XIX* LEÇON

BI8MUTH. — MERCURE. — AROENT.

Sommaire. — Traitement des minerais qui renferment le bismuth natif. — Propriétés du bismuth. — Préparation et propriétés des oxydes, du suif are et du chlorure de bismuth. — Blanc de perla. — Réactions caractéristiques des sels de bismuth. — Préparation et propriétés de l'azotate de bismuth. — Blanc de fard. — Considérations sur l'action que l'eau exerce sur les sels à base faible. — Alliages fusibles.

— État naturel du mercure. — Traitement métallurgique pratiqué à Almaden.

— Propriétés du mercure. — Influence morbide de ses -vapeurs. — Oxydes du mercure. — Différents états du bioxyde. — Précipité perte des alchimistes. — Bioxyde rouge et bioxyde jaune. — Oxyde ammoiiio-mercurique. — Sulfure de mercure. — Différents états du bisulfure. — Cinabre et vermillon. — Iodnres de mercure. — Dimorphisme du biiodure. — Propriétés et applications de ce composé. — Préparation du bichlorure de mercure , ou sublimé corosif. — Méthode anglaise. — Propriétés du bichlorure de mercure. — Action de l'ammoniaque. — Amidure de mercure. — Signification du mot atnidure. — Précipité blanc. — Cas où des substances mercurielles non dangereuses peuvent passer à l'état de bichlorure de mercure. — Préparation et propriétés du protochlorure de mercure ou calomel. — Action de l'ammoniaque sur le calomel. — Réactions principales des sels mercuriels. — Sulfate et fulminate de bioxyde de mercure. — Amalgames. — Étamage des glaces — Propriétés de l'argent. — Action des acides , des hydracides et des chlorures snr l'argent — Argent fulminant. — Sulfure d'argent. — Action du mercure , du bichlorure et du protochlornre de enivre sur le sulfure d'argent. — Chlorure d'argent. — Altération qu'il éprouve par l'action de la lumière. — Sa réduction par le mercure. — Sa décomposition par les sulfures. — Son emploi pour préparer de l'argent chimiquement pur. — Bromure et iodnre d'argent. — Propriétés caractéristiques des sels d'argent. — Azotate d'argent. — Pierre infernale. — Applications de l'azotate d'argent. — Alliage des monnaies. — Essais par coupellation et par voie humide. — Traitement métallurgique des minerais d'argent. — Méthode américaine. — Traitement du patio. — Méthode européenne. — Traitement saxon. — Extraction de l'argent par l'ean saturée de sel marin.

Messieurs,

Ce n'est que depuis Stahl et Dufay que Ton sait que le bismuth est un métal particulier. Il paraît que les anciens le confondaient avec l'étain et le plomb.

664 CHIMIB ELBMBHTAIRB.

Le bismuth est un métal bien moins important que la plupart des métaux qui nous ont occupés jusqu'à présent : néanmoins, il fait partie de certains alliages très-utiles, et il est la base de quelques médicaments assez employés. A ce double titre, il mérite notre attention.

Comme les espèces minérales du bismuth sont rares, et qu'au contraire le bismuth se présente fréquemment à l'état natif, on conçoit que son traitement métallurgique doit être très-simple. U ne s'agit, en effet, que de séparer le métal de sa gangue. On y parvient en le chauffant dans des tuyaux eu tôle ou en fonte, disposés dans un four, suivant une direction inclinée. Les deux extrémités de ces tuyaux sont fermées; la fermeture supérieure est mobile et permet l'introduction du minerai ; l'inférieure est percée d'un trou par où doit s'écouler le métal, à mesure qu'il fond. Le métal fondu est recueilli dans des capsules chauffées, d'où il est versé dans des moules.

Le bismuth ainsi préparé contient du soufre, de l'arsenic et quelques métaux étrangers. On le purifie en le fondant avec 7V de son poids d'azotate de potasse (nitre). Cependant, il n'est chimiquement pur que lorsqu'il a été préparé, en fondant dans un creuset en terre un mélange de sous-azotate de bismuth et de flux noir.

Le bismuth est d'un blanc-gris un peu rougeàtre ; sa structure est lamelleuse; il cristallise en trémies pyramidales qui dérivent du cube; les cristaux sont très-grands et magnifiquement irisés; phénomène occasionné par une très-légère oxydation de la surface. On obtient de belles cristallisations en géodes d'un effet admirable, en laissant refroidir très-lentement plusieurs kilogrammes de métal fondu ; dès qu'il s'est formé une légère croûte solide à la surface du bain, on la perce à l'aide d'un charbon rouge, on fait écouler la portion encore liquide du métal, et enfin on enlève la croûte avec précaution. La pureté est une condition de réussite; la présence d'un peu d'arsenic fait échouer l'opération.

