réaction de la lumière sur le peroxalate de fer, car une partie de ce gaz reste toujours dissous dans le liquide; il a remarqué que cette dissolution de peroxalate de fer mélangée à du chlorure d’or ne donne aucune précipitation, mais qu’aussitôt que l’action de la lumière a lieu l’or se précipite, par suite de la formation du sel de fer au minimum.
M. Poitevin (3) a observé la réaction curieuse qui a lieu entre le perchlorure de fer et l’acide tartrique : Si l’on fait une dissolution de 12 à 20 parties de perchlorure de fer dans 100 parties d’eau, et de 6 à 10 parties d’acide tartrique dans la même quantité de liquide, en mêlant les deux dissolutions, on a un liquide qui peut se conserver sans altération dans l’obscurité. Étendu sur une feuille de papier ou sur du verre
(1) Comptes rendus de VAccid. des sciences, t. 9, p. 145.
(2) Philosoph. mag., sept. 1857. — Bïblioth. univ. de Genève. — Archives des sciences physiq ., t. 36, p. 258 (1857).
(3) Ann. de chim. et de physique , 3e série, t. 62, p. 192. — Poitevin, Traité de l’impression photographique sans sels d'argent, Paris (1862), page 173.
à l’abri de la lumière, il donne lieu, après l’évaporation, à une couche sèche. Mais si la lumière vient à frapper cette surface, auss tôt les parties qui ont été éclairées deviennent hygroscopiques, et sont aptes à retenir des poussières ou d’autres matières ténues : cet effet provient de la production du protochlorure de fer déliquescent. On verra plus tard que M. Poitevin a utilisé cette propriété pour le tirage des épreuves photographiques positives avec des matières pulvérulentes quelconques, charbon, sanguine, etc. ; il a montré qu’en formant ces images sur papier, on peut en les plongeant dans des disssolutions métalliques qui sont réduites par les sels de fer au minimum, faire apparaître des images. Tel est l’effet des sels d’or qui sont réduits par le protochlorure de fer. L’acide gallique, qui forme de l’encre avec les sels de peroxyde, peut colorer la partie non insolée et laisser intacte la partie insolée; quant au cyanoferrite de potassium, ou cyanure rouge, il donneàlapartie insolée une coloration bleue.
M. Chevreul (1) a reconnu que le cyanure de fer (bleu de Prusse) est décoloré dans le vide et devient blanc sous l’influence de la lumière, et qu’en présence de l’oxygène il reprend sa coloration. Mais ce phénomène ne se produit pas de telle sorte qu’il se reforme le même composé que celui qui a été altéré par la lumière; en effet, dans le vide le bleu de Prusse perd du cyanogène ou de l’acide cyanhydrique , et il ne reprend ensuite que de l’oxygène, en sorte qu’après des expositions multipliées et répétées à la lumière du soleil dans le vide et dans l’air, on réduirait probablement le bleu de Prusse à n’être plus que du peroxyde de fer, mais il faudrait pour cela beaucoup de temps.
M. J. Flerschell (2) a montré que le ferrocyanure rouge de potassium, c’est-à-dire le cyanoferrite est impressionnable à la lumière; il y a formation d’un sel de protoxyde. Si on en imprègne un papier que l’on recouvre ensuite de perchlorure de fer et qu’on l’expose à la lumière, il se forme une teinte bleue, due à la production du cyanure de fer (bleu de Prusse). Cette réaction est facile à expliquer en raison de la réduction des deux sels. Mais il se produit ensuite un effet curieux : si l’action des rayons solaires est suffisamment intense, la trace bleue disparaît et le papier devient blanc , pour se colorer de nouveau en bleu à l’obscurité. Cet effet provient de ce que le cyanure bleu de fer se désoxyde à son tour par l’ac-
(1) Recherches chimiques sur la teinture. — Mém. de VAcad. des sciences , I. 16 (1838), t. 19, p. 491 (1835), et t. 23, p. 1 (1853).
(2) Philosoph.transanct. (1842), 2e partie, p. 181.
EFFETS CHIMIQUES
tion de la lumière , puis de ce que le nouveau sel reprend sa coloration bleue à l’obscurité en reprenant de l’oxygène.
