Sb = 1613 = 42,13 5 Cl

Je passe sous silence beaucoup de combinaisons antimoniales dépourvues d'intérêt , pour arriver à Yhydrogêne antimonié : ce gaz me donnera l'occasion de vous faire remarquer l'analogie qui existe entre l'antimoine et l'arsenic.

Si l'on verse une dissolution de protochlorure d'antimoine dans un flacon contenant le mélange propre à dégager de l'hydrogène (zinc, acide sulfurique, et eau), le gaz qui se dégagera sera de Yhydrogêne antimonié. On le reconnaîtra aisément aux fumées qu'il dégage lorsqu'on l'enflamme , et aux phénomènes qu'il produit dans l'appareil de Marsh. Ces phénomènes sont semblables à ceux qu'occasionne l'hydrogène arsénié. (Leçon 7 .) Aussi l'hydrogène antimonié donne- t-il un anneau métallique , et des taches miroitantes, qu'un œil peu exercé ne saurait distinguer de l'anneau, et des taches arsenicales ". La composition de ce gaz, n'a pas encore été exactement déterminée par l'analyse, mais il est probable qu'elle soit la même que celle de l'hydrogène arsénié.

Rappelez-vous maintenant tout ce que vous savez sur l'arsenic ; et vous serez frappés de sa grande ressemblance avec l'antimoine. Ces deux corps ont l'aspect métallique; aucun d'eux ne cristallise dans le système régulier ; leurs combinaisons avec les métaux , ont les caractères des alliages ; leurs combinaisons avec les métalloïdes, ont le même air de famille. L'acide arsénieux (ÀsO5), et le protoxyde d'antimoine (Sb*05) sont deux acides faibles et jouent quelquefois le rôle de base : les chlorures et les sulfures de ces deux éléments , ont des propriétés incontestablement acides. L'hydrogène antimonié se décompose comme l'hydrogène arsénié : les composés antimoniques et arsenicaux ont en général une grande ressemblance avec les composés phosphores correspondants : en un mot, il y aurait autant de raison de placer l'antimoine à côté de l'arsenic parmi les métalloïdes , que de placer l'arsenic à côté de l'antimoine parmi les métaux. Aussi, dans quelques ouvrages verrez- vous l'arsenic T l'antimoine et le phosphore réunis en un seul groupe ; dans d'autres , vous verrez l'arsenic rangé parmi les métaux : ce qui prouve une fois de plus, que la division des corps simples, en métaux, et en métalloïdes, est un artifice utile sans doute , mais qui n'est pas fondé sur des caractères absolus.

i . L'anneau antimonial se forme à une très-petite distance de l'endroit où le gaz se décompose par la chaleur, tandis que, tontes choses égales d'ailleurs , l'anneau arsenical se forme plus loin. Quant aux taches, on les distingue au moyen de Fhypochlorite de potasse ( eau de Javelle ). Ce réactif fait disparaître immédiatement les taches arsenicales , et n'altère- point les taches antimoniales.

Passons à la cinquième section des métaux ; le cuivre nous arrêtera tout d'abord.

Il est hors de doute que ce métal a été connu longtemps avant le fer. Quand on pense que , dans l'antiquité , les instruments de guerre et les outils tranchants étaient en bronze , ou en cuivre ; quand on pense d'un autre côté , que l'exploitation de ce métal exige beaucoup de connaissances, on est forcé d'admettre que les anciens possédaient de grandes mines de cuivre natif, ou des minerais très-faciles à traiter. Il n'est pas étonnant qu'il ait existé jadis de grands amas de cuivre natif, car de nos jours encore , on en découvre de considérables. On en a trouvé , par exemple , aux États-Unis sur les rives méridionales du lac Supérieur ; et pour vous donner une idée de leur importance , je me bornerai à vous dire , qu'en 1 848 , plus de cent vingt compagnies avaient engagé des capitaux énormes pour les exploiter.

En Europe, la plus grande partie du cuivre provient des pyrites cuivreuses.

L'Angleterre est de toutes les nations , celle qui contribue le plus à la production de ce métal : sur les 36,000 quintaux métriques qui sortent annuellement des usines européennes, 24,000 appartiennent à l'Angleterre. La France n'en produit que 4000.

