XII- LEÇON

COMPOSÉS AMMONIACAUX. — COMPOSÉS ALGALDI8.

Sommaire. — Composés ammoniacaux. — Théorie de l'ammonium. — Pourquoi on ne l'adopte pas dans ce Cours. — Caractères génériques des sels ammoniacaux. —

' Préparation , propriétés et usages du solfhydrate, du chlorhydrate, des carbonates, de l'azotate, du sulfate et du phosphate d'ammoniaque. — Potassium et sodium. — Préparation et propriétés de leurs oxydes. — Pierre à cautère — Potasse à l'alcool. — Caractères génériques des composés à base alcaline. — Monosnlfure et pentasulfure de potassium. — Foie de soufre. — Sulfure de sodium. — Chlorures de potassium et de sodium. — Sel gemme et son exploitation. — Extraction du chlorure de sodium des sources salées et de l'eau de mer. — Bâtiments de graduation. — Marais salants. — Traitement des eaux mères des marais salants.

Messieurs,

Si je commence l'étude spéciale des métaux par l'examen des combinaisons ammoniacales, ce n'est pas pour admettre tacitement que l'ammoniaque, lorsqu'elle se combine avec un acide, devient un métal , mais c'est parce qu'il existe une relation si rapprochée entre les composés métalliques et les composés ammoniacaux, que l'on ne peut pas étudier ces corps séparément. Ainsi , vous pouvez remplacer l'oxyde des sels par l'ammoniaque aussi bien que par un autre oxyde : cependant , il faut faire attention que l'ammoniaque qui remplace un oxyde n'est pas telle que nous l'avons connue en étudiant l'azote : elle n'agit à la manière d'un oxyde métallique qu'autant qu'elle se trouve associée aux éléments de l'eau. Faites agir le gaz ammoniac sec sur un acide anhydre, vous n'aurez pas un sel proprement dit ; faites-le agir sur un acide hydraté, vous aurez un sel, mais l'eau qui hydratait i. * 21 .

l'acide restera dans le nouveau composé ; enfin, si vous mettez du gaz ammoniac en contact avec un hydracide, les deux corps se combineront sans que rien s'élimine. Prenons un exemple : comparons la manière dont se comportent vis-à-vis des acides le gaz ammoniac et l'oxyde de barium.

Gaz ammoniac = AzH3 ' Oxyde de barium = Bao.

a vaa acide \

solfurique j AzH3 + SO3 = AzH3 SO» BaO + SO3 = BaO, SO3

anhydre., ) Avac acide ^

sulfurique | AzHs+HO^sAzH^HX^SO3.. BaO+HO,S03=BaO,SO, + HO normal.. . / Arec acide

chlorhy- AzH» + HGl = AzH3,flGl BaO + HC1 = BaCl + HO

drique... ;

De ces trois réactions, il n'y a que la première qui , dans les deux cas, paraisse la même : néanmoins le corps que l'on obtient par la combinaison directe du gaz ammoniac et de l'acide sulfurique anhydre n'est point un sel , tandis que le produit de la combinaison de ce même acide avec l'oxyde de barium est le sulfate de barite ordinaire : si bien que l'on peut remplacer ce dernier oxyde par un autre oxyde et avoir toujours un sel, tandis que le composé ammoniacal ne se prête à aucun échange. Les deux autres réactions présentent cette différence remarquable que, lorsqu'elles s'effectuent avec l'oxyde de barium, il y a toujours élimination d'une molécule d'eau ; tandis que rien ne s'élimine et la combinaison est directe, lorsqu'elles ont lieu avec le gaz ammoniac. 11 est donc évident que l'analogie entre les oxydes et l'ammoniaque n'existe qu'autant que cette dernière est combinée avec les éléments de l'eau. Ce n'est pas Az H5, mais bien Az H4 0 ou AzH*, HO qui est comparable à une base ordinaire.

Ce fait a donné lieu à la supposition que l'ammoniaque, plus les éléments d'une molécule d'eau, constituent un véritable oxyde métallique dont le radical serait AzH4, c'est-à-dire \ ammonium.