M. J. Herschell a reconnu également que les sels de fer tels que l’ammonio-citrate et l’ammonio-tartrate éprouvent à la lumière des actions du meme genre que le cyanure, et que déposés sur des papiers ils peuvent donner plus ou moins rapidement des impressions colorées. Quand une feuille de papier enduite d’ammonio-citrate de fer est partiellement insolée, puis plongée dans une dissolution d’or ou d’argent, l’or ou l’argent se trouvent réduits sur les parties insolées et donnent des impressions d’une grande netteté. Si la feuille insolée est plongée dans une dissolution de cyano-ferrite de potassium, elle devient bleue par la réduction du sel comme précédemment avec le bichlorure de fer. Du reste, on peut varier beaucoup les effets de couleur obtenus à l’aide des papiers préparés au moyen des composés ferrugineux et d’après les principes précédents.
M. Draper (1) a observé que lorsqu’une feuille de papier, après avoir été placée sur une solution de bleu de Prusse dans l’oxalate d’ammoniaque, est exposée à l’action de la lumière sous un cliché photographique, on voit les portions qui en subissent l’influence acquérir une légère coloration bleue. Si la feuille est ensuite lavée avec de l’eau, puis immergée dan sde l’acide chlorhydrique étendu, cette impression faible devient extrêmement intense. Une fois l’excès d’acide enlevétpar des lavages et le papier desséché, l’image obtenue disparaît promptement sous l’action de la lumière, pour reparaître à l’obscurité.
Sels d'uranium. — Les sels d’uranium donnent des effets du même genre que les composés de mercure et de fer. L’azotate d’urane, qui est un azotate de peroxyde, passe à l’état de sel de protoxyde sous l’influence lumineuse, et peut donner lieu aux mêmes effets que les sels précédents. Ainsi l’azotate d’urane dissous dans l’alcool conserve sa couleur jaune à l’obscurité, mais laisse déposer du protoxyde d’urane vert sous l’influence des rayons solaires.
Une feuille de papier recouverte d’une couche de ce même sel, puis desséchée, exposée à la lumière, donne une impression faible; mais plongée alors dans une dissolution d’un sel d’or, d’argent ou dans du cyano-ferrite de potassium, elle indique par un dépôt d’or, d’argent, ou de cyanure de fer, la désoxydation opérée par la lumière.
Composés de chrome. — L’acide chromique réagit comme oxydant sur
(1) Bulletin delà Société de photographie, t. 7, p. 2G9.
EFFETS DE LA LUMIÈRE
un grand nombre de substances sous l’influence de la lumière , il cède une partie de son oxygène, et passe à un état d’oxydation moindre. Cet effet a été observé par M. Ponton (1), et j’ai indiqué quelques-unes des réactions que l’on peut obtenir avec cette matière (2). Cet acide dissous dans l’alcool puis soumis à l’action des rayons solaires donne lieu à une précipitation d’oxyde hydraté de chrome ; en agissant sur l’amidon, le sucre, la gomme et d’autres matières organiques, il produit des effets analogues.
Habituellement, aulieud’acide chromique, on emploieles bichromates de potasse ou d’ammoniaque, qui agissent par leur excès d’acide et passent à l’état de chromâtes neutres. Ainsi une feuille de papier enduite de bichromate de potasse, quand elle est sèche, se colore rapidement en brun à la lumière en vertu de la réaction indiquée plus haut.
C’est sur cette propriété de l’acide chromique agissant sur la gomme ou l’albumine que repose le procédé de lithophotographie découvert par M. Poitevin, et sur l’insolubilité communiquée à la gélatine'par le même composé que M. Talbot a basé un procédé de gravure photographique dont il sera question dans le livre III de ce volume.