Le bismuth a une densité égale à 9,8 ; il est très-friable, et l'on peut le pulvériser ; il fond à + 264° ; il se ternit à l'air, s'oxyde par le grillage, et si la chaleur est suffisamment élevée, il brûle avec une flamme bleuâtre accompagnée de fumées jaunes.

Fondu, il est plus dense qu'à l'état solide; aussi un morceau de bismuth surnage- 1- il lorsqu'on le jette dans un bain du même métal. Nous verrons plus tard que d'autres métaux ont la même propriété.

L'acide azotique attaque le bismuth avec une grande facilité ; les autres acides ne l'attaquent qu'avec peine.

En se combinant avec l'oxygène, il donne naissance à deux oxy-

des distincts : le protoxyde de bismuth et Y acide bismuthique.

On prépare le protoxyde en calcinant le métal ou son azotate, ou bien encore en faisant bouillir dans une dissolution de potasse l'oxyde hydraté qui se forme, lorsqu'on décompose un sel soluble de bismuth, par un excès d'ammoniaque.

Le protoxyde de bismuth anhydre est jaune, pulvérulent , et fusible à la chaleur rouge. Lorsqu'il est fondu , il attaque les creusets encore plus facilement que ne le fait la litharge : par le refroidissement, il prend l'aspect d'un verre jaune foncé.

Quelques chimistes attribuent à cet oxyde la formule BiO, et, un équivalent, = 886,2. Mais cette formule ne rend pas compte de l'isomorphisme de certaines combinaisons bismuthiques avec d'autres composés dont la formule est définitivement arrêtée. Aussi, pour la majeure partie des chimistes, l'équivalent du bismuth est-il 1330. Alors la formule du protoxyde devient Bi* O5.

Lorsqu'on fait arriver un courant de chlore dans une dissolution concentrée de potasse, tenant en suspension du protoxyde de bismuth, on obtient Y acide bismuthique. Ce composé a l'aspect d'une poudre rouge clair ; il est décomposable à + 4M, et inattaquable par l'acide azotique.

Sa formule est Bi* O" : sous l'influence de la chaleur, il perd une partie de son oxygène, et passe à l'état d'oxyde salin Bi* O5, Bi* O*.

Les bismuthates, corps très-peu importants d'ailleurs, ont été fort peu étudiés jusqu'à présent.

Parmi les combinaisons binaires bismuthiques, quelque peu employées, je dois citer le sulfure et le chlorure.

On prépare directement le sulfure , en fondant ensemble un mélange de soufre et de bismuth pulvérisé. Comme un peu de métal échappe à la sulfuration , il importe de fondre de nouveau le produit avec une nouvelle portion de soufre. On a ainsi un culot de sulfure de bismuth à texture cristalline, et dont la formule est Bi* S8.

Le sulfure naturel a cette même composition, et il est isomorphe avec le sulfure d'antimoine. Le sulfure de bismuth artificiel est employé en médecine.

Le bismuth, ainsi que la plus grande partie des autres métaux, se combine directement avec le chlore, et forme le chlorure de bismuth, dont la formule est Bi* Cl*. Cette substance est blanche, facilement fusible; elle absorbe T humidité de l'air, et s'hydrate.

On peut l'obtenir à l'état hydraté, en évaporant une dissolution de bismuth dans l'eau régale.

Le chlorure de bismuth est décomposé par un excès d'eau ,

passe à l'état d'oxychlorure hydraté , et donne naissance à de l'acide chlorhydrique.

Voici l'équation qui rend compte de cette transformation :

3 Bi» Cl* + 4 2 HO — 6 H Cl + [Bi* Cl», ( Bi* 0», 3 HO)»]

Oxyrhlorure de bismuth.

Cet oxychlorure est employé comme blanc de fard^ et porte le nom de blanc de perle.

Cette sorte de décomposition est reproduite par tous les sels solubles de bismuth , lorsqu'on les dissout dans un grand excès d'eau. Ce caractère peut servir à les distinguer de toutes les autres dissolutions salines métalliques, à l'exception de quelques dissolutions d'antimoine ; mais on évite toute confusion , si l'on verse un peu d'acide azotique sur le précipité produit par l'eau ; le précipité disparaîtra , s'il provient d'une dissolution bismuthique ; il ne disparaîtra pas, s'il provient d'une dissolution antimoniale. Au surplus , l'hydrogène sulfuré précipite en jaune orange ces dernières dissolutions, et en noir celles qui renferment du bismuth.

