II. Propriétés ohixniques du cuivre
Le cuivre (Cu = 63,5) ne s'altère pas à froid au contact de l'air sec, mais au rouge il absorbe facilement l'oxygène et se transforme en oxyde. Sous l'influence de l'air humide, il s'altère à froid et s'oxyde en absorbant de l'acide carbonique pour former un hydrocarbonate, appelé vulgairement vert^de-gris.
L'acide sulfurique concentré dissout le cuivre à chaud en donnant du sulfate et de l'acide sulfureux; l'acide chlorhydrique ne l'attaque que très difficilement, tandis que l'acide azotique agit très violemment^ en donnant de l'azotate ou dubioxyde d'azote. Les acides faibles, même les acides gras contenus dans les huiles et les graisses, l'attaquent au contact de l'air assez rapidement en for mant des sels à la surface du métal.
Le cuivre forme deux séries de combinaisons : les combinaisons cuivriques renfermant un atome de Cu, et les combinaisons cuivreuses renfermant le groupement Cu^.
PROPRIÉTÉS CHIBIIQUJSS DU CUIVRB 59
Les combinaisons cuivreuses sont peu stables et se
transforment facilement en combinaisons cuivriques. On ne connaît que l'oxyde, Cu'^Of le chlorure, Cu^Cl^ le bromure, CuWr, Tiodure, Cw^/, et le sulfure, Cu'^S. Les sels cuivriques sont, au contraire, très nombreux. Us ont une belle couleur verte ou bleue, et présentent les caractères suivants :
L*hydrogène sulfuré et le sulfhydrate d'ammoniaque donnent, avec les sels cuivriques, un précipité noir de sulfure cuivrique, facilement soluble dans l'acide azotique chaud; la potasse, la soude et les carbonates alcalins donnent un précipité bleu, insoluble dans un excès de réactif, et se transformant par Tébullition en oxyde noir anhydre ; l'ammoniaque donne un précipité bleu, qui se redissout dans un excès de réactif en don nant une belle coloration bleue.
Le ferrocyanure de potassium précipite les sels de caivre en brun marron ; cette réaction est très sensible et permet de déceler des traces de cuivre. Au chalumeau, les composés du cuivre colorent la flamme en vert ou en vert bleuâtre.
Chaufies seuls, ou mieux encore avec du carbonate de soude, ils sont réduits, mais le cuivre est difficile à fondre. Lorsqu'on les fond avec du borax, ils don- Qent au feu de réduction des perles verdàtres à chaud, opaques et rouges à froid. Les perles formées au feu l'oxydation sont vertes à chaud et bleues à froid.
L'industrie fait une grande consommation des sels de
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cuivre. Le sulfate de cuivre, en particulier, fait l'objet d'un commerce important ; on l'applique en grand pour combattre les maladies de la vigne, pour chauler le blé, pour produire le noir, le violet et le lilas dans la teinture, pour bronzer et cuivrer le fer, et pour exécuter les reproductions galvanoplastiques.
La consommation totale de sulfate en France, dépasse 60.000 tonnes par an. On le fabrique surtout en lessivant les résidus de grillage de minerais pyriteux, ou en traitant par l'acide sulfurique des déchets de cuivre. L'afânage des matières d'or et d*argent en produit également de grandes quantités.
Comme autres sels de cuivre, nous citerons :
Le vert de Brunswick (oxychlorure CuCP^ 3CuO -i- AIPO) employé en peinture, qu'on prépare en humectant des feuilles de cuivre avec une solution de chlorhydrate d'ammoniaque, et en les abandonnant au contact de l'air ; elles se couvrent lentement d'une croûte verte d'oxychlorure ;
Le vert de Mitis ou vert de Paul Véronèse (arséniate, CuAsO^, CuOH), qu'on emploie dans la peinture à l'huile;
Le vert de Scheele (arsénite, CuAsCP) qu'on obtient en faisant agir de l'arsénite de potasse sur le sulfate de cuivre, et le vert de Schweinfurth^ qu'on prépare en ajoutant à l'arsénite, récemment précipité, une certaine proportion d'acide acétique.
La cendre bleue (carbonate bibasique, 2Co^Cu,
CuO^lP)^ couleur bleue obtenue par le broyage du carbonate naturel ou azurite ;
La cendre bleue artificielle, préparée en Angleterre par des procédés artificiels, tenus secrets, et très employée autrefois pour la fabrication des papiers peints, avant que l'outremer artificiel ne fût descendu à bas prix.
Les couleurs de cuivre arsenicales sont très vénéneuses. Leur emploi est dangereux ; le maniement des étoffes coloriées avec ces substances, l'habitation dans des appartements ornés de papiers teints avec des couleurs arsenicales, ont donné lieu à de nombreux accidents. Non seulement les poussières arsenicales sont absorbées par les voies respiratoires, mais encore, sous l'influence de Thumidité et des matières organiques, elles peuvent donner naissance à un dégagement d'hydrogène arsénié, dont l'action sur Torganisme est des plus funestes.
m. Dosage du cuivre.
Lorsqu'on veut faire une analyse rigoureusement exacte des cuivres du commerce ou de leurs alliages, on dose le métal à Tétat de sulfure. Cette méthode est assez
longue et ne peut s'appliquer dans les mines et usines, où il est nécessaire de faire le dosage journalier des différents produits cuivreux. On emploie dans ce cas les méthodes de dosages électroly tiques, qui offrent une précision largement suffisante pour les usages pratiques.