On pourrait encore citer beaucoup d’autres exemples de l’action chimique produite par la lumière, et on verrait qu’en général l’effet qui a lieu sur les sels métalliques est une réduction partielle ou totale avec ou sans l’influence de substances organiques. D’autres composés peuvent également subir une action analogue; ainsi des substances organiques, même hors de la présence de l’oxygène, peuvent être décomposées, comme on l’observe avec le curcuma, qui, d’après ce que l’on a vu page 58, peut se décolorer dans le vide à la lumière; l’acide azotique , sous l’influence des rayons solaires, se décompose en oxygène et en acide nitreux, et j’ai observé qu’une feuille de papier enduite d’une légère couche d’eau fortement acidulée par l’acide sulfurique se colore un peu à la lumière, ce qui tendrait à montrer qu’il se manifeste une réaction entre la matière organique et une partie de l’oxygène de l’acide sulfurique. Mais les exemples précédents suffisent pour montrer quel est le mode d’action de l’agent lumineux et combien sont nombreuses les circonstances dans lesquelles on observe son influence (3).
(1) Bibliotli. univ. de Genève , nouv. série, t. 23, p. 414.
(2) Comptes rendus de V Acad, des sciences, t. 10, p. 469 (1840).
(3) On peut consultera ce sujet un ouvrage deM. Landgrebe intitulé . XJ cher die che mischen und physiologischen Wirkungen der lichtes; Marbourg, 1834.
, EFFETS CHIMIQUES
§ 4. Effets chimiques continués après l’influence lumineuse.
Rayons continuateurs.
Certains effets chimiques dus à l’action de la lumière une fois commencés peuvent être continués dans l’obscurité, soit sans aucune action extérieure, soit par l’emploi de certains réactifs ou par l’influence de la chaleur ou de la lumière.
Seebeek a observé que si l’on enduit un papier à l’aide d’une dissolution de chlorure d’or, une fois desséché il ne change pas de couleur à l’obscurité; mais si après une exposition assez courte aux rayons solaires, alors que la partie insolée ne montre qu’une coloration à peine sensible, on le rentre dans l’obscurité, la réduction de l’or a lieu et le papier passe par différentes phases qu’il aurait prises sous l’influence lumineuse. J’ai pu constater ce résultat en employant du chlorure d’or neutre , et M. J. Herschell, dans le mémoire cité plus haut, a observé des effets analogues avec diverses préparations de sels d’or. Parmi les sels métalliques impressionnables, ce sont du reste les composés d’or qui montrent peut-être le plus nettement les effets de ce genre.
On a des exemples d’autres effets chimiques qui une fois commencés se continuent d’eux-mêmes à l’obscurité; tels sont, d’après M. Régnault (1), les résultats de l’action du chlore sur l’éther chlorhydrique et sur l’alcool. Suivant M. Draper (2), l’eau chlorée exposée pendant quelque temps à la lumière, puis rentrée dans l’obscurité, continuerait à laisser dégager du gaz oxygène; mais il faudrait s’assurer que ce dernier gaz ne proviendrait pas de la réaction chimique opérée sous l’influence de la lumière et n’aurait pas éprouvé un simple retard de dégagement.
Les différentes méthodes photographiques sont fondées sur des effets très-remarquables, qui doivent se ranger dans la même classe de phénomènes : la réaction découverte par Daguerre, et qui forme la base de sa magnifique invention, consiste, en ce qu’une plaque d’argent recouverte d’iodure par son exposition à la vapeur d’iode, et exposée pendant un temps suffisant au foyer d’une chambre noire, n’offre pas l’image de celle-ci d’une manière appréciable, mais elle la possède à l’état latent; en effet, si la lame est exposée à la vapeur du mercure, l’image apparaît par suite de la fixation du mercure sur les parties frappées par
(1) Ann. de chim. et de physique, 2e série, t. 71, p. 355 (1839).
(2) Philos, mag ., nov. 1845. — Biblioth. univ. de Genève, t. 59, p. 365.
7G . EFFETS DE LA LUMIÈRÇ
la lumière. La manière la plus simple d’expliquer ce phénomène consiste à admettre que dans les parties insolées, alors que l’effet n’est pas possible à distinguer par la vision, l’iodure est changé en sous-iodure, et que sous l’action du mercure il y a décomposition du sous-iodure en iodure et en argent métallique; l’argent s’amalgame avec le mercure et produit les blancs de l’image. Un lavage ultérieur dans l’hyposulfite de soude enlève toutl’iodure d’argent qui restait sur la lame.