De tous les sels à base de protoxyde de bismuth, V azotate est le seul qui mérite quelque attention. 11 se présente sous forme de gros cristaux incolores et déliquescents; sa formule est Bi»0», 3 AzO*+3a(ï- Nest soluble sans décomposition apparente, dans une petite quantité d'eau ; mais il se décompose, si l'eau est en excès. Le produit de la décomposition est un sous-azotate, dont la composition varie suivant la quantité d'eau que Ton a fait intervenir : ce sous-sel peut même passer à l'état de simple oxyde, si on le lave, pendant longtemps, avec de l'eau bouillante. Le sousazotate de bismuth est employé, sous le nom de blanc de fard \ pour blanchir la peau ; mais comme il est très-impressionnable à l'action de l'hydrogène sulfuré, il en résulte que les personnes qui en font usage, s'exposent à avoir une teinte blafarde : d'ailleurs, l'emploi fréquent d'un pareil fard flétrit la peau et la vieillit avant le temps.

Je vous ai dit que tous les sels solubles de bismuth sont décomposés par un excès d'eau. Je vous ferai remarquer que cette propriété est commune à la plupart des sels, dont un des principes immédiats est doué d'une faible énergie chimique. Ainsi, vous la trouverez non-seulement dans les sels de bismuth , mais encore dans les sels d'étain et dans les sels d'antimoine , parce que les oxydes de ces métaux sont des bases faibles. Vous en avez aussi un exemple dans le savon, qui est un sel à acide très-peu énergique : toute dissolution limpide de ce corps devient opalescente,

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si on Tétend avec beaucoup d'eau. Ces faits sont une preuve de X indifférence chimique de l'eau : tantôt elle joue le rôle d'acide, tantôt elle joue le rôle de base. Pour le cas spécial de l'azotate de bismuth, la formation d'un sous-sel insoluble est accompagnée de celle d'un sel acide qui reste dissous : or, ce dernier sel est combiné avec une quantité d'eau équivalente à l'oxyde qu'il a perdu II est donc évident que l'acide s'est partagé entre deux corps qui jouent à son égard le même rôle : dans ce cas , l'eau fonctionne comme une base. Dans la décomposition du savon, c'est une portion de la base alcaline qui devient libre ; mais , en se séparant de son acide, elle passe à l'état d'hydrate : dans ce cas, l'eau fonctionne comme un acide.

Les alliages les plus intéressants du bismuth sont ceux que ce métal forme avec le plomb et l'étain. Ils sont remarquables par leur grande fusibilité. Voici le point de fusion de chacun des trois métaux , et celui de leurs alliages, préparés suivant les proportions données par D'Arcet :

Bismuth Étain Plomb Point de fusion

fusible à + 2640 fusible à + 2980 fusible a + 335>o de l'alliage.

Ces alliages fondent tous dans l'eau bouillante. On les emploie pour faire les rondelles fusibles des machines à vapeur. Ces rondelles servent de soupapes supplémentaires, en ce sens que, fondues par la vapeur, dont la tension est trop forte pour ne pas être sans danger, elles lui ouvrent une issue, et préviennent ainsi l'explosion. On emploie aussi ces alliages pour clicher les médailles : dans les laboratoires, ils servent comme bain à haute température.

Bien que ces alliages portent le nom de D'Arcet , ils n'ont pas moins une origine beaucoup plus ancienne. Celui qui fond à + 99° fut découvert par Newton.

Arrivons au mercure. Ce métal a beaucoup exercé l'activité des alchimistes : ils le considéraient comme de l'argent à l'état imparfait, et comme le principe de tous les métaux et de tous les corps solides et fixes.

Il n'existe en Europe que deux mines considérables de mercure : celle d'Almaden, en Espagne, qui en fournit à elle seule 4,400,000 kilogrammes tous les ans, c'est-à-dire les 4 1 /4 3e de la production totale; celle d'idria, en Illyrie, qui n'en fournit que 475,000 kilo-

grammes. Dans ces deux localités, le mercure se trouve à l'état de sulfure (cinabre) : on en trouve aussi, mais fort peu, à l'état natif. En général, il est très-peu abondant sous cette forme, et nulle part il ne peut suffire à une grande exploitation.