Cette hypothèse, dont je vous ai déjà dit quelques mots en vous parlant de l'ammoniaque, a pour elle l'avantage de rendre parfaitement comparables les combinaisons métalliques ordinaires avec les combinaisons ammoniacales ; de plus, elle simplifie beaucoup les formules de ces dernières. En effet , si l'on applique un symbole au prétendu ammonium, comme on en applique un à tous les autres métaux, ces deux sortes de composés seront représentés par des formules semblables. Adoptons donc le signe Am — ( Az H4 ) pour représenter l'ammonium, et comparons :

Composés am- Composés arnmo* moniaoaux for- Composés méniacaux d'après la mutés d'après la talliques corformule ordinaire, théorie de VAtn- respondants.

monium.

Sulfate d'ammo- J AzH3 H0 g^ . % AmOSO* .... MO,SO=» f Snl£te mé"

maque ) » ( talhque.

Hydrochlorate jAzH3fla Am(a m s Chlorure

d'ammoniaque., j ' «.im* »«« ^ métallique.

Hydrosulfate ) AzH3,HS AmS MS f Sulfure nié-

d'ammoniaque.. ) ( talliqne.

Hydrosolfate \ , -Dim|f ^

sulfuré d'ammo- AzH>,HS,S ... . AmS» MS* I xoételliaue

iliaque. ) ^

! Chlorure double de platine et d'un autre métal.

Il me serait facile de multiplier les exemples, mais ceux-là suffiront pour prouver combien l'hypothèse de l'ammonium facilite et simplifie. Ajoutons qu'il y a des faits qui lui donnent presque le caractère d'une réalité. Plusieurs sels de potasse sont isomorphes avec les sels ammoniacaux correspondants, fait parfaitement concevable si l'on admet dans ces derniers la présence d'un métal ; il n'en est pas tout à fait de même si l'on y admet tout simplement de l'eau et de l'ammoniaque. On peut bien penser que les éléments de ces deux corps, une fois groupés ensemble, constituent une molécule capable de jouer le rôle d'une base ; cependant cette conception, il faut en convenir, admet la possibilité de l'isomorphisme , mais n'établit pas une analogie évidente entre les deux molécules isomorphes comme le fait la théorie de l'ammonium.

On n'a jamais isolé ce prétendu métal ; toutefois on connaît une combinaison de mercure d'ammoniaque et d'hydrogène qui a l'aspect d'un amalgame : sa composition est telle, qu'abstraction faite du mercure, pour chaque équivalent d'ammoniaque, il y en a un d'hydrogène ; or, l'ammonium serait précisément composé d'après ces proportions. H est vrai que l'on pourrait considérer cette combinaison comme étqnt un hydrure ammoniacal de mercure ; mais il n'en est pas moins remarquable que deux gaz (l'hydrogène et le gaz ammoniac), en se combinant, donnent naissance à un corps doué de tous les caractères d'un composé métallique. Je vais préparer cet amalgame sous vos yeux : J'introduis dans un tube un peu de mercure et un fragment de potassium ; je chauffe les deux métaux à l'aide d'une lampe à

esprit-de-vin : vous allez entendre un bruit qui annonce qu'ils se sont alliés ; j'attends que le tube soit refroidi pour y verser une dissolution saturée de chlorhydrate d'ammoniaque ; je bouche le tube avec mon doigt et je l'agite : à l'instant même le mercure augmente considérablement de1 volume, sa consistance devient butyracée tout en conservant son aspect métallique : on dirait qu'il ne s'est épaissi que parce qu'il a dissous un autre métal.

Je vais vous expliquer cette expérience d'après deux points de vue différents, dont l'un sera celui de la théorie de l'ammonium. Supposons que l'hydrochlorate d'ammoniaque soit composé d'ammoniaque et d'acide chlorhydrique (AzH*,HCl) : dès que ce corps est mis en contact avec l'amalgame de potassium, il cède son chlore à ce métal , tandis que l'ammoniaque et l'hydrogène se combinent avec le mercure. Je vais représenter, par une équation, ce que je viens de dire :

HgK + AzH\HCl==KCl + AzH*,Hg,H

Amalgame Chlorhydrate Chlorure Hydrure ammode potassium, d'ammoniaque, de potassium, niacal de mercure.

Supposons maintenant que l'hydrochlorate d'ammoniaque soit composé d'ammonium et de chlore : appelons le par conséquent chlorure d'ammonium. Lorsque ce corps est mis en contact avec l'amalgame de potassium, il se passe un phénomène de double échange : le potassium prend le chlore, le mercure prend l'ammonium et forme un nouvel amalgame. Voici l'équation :

Hg K + Am Cl = K Cl + Hg Am

Amalgame de Chlorure Chlorure Amalgame potassium, d'ammonium, de potassium, d'ammonium.