Le temps nécessaire pour impressionner la lame d’argent iodurée est excessivement court, et sous Faction de la lumière solaire c’est par fractions de seconde qu’il faut compter pour ne pas dépasser ce temps; bien plus, quand la lame recouverte d’iodure est exposée pendant peu de temps à la vapeur de brome, on peut rendre la surface 60 fois plus sensible encore. Il n’y a pas de matière chimiquement impressionnable d’une sensibilité plus grande que la lame d’argent iodurée puis bromurée. D’après cette explication, des traces d’argent que l’œil ne peut distinguer suffisent pour déterminer la fixation du mercure dans les parties qui ont été insolées.
La lumière seule peut produire le même effet que la vapeur du mercure, et certains rayons qui n’auraient pas exercé d’action dans des conditions ordinaires peuvent continuer une action commencéè par d’autres. J’ai été conduit à ces résultats curieux (1) en étudiant Faction du spectre solaire sur les matières impressionnables et en observant que l’iodure d’argent préparé sur les plaques métalliques, ainsi que le chlorure, l’iodure et le bromure de même métal obtenus sur papier avec excès d’azotate d’argent, substances qui ne sont sensibles que depuis le bleu jusqu’au delà du violet prismatique quand elles ont été préparées à l’obscurité, deviennent impressionnables depuis le bleu jusqu’au rouge quand elles ont reçu préalablement un commencement d’action, c’està-dire lorsqu’elles se trouvent dans des conditions telles qu’exposées à la vapeur de mercure, ou à l’influence des sels réducteurs, elles auraient fait apparaître une image. Au lieu d’opérer avec le spectre solaire, on peut employer des écrans de verre coloré; on observe alors qu’un verre jaune ou rouge tamise la lumière de façon à ce que les rayons transmis peuvent continuer Faction commencée sur les composés d’argent cités
(1) Comptes rendus de l’Acad. des sciences, t. 11, p. 702 (1840). — Mêm. des savants etrangers, 1. 8, p. 373. — Ann. de Chimie et de physique, 3 e série, t. 9, p. 25/ (1843). — Voir aussi le rapport de M. Biot à l’Académie des sciences sur ce travail, Comptes rendus de V Academie, t. 12, p. loi.
EFFETS CHIMIQUES
plus haut, mais ne peuvent la commencer eux-mêmes. De là la dénomination de rayons continuateurs, que j’avais donnée à ces rayons peu réfrangibles, et de rayons excitateurs appliquée aux rayons les plus réfrangibles ; mais ces dénominations ne sont pas nécessaires, car il n’y a de différence entre eux que la réfrangibilité ou la longueur d’onde ; ainsi au delà d’une certaine longueur d onde des rayons incidents les effets chimiques sont commencés et continués ; pour une longueur d’onde moindre,, la continuation seule a lieu.
Cette continuation des phénomènes chimiques par l’action de la lumière est très-remarquable; elle est telle que sous les verres jaunes une image commencée sur une plaque daguerrienne, et qui est encore latente, vient d’elle-même sous l’action des rayons solaires qui ont traversé cet écran coloré, et la réduction de l’argent métallique dans les parties insolées donne du blanc comme l’aurait fait la vapeur du mercure, en sorte qu’à .l’aide de la lumière seule on peut obtenir une image de la chambre noire. M. Gaudin, qui, sur mes indications (1), a employé les verres colorés à la reproduction des images daguerriennes en avait obtenu de forts bons résultats.
Peu de temps après la publication de ces récherches, M. Majocchi (2) a annoncé qu’au moyen de la chaleur il pouvait continuer des effets chimiques commencés sur des papiers de bromure d’argent sous l’action de la lumière. La chaleur produirait donc , dans certaines limites, des effets semblables à ceux que la lumière ainsi que certains réactifs chimiques peuvent manifester. On a dit que la chaleur pouvait donner lieu à la production d’images en plaçant en contact, dans l’obscurité, des papiers sensibles et des gravures dont on avait élevé la température (3) ; mais, dans cette circonstance, l’action réductrice des matières qui se trouvent en présence des sels métalliques, action qui est activée par l’élévation de température, semble pouvoir expliquer les effets observés.