Le traitement métallurgique du mercure est extrêmement simple. A Âlmaden , aussi bien qu'à Idria , il consiste en un grillage du minerai sous l'influence d'un courant d'air. Le soufre s'oxyde et passe à l'état d'acide sulfureux; le mercure est ramené à l'état métallique. Le four est disposé de telle sorte , que le métal va se réunir dans des chambres de condensation; le gaz sulfureux s'échappe dans l'air, et la gangue reste dans le four.

Dans quelques petites exploitations, comme celle de Bavière (duché de Deux-Ponts), on ne grille pas le minerai, dont la gangue est calcaire , mais on le distille dans des cornues. Alors le soufre du minerai se combine avec les deux éléments de la chaux (calcium et oxygène), donne naissance à du sulfure de calcium et à du sulfate de chaux , tandis que le mercure devient libre et distille. Voici l'équation qui rend compte de ces phénomènes :

4HgS + 4CaO — 3CaS+CaO,SO' + 4Hg

Cinabre. Chaux. Sulfure de Sulfate de Mercure.

calcium. chaux.

Le mercure est un métal trop usuel pour que nous nous contentions de ces renseignements sur son exploitation ; il faut au moins que nous ayons une idée plus précise de ce que l'on fait dans les usines d' Almaden, qui sont les plus considérables de l'Europe. Cette coupe verticale (fig. 77) nous facilitera la tâche.

La partie où sont comprises les lettres abc est un fourneau prismatique divisé en trois compartiments. 6 est le foyer ; c le cendrier ; a l'espace où l'on charge le minerai sur une sole percée d'ouvertures : e est une cheminée par où s'échappe une partie de la fumée ; d est la porte par où l'on introduit les broussailles qui servent de combustible. A la partie supérieure et latérale du fourneau se trouvent engagées six rangées d'aludels*, placés sur deux plans inclinés en sens contraire. Les aludels sont emboîtés les uns dans les autres ; leurs jointures, aussi bien que les extrémités des files , sont lutées avec de l'argile , de façon qu'elles forment un conduit continu, dont un bout communique avec le fourneau, l'autre avec la chambre de condensation k.

Supposez que l'on mette le feu dans le fourneau. La chaleur qui

I . Un «huUJ est un vase en forme de poire , ouvert par chaque bout.

se communique au minerai, à travers la voûte qui sépare les deux espaces a b, et l'air qui pénètre à travers les ouvertures de cette voûte, décomposent le sulfure du mercure : il se forme du gaz acide sulfureux et de la vapeur métallique : ce mélange pénètre dans les aludels et arrive dans la chambre de condensation k. La

portion de vapeur métallique, qui se condense dans les aludels, se rend en g, où elle trouve des ouvertures qui lui permettent d'atteindre les bassins de réception , en parcourant les deux tuyaux h h. La portion de vapeur qui a passé outre va se condenser dans ta chambre A, où la cloison t la force à descendre jusqu'à ta surface de l'eau, qui se trouve dans une bâche t. Ce qui échappe à la bâche va se condenser finalement en k' : ce qui sort dans l'atmosphère avec le gaz acide sulfureux n'est que très-peu de chose.

Si, par la pensée, vous remplacez les aludels par une série de chambres de condensation, communiquant ensemble par des ouvertures pratiquées alternativement en haut et en bas, vous aurez une idée approximative des appareils d'idria.

Le mercure est, dans tous les cas, filtré a travers des toiles eu coutil, puis renfermé dans des bouteilles en fer forgé, pour être livré au commerce.

Ce métal est liquide à la température ordinaire; il se solidifie à

— 40°. Dans cet état, il se place entre Tétain et le plomb pour la ténacité , la ductilité et la malléabilité. Sa densité , déterminée à 0°, est 43,596. Il entre en ébullition à -f 350° du thermomètre à air. La densité de sa vapeur est 6,976. La force élastique de sa vapeur est très-faible : à + \ 00 elle est à peine d'un demi-millimètre; au-dessous de 0*, elle est presque insensible. L'équivalent du mercure est 4250. Le symbole est Hg. Les personnes qui manient souvent ce métal ou qui en respirent habituellement les vapeurs sont exposées à un tremblement et à une salivation abondante ; les anciens le savaient , car Pline dit que le mercure est un poison de toute sorte de choses.