Ainsi , cette hypothèse de l'ammonium, qui aplanit tant de difficultés, anéantit tant d'anomalies, et fait de si heureux rapprochements, va devenir presqu'une réalité ; cependant nous ne l'adopterons pas dans notre enseignement , et je vais vous en dire le principal motif. Il existe une foule de composés qui partagent avec l'ammoniaque la propriété de jouer le rôle de base lorsqu'ils sont combinés avec les acides, de se combiner directement aveceux sans éliminer d'eau , et de se comporter de la même manière avec les hydracides. Ces corps sont appelés alcalis organiques ou alcaloïdes. La quinine, la morphine, la strichnine, etc., etc., appartiennent à cette classe. En admettant l'existence de l'ammonium, il faudrait admettre pour chacun de ces corps l'existence d'un métal chimiquement analogue à l'ammonium même, puisque! y a une entière ressemblance entre les réactions de l'ammoniaque et celles

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DOUZIÈME v^çon. 373

des alcaloïdes. Il faudrait donc supposer l'existence d'un quinium d'un strie hnium, d'un morpkium, etc.; etc.

Mais est-il bien nécessaire d'encombrer la science de toutes ces fictions? A côté de l'avantage incontestable de faciliter des rapprochements, elles ont l'inconvénient grave de distraire l'esprit de ce qu'il voit , pour le mettre à la poursuite de fantômes qu'il n'atteindra jamais.

On conçoit sans peine, au contraire, que les éléments de l'ammoniaque et de l'eau, réunis ensemble, forment un groupe doué de la faculté de jouer le rôle d'oxyde ; quant à l'isomorpbisme des sels potassiques et des sels ammoniacaux, il n'a pas plus lieu de nous surprendre que l'isomorphisme des cyanures et des chlorures. Il est aussi étrange de voir le cyanogène jouer le rôle d'un corps simple que de voir l'eau et l'ammoniaque réunis jouer celui d'une base. Restons donc rapprochés de la nature le plus que nous pouvons, et de même que nous avons dit qu'un sel est une combinaison d'une base et d'un acide par cela seul que nous formons des sels en associant directement ces deux sortes de composés, disons de même que l'ammoniaque et l'eau réunis constituent une base par cela seul que l'expérience immédiate et directe nous le prouve à chaque instant.

C'est donc, Messieurs, en nous mettant à ce point de vue que nous croyons devoir commencer par les combinaisons ammoniacales, l'étude spéciale des combinaisons métalliques proprement dites.

Tout composé ammoniacal est volatil ou altérable par la chaleur ; toute substance qui renfermera de l'ammoniaque l'abandonnera si on la met en contact avec une base soluble. Ajoutons que, la plupart des combinaisons ammoniacales étant solubles dans l'eau, on pourra les reconnaître au moyen du chlorure de platine : ce réactif donne lieu à un dépôt jaune caractéristique.

Souvenez-vous de ces trois faits, et vous n'aurez pas de peine à reconnaître si une substance donnée renferme de l'ammoniaque. Pour vous en faciliter le souvenir, je vais entrer dans quelques développements.

Les combinaisons de l'ammoniaque avec les hydracides sont toutes volatiles. Ce que l'on appelle le sel ammoniac ou hydroefUorate d'ammoniaque peut être distillé complètement sans subir la moindre altération ; mais la distillation décompose tous les oxysels à base d'ammoniaque, exceptés ceux dont les acides sont gazeux. Ainsi , le sulfite et les différents carbonates d'ammoniaque peuvent être distillés sans éprouver une décomposition profonde, tandis que le sulfate, l'azotate, le phosphate seront complètement décomposés.

374 CHIMIE ELÉMBNTAIBE.

Parmi les sels ammoniacaux à acide organique, on en trouve qui , distillés, abandonnent de l'eau et se transforment en un nouveau corps désigné par le nom générique d'amide; mais, en général , tous les sels à acide organique et appartenant à l'espèce ammoniacale sont décomposés par la chaleur. N'oublions pas que, pour les sels, l'acide constitue le genre, et la base l'espèce.