Les minerais de cuivre étant assez variés, les procédés d'exploitation doivent varier aussi. Comme il serait trop long de vous les décrire tous , je me bornerai à vous parler des réactions chimiques sur lesquelles est fondé le traitement des pyrites cuivreuses.

Voici d'abord les traits principaux de la marche du traitement :

La pyrite cuivreuse, accompagnée de sa gangue ' , est grillée dans des fours à réverbère , puis elle est fondue dans d'autres fours également à réverbère , mais ayant une construction quelque peu différente de celle des précédents. Le produit de ces deux opérations porte le nom de motte; il est à son tour soumis successivement à un grillage , et à une fonte ; il se transforme ainsi en une nouvelle matte , que l'on appelle matte blanche , pour la distinguer de la précédente qui a la couleur de bronze. La matte blanche est encore grillée, puis fondue , mais dans le même fourneau. Le produit de cette opération est le cuivre brut.

Ainsi les pyrites cuivreuses, pour céder leur métal, doivent être grillées et fondues alternativement, à trois reprises différentes.

Voyons les phénomènes chimiques qui se passent dans chaque opération.

1 . La gangue des pyrites de cuivre est ordinairement siliceuse. Elle est associée quelquefois à de l'argile à de la barite sulfatée, ou à de la chanx fluatée.

La pyrite cuivreuse est un double sulfure de fer et de cuivre : sa composition varie , mais elle est toujours essentiellement formée de fer, de cuivre et de soufre. Or le fer est plus oxydable que le cuivre, et celui-ci a plus d'affinité pour le soufre que le fer. Ce dernier métal s'oxydera de préférence lors du grillage, puis l'oxyde de fer passera dans la scorie où il sera retenu par l'acide silicique. La formation de la matte est donc le résultat de l'élimination du sulfure de fer qui fait partie de la pyrite.

Ceci vous explique pourquoi Ton soumet à un nouveau grillage, et à une nouvelle fonte la première matte (bronzée). C'est évidemment pour lui enlever encore du fer. et isoler de plus en plus le sulfure de cuivre. Aussi la seconde matte (blanche) contientelle environ 73 0/0 de cuivre métallique, tandis que la première en renferme 33 : il est rare que le minerai en renferme plus de 8 à 10.

La conversion de la matte blanche en cuivre brut est le résultat de certaines réactions pleines d'intérêt. Voici comment on opère : sur la sole d'un four à réverbère , on entasse de la matte, avec de la scorie très-cuprifère, ou avec du minerai de cuivre non sulfuré {cuivre natif, cuivre oxydulé, carbonate, hydrosilicate de cuivre, etc., etc. ) : après environ 4 heures de feu (si l'on a opéré sur 3,000 kilogrammes), la fusion de la matte est complète ; il se manifeste alors un bouillonnement qui dure 8 à \ 0 heures; quelque temps après qu'il a cessé, on élève beaucoup la température ; la masse qui était d'abord pâteuse, se liquéfie, les scories, toujours moins fluides , se trouvant à la surface du bain, sont enlevées avec un rable , tandis que le métal est conduit hors du fourneau , et coulé dans des rigoles en sable.

Expliquons les réactions qui s'accomplissent pendant cette opération.

C'est un véritable grillage que l'on fait subir tout d'abord à la matte blanche. Par l'action de l'air, une grande partie du sulfure de cuivre est changée en oxyde, et, après 4 heures, la masse n'est plus qu'un mélange d'oxyde et de sulfure. Entre ces deux composés commence alors une réaction dont le résultat est la mise à nu du métal et la formation d'acide sulfureux qui se dégage. Cela explique le bouillonnement, qui dure 8 à 10 heures, bien que , pendant cette période , la température aille en décroissant.

Voici l'équation qui explique la réaction dont je parle :

Cu* S + 2 Cu O — 4 Cu + SO*

SuIAire Oxyde de Cuivre Acide

de culrre. cuirre. snlfareax.

Le cuivre que Ton obtient ainsi n'est pas pur. Il renferme encore un peu de soufre, et une partie des métaux étrangers qui se trouvaient accidentellement dans le minerai. Il faut donc le soumettre à un raffinage. Ici nous allons voir encore des réactions semblables aux précédentes.