Le mercure exposé à l'air, dans un milieu tranquille et pendant l'hiver, ne s'altère pas d'une manière appréciable; mais il n'en est plus de même s'il est souvent agité, et surtout pendant l'été ; cela explique pourquoi, dans les laboratoires, le mercure de la cuve prend un aspect terne; c'est qu'à la longue, le métal souvent remué, absorbe de l'oxygène; l'oxyde vient nager à la surface sous la forme d'une poussière grise * - Le mercure qui adhère au verre ou à la porcelaine , et qui, projeté sur un plan horizontal , ne se divise pas en globules parfaitement sphériques, est impur ; dans ce cas, on dit qu'il fait la queue.

La distillation n'est pas un moyeu suffisant pour purifier le mercure impur, car une certaine portion des matières étrangères est entraînée par la vapeur. Lorsque le métal ne renferme que son propre oxyde , on le purifie en le laissant en contact , pendant quelques jours, avec de l'acide sulfurique concentré, et en l'agitant souvent. Quand il renferme des métaux étrangers, tels que le plomb, le aine, etc., etc., on le met en contact avec de l'acide azotique ordinaire, mêlé à deux fois son volume d'eau, et on le chauffe sans dépasser une température de -f 60°. L'action de l'acide doit durer au moins 24 heures, et l'on doit souvent agiter la masse. Voici ce qui a lieu : une portion du mercure passe à l'état d'azotate de protoxyde; ce sel, à la faveur de l'excès d'acide, réagit sur les métaux étrangers, qui se dissolvent à leur tour. On enlève le liquide, on lave le mercure à grande eau, on le sèche avec du papier sans colle, puis on le transporte sous une cloche où doit se trouver de l'acide sulfurique et de la chaux vive.

La facile oxydation du mercure , sous l'influence d'une température élevée, rend quelquefois fautive la lecture des baromètres. On sait que le mercure destiné à la fabrication de ces instruments

i. On nettoie le mercure de la enve à l'aide d'an gros tube en verre bien sec qu'on promène horizontalement sur la surface du métal , en le fanant rouler entiv les doigts. L'oxyde y adhèie, et le métal devient brillant.

doit être dépourvu d'air. A cet effet, on le fait bouillir par portions successives dans le tube barométrique même : or, il peut arriver qu'il se forme un peu d'oxyde ; le métal acquiert alors la propriété de mouiller le verre; sa surface ne présente plus un ménisque convexe, et s'aplanit. On conçoit que dans de pareilles circonstances, l'instrument donne des indications inexactes.

Les métalloïdes des deux premiers groupes, se combinent directement avec le mercure ; aussi ne peut-on pas mettre le chlore en contact avec ce métal, comme on le fait pour tous les autres gaz.

Les acides sulfurique et azotique attaquent le mercure et l'oxydent, aux dépens d'une partie de leur oxygène. Le premier, de ces deux acides n'agit qu'à chaud, le second agit à froid. L'acide chlorhydrique bouillant ne l'attaque pas sensiblement, mais il l'attaque lorsqu'il est à l'état gazeux et mêlé à de l'air : il se forme alors de l'eau et du chlorure de mercure.

Ce métal ne donne naissance qu'à deux oxydes : le protoxyde et le bioxyde.

Si l'on met de l'acide azotique étendu en contact avec un excès de mercure , on obtient de l'azotate de protoxyde de mercure. En versant de la potasse sur une dissolution de ce sel, on met en liberté le protoxyde sous forme d'une matière brune et pulvérulente. Cet oxyde est très-instable et passe aussitôt à l'état de bioxyde, en mettant en liberté du mercure métallique : de sorte que l'on peut dire qu'il n'existe à l'état isolé que transitoirement. Toutefois, grâce à l'analyse de ses combinaisons salines, on en connaît exactement la composition, qui est représentée par la formule Hg* 0. '

Si, au lieu de dissoudre à froid le mercure dans de l'acide azotique faible, on le dissout dans ce même acide concentré et chaud, on obtient l'azotate de bioxvde de mercure : la dissolution de ce sel, traitée par la potasse, dépose le bioxyde sous forme d'une poudre jaune.

Le bioxyde de mercure ordinaire, qui porte le nom de précipité rouge , est préparé par la décomposition ignée de l'azotate On peut aussi l'obtenir en faisant bouillir pendant longtemps le mercure en présence de l'air.

C'est ainsi que les alchimistes se procuraient cette substance ; et comme ils ne pouvaient se rendre compte de son mode de formation, ils l'appelaient précipité perse.