Rien n'est plus facile que de constater le second caractère : Versez dans une dissolution d'un sel quelconque d'ammoniaque un peu de potasse, ou un alcali quelconque, et bientôt vous vous apercevrez à l'odeur que l'ammoniaque se dégage. Ce caractère est tellement commode à constater, que l'on s'en sert ordinairement pour découvrir des traces d'ammoniaque, traces qui échapperaient aux autres réactifs. Voici comment on opère : on triture ensemble, dans une petite capsule évasée, un peu de sel ammoniacal et de chaux vive ; on humecte ensuite le mélange avec un peu d'eau : en approchant de ce mélange l'extrémité d'une baguette qui viendrait d'être trempée dans l'acide chlorhydrique un peu étendu d'eau, on verra se dégager des fumées blanches qui seront d'autant plus épaisses, qu'elles seront plus près de la baguette mouillée. Ce phénomène tient à ce que la chaux, qui est un peu soluble, chasse l'ammoniaque ; ce gaz rencontre la vapeur acide qui s'élève sans cesse de la baguette humide et forme de l'hydrochlorate d'ammoniaque qui , étant un corps solide, se précipite et produit le phénomène de la fumée. Tout autre acide dont la tension de la vapeur serait assez forte, peut servir à faire l'expérience.

La troisième réaction propre aux sels ammoniacaux est fournie, ainsi que je vous l'ai dit , par le chlorure de platine. Ce réactif, versé dans les dissolutions ammoniacales, forme un chlorure double de platine et d'ammoniaque (PI Cl*, AzH5HCl) : ce composé, étant insoluble, se dépose sous la forme d'une poussière caractérisée par sa belle couleur jaune. Je me hâte cependant de vous dire que cette réaction n'est suffisante qu'autant qu'elle est accompagnée par celle produite par les alcalis, car les sels de potasse donnent lieu, avec le même réactif, à un dépôt également jaune. En somme, si vous n'avez que très-peu de matière, employez la chaux ; dans le cas contraire, employez la potasse ou la soude : les fumées blanches dans un cas, l'odeur dans l'autre, vous tireront de toute incertitude.

Bien que les combinaisons ammoniacales soient très-nombreuses, nous nous bornerons aux suivantes, parce qu'elles sont les plus employées soit dans les laboratoires, soit dans les arts.

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io Snlfhydrates d'ammoniaque J ~* " »

2o Chlorhydrate d'ammoniaque. AzH3,HGl

3o Sulfate d'ammoniaque Az H3, HO, SO3

40 Azotate d'ammoniaque Az H3, HO, Az Os

5* Phosphate d'ammoniaque ... [ (2Az H3, HO) HO ] PhO*

((2AzH3,HO), 3CO' fio Carbonates d'ammêmaqne. . J ^ H, H0 C0Î> H0 co,

En mêlant volumes égaux de gaz sulfhydrique et de gaz ammoniac, Ton obtient un produit jaune très-volatil qui est le bisulfhydrate d'ammoniaque Az H1, 2HS .* Pour vous rendre compte de sa formation, souvenez-vous que l'équivalent du gaz ammoniac correspond à 4 volumes, et que celui du gaz acide hydrosulfurique correspond à 2 : en mettant donc volumes égaux de ces deux gaz, c'est comme si Ton mêlait un équivalent du premier avec deux du second. Si Ton opère à une basse température et avec un excès de gaz ammoniac, il se forme le sulfhydrate simple = AzH\ HS ,* en belles lames cristallines ou en aiguilles blanches très-volatiles ; mais ce corps est éphémère et se décompose dès que la température s'élève. C'est moins sur ces produits à l'état solide que je tiens à fixer votre attention que sur leurs dissolutions aqueuses : sous cette forme, ils sont des réactifs très-précieux. Étendez d'eau distillée une mesure d'ammoniaque liquide, et saturez-la de gaz sulfhydrique, en la faisant traverser par un courant de ce gaz jusqu'à refus : vous aurez ainsi une dissolution de bisulfhydrate ammoniacal (AzH*, 2HS) : ajoutez à celle-ci une seconde mesure d'ammoniaque, vous la transformerez en une dissolution de simple sulfhydrate (Az H*, HS). C'est surtout cette dernière combinaison qui est souvent employée dans les laboratoires. Ce réactif décompose tous les sels, dont les métaux appartiennent aux quatre dernières sections ; il produit dans leurs dissolutions un précipité de sulfure métallique : or, parmi ces sulfures, il y en a qui se distinguent par leur couleur; d'autres parce qu'ils se

3 92 ) 02*75 l Acide hydrosulfurique = 66,67