Dosage électrolytique du cuivre. — La méthode de dosage électrolytique qu'on emploie généralement en France est due à M. Riche ^ Elle consiste à soumettre à rélectrolyse la dissolution obtenue en traitant le corps à analyser par l'acide azotique.
On peut doser ainsi dans le même liquide l'argent, le plomb et le cuivre.
On attaque à chaud 1 gramme de métal dans une petite fiole à fond plat par de Tacide azotique, étendu de deux fois son poidsd'eau. On décante le liquide dans un ballon de 100 centimètres cubes, on lave à plusieurs reprises la fiole avec de l'eau et on complète exactement le volume du ballon, après l'avoir refroidi à 15 degrés avec de Teau. On prélève ensuite avec une pipette graduée, 30 à 40 centimètres cubes du liquide, qu'on soumet à rélectrolyse. L'appareil dont on se sert pour l'électrolyse se compose d'un creuset de platine de la dimension usuellement employée dans les laboratoires, et d'une lame de platine. Cette lame est disposée en tronc de cône, ouvert aux deux extrémités, et reproduit sensiblement la forme du creuset dans lequel elle doit être suspendue (fig. 24) ; elle est mise en communication avec le pôle négatif et le creuset avec le pôle positif d'une pile Bunsen. Le cône porte deux ou trois ouvertures longitudinales de petite dimension, grâce auxquelles le liquide reste
* A. Riche et Gélis, L'Art de Vessayeur, Paris, J.-B. Baillière et âU.
DOSAOB ELEGTROLYTIQUB DU CUIVRB
Fio. 24. — Cône perfore en platine.
Fio. 25.— Cane dans le creuset suspendu. A, Tige de verre plein; B, plaque de métal; G, anneau en laiton; D, Q, H, TÎs; E, pince; F, tige en laiton.
Fia. 26. ^ Anneau de laiton,
homogène. L'écartemeiit entre le côae et le creuset varie entre 3 et 4 millimètres.
Fto. 27. — Appareil de M. Riche.
A, B, BaÏD métallique; ('., cQna an platine; P, creuset suspendu.
Le cône en platine est suspendu dans le creuset sans le toucher au moyen d'un support, qui se compose d'une
DOSAGB ÉLEGTROLYTIQUE DU CUIVRE 05
tige de verre pleÎD, verticale, assujettie dans une plaque de métal (fig. 25). Sur cette tige isolante s'appliquent, au moyen de vis, un anneau en laiton (âg. 26) dans lequel se place le creuset, et une tige de même métal qui permet de suspendre le cône de platine ; la tige et Tanneau sont réunis par des fils en cuivre avec les pôles de la pile Bunsen. Pour empêcher les projections du liquide, on recouvra le creuset de deux demi-disques provenant d'un verre de montre coupé en deux parties. On fait généralement le dosage à froid ; pour le rendre plus rapide, on place le creuset en platine dans une capsule contenant de Teau chauffée jusqu'à 70 ou 80 degrés (flg. 27). L'électrolyse dure environ vingtquatre heures ; pour s'assurer que l'opération est terminée, on ajoute un peu d'eau distillée dans le creuset ; le liquide vient alors baigner une partie du cône où il n y a pas de dépôt. S'il reste encore du cuivre, il s'y produit une coloration rose, indiquant qu'il faut prolonger l'action du courant.
On recommence l'épreuve jusqu'à non-apparition de la coloration rose, puis on retire alors le cône sans arrêter le courant, on le plonge dans l'eau froide, puis dans l'alcool. On le sèche à l'étuve et on le pèse. L'augmentation du poids du cône, qu'on avait préalablement taré, donne le poids de cuivre contenu dans les 30 ou 40 centimètres cubes essayés. On rapporte le résultat à 100 centimètres, c'est-à-dire au poids de 1 gramme employé.
Dosage de V argent dans les cuivres. — Si l'argent est en proportion notable, le mieux est de le précipiter à rétat de chlorure par Taddition de quelques gouttes d'acide chlorhydrique ; mais s'il se trouve en faible proportion dans le métal (environ 1 pour 100), on peut le précipiter par la pile sans toucher au cuivre en employant un seul élément Leclanché. L'argent déposé sur le cône négatif est pesé ; le cône est passé k l'acide nitrique et reporté dans le bain, qu'on électrolyse, cette fois, par un élément Bunsen, pour précipiter le cuivre. Cette méthode est employée avec succès pour les cuivres peu argentifères.
Dosage du plomb dans les cuivres. — Sous l'action du courant électrique, le plomb contenu dans la dissolution à analyser se dépose sur le creuset qui constitue le pôle positif, à l'état de bioxyde de plomb, tandis que le cuivre se dépose au pôle négatif formé par la lame de platine. Pour savoir si la précipitation du plomb est complète, on prélève une goutte de liquide et on y ajoute une goutte d'une solution d'iodure de potassium ; s'il reste du plomb il se forme un précipité jaune, et on prolonge alors l'action du courant.
Quand le dépôt est complet, on retire le liquide du creuset sans arrêter le courant au moyen d'un siphon, et on lave à plusieurs reprises, à l'eau distillée, puis à l'alcool, le creuset sur lequel adhère le bioxyde de nlomb. L'augmentation de poids du creuset donne le