Deux ans environ après la publication de la découverte de Daguerre, M. Talbot (4) fit connaître une réaction chimique conduisant au même résultat que l’action de la vapeur de mercure et celle des rayons les moins réfrangibles; elle forme la base des procédés photographiques sur papier aujourd’hui en usage. Voici en quoi elle consiste : lors-
(1) Comptes rendus de V Acad., t. 12, p. 862 et 1060.
(2) Ann. de physique , chim. et math, de Florence, sept. 1841,
(3) Bulletin de la Société pliot., tome 5, p. 177 (1859).
(4) Comptes rendus de l'Acad. des sciences, t. 12, p. 1055 (1841).
EFFETS DE LA LUMIÈRE
qu’une feuille de papier est recouverte d’un sel d’argent sensible à la lumière , comme l’iodure d’argent obtenu par double précipitation avec excès d’azotate (1), en la plaçant au foyer de la chambre noire elle ne donnerait une image qu’au bout d’un temps plus ou moins long. M^is si au bout de quelques instants on vient à la déplacer et à l’examiner dans l’obscurité en s’éclairant d’une lumière rouge ou jaune, on ne trouve aucune trace de l’image; en la plongeant alors dans une dissolution d’acide gallique et en échauffant le liquide, on voit peu à peu apparaître l’image, comme si le temps d’exposition à la chambre noire eût été beaucoup plus prolongé. Les parties insolées deviennent noires, c’est-à-dire qu’il se produit, comme on sait, une image négative.
On obtient le même résultat en substituant au papier une lame de verre recouverte de gélatine, d’albumine ou de collodion sur laquelle on a déposé soit une couche simple d’azotate d’argent, soit de chlorure, bromure ou iodure avec excès d’azotate; on peut alors plonger cette lame partiellement insolée dans une dissolution réductrice d’acide pyrogallique, de protosulfate de fer, de prolochlorure d’étain, substances qui agissent dans le même sens que l’acide gallique, quoiqu’en donnant des teintes différentes à l’argent déposé sur les parties insolées de l’image.
Dans cette circonstance, le dépôt d’argent dans le bain réducteur ne paraît pas en rapport avec l’action chimique commencée sur le sel d’argent, et semble beaucoup plus considérable que celle qui correspondrait à la partie influencée de la surface impressionnable; et même, d’après les observations de M. Davanne (2), quand le bain réducteur renferme un sel soluble d’argent, d’azotate d’argent par exemple, la réduction de l’argent fait fixer sur les parties insolées beaucoup plus d’argent que la couche sensible n’en renfermait avant son impression. Dans une expérience, une lame de verre collodionnée qui ne renfermait que 25 milligr. d’argent à l’état d’iodure , en a donné ICO millig., c’est-à-dire 6 fois plus après son exposition à la lumière et son immersion dans l’acide gallique. Il semble donc que la surface impressionnée sur laquelle toute trace de décomposition chimique est inappréciable pour l’œil , contient cependant de très-faibles quantités d’ar-
(1) Voir pour l’influence de l’excès d’azotate ce qui a été dit plus haut page 63 et le livre III relatif à la photographie.
(2) Bulletin de la Société photographique, t. 3, p. 131.
EFFETS CHIMIQUES
gent, qui dans le bain réducleur fixent le métal provenant delà réduction du sel dissous. La surface impressionnée, ou du moins les faibles quantités de sous-sel d’argent qui s’y trouvent, joueraient donc un rôle analogue, par rapport au mélange du sel réducteur et de la dissolution d’argent, que les parcelles d’éponge de platine par rapport aux matières dont elles déterminent les combinaisons et les décompositions. On explique même ainsi comment une image photographique faible de ton peut être renforcée en la plongeant à différentes reprises dans des bains contenant des sels réducteurs mélangés de sels d’argent. On se borne, quant à présent, à ces indications, ce sujet devant être développé plus loin dans un des chapitres du livre III, relatif à la photographie.
Des effets du même genre peuvent se produire avec d’autres sels métalliques : ainsi, j’ai remarqué qu’une feuille de papier recouverte de chlorure d’or et partiellement impressionnée, étant plongée rapidement dans une solution étendue d’acide oxalique dont la température est de 40 où 50°, puis lavée' dans l’eau, prend une coloration violette, due à la réduction de l’or dans les parties qui avaient commencé à se colorer sous l’influence de la lumière.