Le cuivre brut est entassé dans un four à réverbère sans autre réactif que l'air et les matières siliceuses des parois et de la sole. Le cuivre fond sous l'influence de la chaleur et s'oxyde en paptie sous l'influence de l'air : la portion oxydée réagit sur le sulfure et en même temps sur les métaux étrangers plus oxydables que le cuivre lui-même : de sorte que le plomb, l'antimoine, le fer, etc., s'oxydent tour à tour et passent dans les scories avec une quantité notable d'oxyde de cuivre.

Ainsi affiné, le métal n'a pas encore tous les caractères du cuivre pur : il n'en a pas surtout la malléabilité, parce qu'il renferme du protoxyde. Il est donc nécessaire de le soumettre à une action réductive. On y parvient par un artifice qui vous est connu : Après avoir écume le bain métallique, on le recouvre avec du charbon et on le brasse avec une perche de bois vert. Ce bois met en liberté des gaz dont l'action est à la fois chimique et mécanique. En effet, ils ont une faculté réductive, et déterminent dans le bain un mouvement qui a pour effet d'amener à la surface les impuretés et en même temps le protoxyde de cuivre qui a échappé à leur action. Ce dernier composé, se trouvant transporté tout à coup au contact du charbon qui recouvre le bain, se décompose : de sorte qu'il s'opère instantanément une réaction, que le charbon seul n'aurait pu produire qu'après un temps considérable.

L'affineur juge que l'opération est terminée , lorsqu'une prise d'essai solidifiée, mais chaude encore, s'aplatit sous le choc du marteau sans se gercer.

En résumé, le traitement de la pyrite cuivreuse se partage en deux phases bien distinctes : pendant la première , on élimine le fer (formation des mattes) ; pendant la seconde, on isole le cuivre en vertu de l'action réciproque de son oxyde et de son sulfure. Les réactifs essentiels sont l'air et la chaleur; la silice des scories n'est qu'un auxiliaire *.

Bien que le commerce offre du cuivre presque exempt de

1. MM. Rivot et Phillips sont parvenus par un seul grillage et nne seule fonte à obtenir du enivre assez par pour pouvoir être immédiatement employé.

Il font subir aux minerais ( cuivrés , sulfurés ou pyritenx ) un grillage assez prolongé pour les désulfnrer complètement, et oxyder le fer et le cuivre. Ils ajoutent an produit du grillage des fondants calculés d'après l'analyse du minerai, de manière que les scories supposées exemptes de cuivre, aient à peu près la

DIX-HUITIÈME LBÇON. 631

métaux étrangers, néanmoins, pour l'avoir à un degré extrême de pureté , il faut le préparer, en réduisant l'oxyde au moyen de l'hydrogène.

Le cuivre prend, sous le brunissoir, une belle couleur rouge. Il est très-malléable et peut être réduit en feuilles très-minces : dans ce cas, il est transparent, et la lumière, qui le traverse, est d'un beau vert.

Après le fer, le cuivre est le métal le plus tenace : un fil ayant un diamètre de 2mm n'est rompu que par un poids de 4 37 kilogrammes. Sa densité varie entre 8,8 et 8,9. Il fond à la chaleur rouge ; à une température encore plus élevée , il répand des vapeurs qui brûlent à l'air avec une flamme verte. Par le refroidissement, il se forme dans sa masse des octaèdres réguliers, que l'on peut mettre à nu par décantation. Cette forme est également celle du cuivre natif, et du cuivre précipité par voie électrique.

Le cuivre acquiert, par le frottement, une odeur désagréable, et devient sapide. L'air sec et froid ne l'altère pas ; l'air chaud l'oxyde . On a observé que, quelque élevée que soit la température, ce mé-

composition d'un silicate de protoiyde de fer et de chaux renfermant environ 12 à 15 £ de cette dernière base; ils ajontent de pins une quantité de charbon telle que l'oxygène de l'oxyde de cuivre contenu dans le minerai puisse convertir ce charbon, moitié en acide carbonique, moitié en oxyde de carbone. Le mélange est chargé sur la sole d'un four à réverbère porté déjà à une haute température. Les matières fondent complètement au bout d'un certain temps ; le charbon sépare déjà de la masse scorifiée une assez grande quantité de cuivre, et l'amène à ne plus renfermer que 2 à 3 f de ce métal.

C'est à ce moment que MM. Rivot et Phillips plongent un certain nombre de barres de fer dans la masse fondue : ces barres , enveloppées par la scorie , réduisent lentement le reste du cuivre oxydé , de sorte que la scorie , après 3 à 4 heures d'action des barres, ne retient plus que 5 à 6 millièmes de métal. A ce moment, et après avoir brassé convenablement , on fait la coulée.

Lorsque le minerai dont on s'est servi est pauvre , le produit n'est jamais assez pur pour être livré à la consommation , et il faut l'affiner : lorsqu'il est riche an contraire , le produit est assez pur pour être immédiatement employé dans les arts : tout au plus une seule fonte suffit-elle pour l'affiner.

On voit que ce procédé consiste à réduire la majeure partie de l'oxyde du cuivre parle charbon, et à compléter cette réduction par le fer métallique. Ce qui rend ce procédé intéressant, c'est qu'on complète la réduction par voie fiuido-ignée à l'aide du fer, précisément comme s'il s'agissait d'une dissolution d'un sel de cuivre. Ainsi le minerai est un polysulfure de cuivre et de fer, plus de la gangue. Le grillage convertit les sulfures en oxydes; en présence du charbon et des fondants, il se forme un silicate de protoxyde de fer, et le cuivre est réduit; mais il se forme en même temps du silicate de enivre : ce silicate liquéfié parla chaleur, est décomposé par le fer métallique , de même qu'un sel de cuivre dissous dans l'eau serait décomposé par un métal plus positif que le cuivre lui-même.

Ce procédé n'est pas applicable aux minerais de cuivre arsenicaux on antimonifères , car le produit serait très-impur.

632 CHIMIE BLÉMBlfTAIRB.

tal s'oxyde, sans produire d'incandescence; en effet, par le choc il ne donne jamais d'étincelles. Cette propriété explique pourquoi, dans les fabriques de poudre , on préfère les ustensiles en cuivre aux ustensiles en fer.

L'air humide attaque le cuivre et forme ce que Ton appelle le vert-de-gris. Comme cette substance est un carbonate de cuivre hydraté, elle provient évidemment de l'action simultanée de l'acide carbonique, de l'oxygène et de l'eau.

Il est heureux que le vert-de-gris joue le rôle de vernis relativement à la masse dont il recouvre la surface , car autrement nous n'aurions pas une seule ancienne statue en cuivre. Cette espèce de vernis naturel est ce qu'en terme d'art, on appelle patine.

Les acides attaquent le cuivre aux dépens de l'oxygène qui leur est propre. L'acide sulfurique concentré et chaud mis en contact avec ce métal, dégage de l'acide sulfureux ; l'acide azotique dégage du bioxyde d'azote. Dans le premier cas, il se forme du sulfate de cuivre: dans le second, de l'azotate.

Sous l'influence des acides même les plus faibles, le cuivre absorbe l'oxygène de l'air avec une grande rapidité. Il suffit d'en humecter des copeaux avec de l'eau acidulée, pour que, après quelques instants, on y trouve un sel qu'on peut enlever par le lavage. Les alcalis et principalement l'ammoniaque en déterminent aisément l'oxydation, sous l'influence de l'air. On en a une preuve par la coloration bleue que prend l'ammoniaque, lorsqu'on l'agite avec de la limaille de cuivre dans un flacon renfermant de l'air.

Ces faits rendent évident le danger auquel on s'expose, en ne soignant pas les ustensiles en cuivre destinés aux usages culinaires.

Le cuivre, en se combinant avec l'oxygène, donne naissance à 4 oxydes différents :

l9 Le protoxyde = Cn*0

2* Le bioxyde = Cu 0

3* Le peroxyde = Cn 0*

4# L'acide cuirrique.. = ? ?

Nous ne parlerons que des deux premiers.

Le protoxyde de cuivre existe dans la nature, tantôt sous forme de masses compactes, tantôt sous forme de cristaux rouges octaédriques réguliers. Préparé artificiellement, il a l'aspect d'une poudre cristalline d'un rouge foncé, n est composé de deux molécules de cuivre et d'une molécule d'oxygène '. Chauffé au blanc ,