ACTION DE L EAU SUR LE VERRE

Les premières expériences relatives à l'action de l'eau sur le Terre ont été faites par Cadet, pharmacien major des Invalides, qui a fait part de ses recherches à l'Académie des sciences en un mémoire « Expériences qui m'ont paru pouvoir servir à démontrer que le borax contient véritablement une terre vitriiîable. »

Cette question a été ensuite étudiée par Scheele et Lavoisicr.

Ces illustres chimistes, contrairement à l'opinion alors généralement reçue, observèrent que l'eau ne se change pas en terre par l'évaporation, que le dépol d'apparence terreuse qu'elle laisse quelquefois dans les vases en terre dans lesquels on la fait bouillir ou distiller, est dû uniquement à une altération des parois de ces vases.

Voici ce qu'on lit dans la préface du Traité chimique de Vair et du feu, par Scheele, ouvrage traduit de l'allemand par le baron Dietrich, à la demande de Turgot qui cultivait la chimie avec passion et auquel aucune science n'était étrangère, dit l'auteur de cette traduction : c J'admets pour certain que l'eau pure en elle-même ne saurait êlre convertie, ni par l'air, ni par la nature, en une matière sèche, douée de toutes les propriétés d'une vraie terre. Je sais parfaitement que l'on peut obtenir une terre par des distillations réitérées et la trituration de l'eau; il ne me suffisait pas d'avoir lu ce fait, il fallait par moi-même que je visse cette merveilleuse conversion. Je pris un quart d'once d'eau de neige distillée, je la versai dans un petit matras de verre, de la forme et de la grandeur d'un œuf, pourvu d'un col étroit, long d'environ une aune: j'y lis bouillir l'eau et bouchai de suite hermétiquement le matras, je le suspendis ensuite sur une lampe allumée et j'entretins l'ébullition sans interruption pendant douze jours et douze nuits. Au bout de deux jours, l'eau avait un œil blanchâtre, six jours étant révolus, elle était comme du lait, et, en douze jours, elle paraissait épaisse. Tout étant refroidi, je ne remuai point le matras, pour que la poudre blanche pût se déposer, ce qui n'eut lieu qu'au bout de deux jours. J'en décantai l'eau, dont les propriétés étaient de dégager l'alcali volatil du sel ammoniac avec lequel on la mêla; d'être coagulée par l'acide vitriolique, de précipiter les solutions métalliques, de verdir le sirop de violette, et de devenir gélatineuse à l'air libre; la terre blanche, très déliée, se comportait comme de la terre vitrifiable mêlée avec un peu de chaux. Je cassai le matras, et je trouvai que sa surface intérieure était mate et sans brillant jusqu'à la hauteur où l'eau bouillante montait ; ce qui ne fut visible que lorsque le verre fut sec. Pourrais-je donc encore douter que l'eau par une longue ébullilion ne décomposât le verre? N'ai-je pas ici une véritable liqueur des cailloux : il s'en faut donc bien que la terre que j'ai obtenue

dût son origine à l'eau. Je n'eus pas plus de succès en broyant un peu d'eau distillée pendant deux heures dans un mortier de verre; elle y prit une couleur laiteuse. Lorsque la matière blanche fut déposée, je la décantai; celte eau avait les qualités de l'eau pure, n'indiquant rien d'alcalin. La terre blanche n'était autre chose que du verre pulvérisé. »

Vers la même époque, Lavoisier arrivait aux mêmes conséquences. Il renfermait de l'eau dans un alambic en verre nommé pélican, disposé de manière à reporter dans le corps du vase le produit de la distillation qui, par ce moyen, se répétait continuellement.

Après une distillation de cent et un jours, le poids total du vase et de l'eau est demeuré le même ; mais l'eau ayant été séparée de son sédiment, l'appareil s'est trouvé sensiblement diminué de poids, et l'eau augmentée de la même quantité ; enfin l'eau séparée de son sédiment et distillée de nouveau a formé un nouveau dépôt, semblable au premier, qui formait, avec lui, un poids un peu supérieur à ce que le pélican avait perdu ; d'où résultent, dit Lavoisier, deux vérités également importantes : la première, que la nafeire de l'eau n'est pas altérée par la distillation; et la seconde, que le verre est dissolu ble dans l'eau. Pendant l'espace décent et un jours l'alambic de verre n'avait perdu que 17 grains, soit 0^,900.

Il résulte de ce qui précède que l'eau altère le verre ; mais ce fait parfaitement établi par Scheele et Lavoisier, avait eu quelque sorte été oublié pendant un grand nombre d'années, et les chimistes ne lui avaient pas accordé l'attention qu'il méritait. En 1811, M. Chevreul, dans ses recherches sur la matière colorante du campêche, fit remarquer que l'eau évaporée dans une cornue de verre laisse un résidu qui manifeste son existence sur l'hématine en agissant sur elle comme un alcali; il constata que ce résidu, saturé par l'acide suifurique et évaporé à siccité, laissait une poudre blanche qui avait les propriétés de la silice et fournissait une dissolution contenant un sulfate à base d'alcali fixe. Plus tard, M. Chevreul fit voir dans les verres à base de plomb une altération de même ordre.

Tandis que l'eau froide ou bouillante n'altère qu'avec une excessive lenteur les vases en verre dans lesquels on la maintient en ébullilion, et qu'elle agit avec infiniment moins d'énergie encore à froid sur ces mêmes surfaces vitreuses, elle décompose avec une facilité extraordinaire le verre en poudre.

Ainsi une fiole d'un demi-litre de capacité environ perd à peine 1 décigramme de son poids après qu'on y a fait bouillir de l'eau pendant cinq jours entiers, mais si on coupe le col de celte même fiole et qu'on le pulvérise, si Ton fait bouillir la poudre dans le même vase et pendant le même temps, elle subira une décomposition qui représentera jusqu'au tiers de son poids.

D'un autre côté, le même vase qui aurait contenu de l'eau pendant des années sans éprouver dans son poids une perte susceptible d'être accusée par la balance, subira, si on le pulvérise, par le simple contact de l'eau froide pendant quelques minutes une décomposition représentant 2 à 3 pour 100 de son poids.

Toutes les sortes de verres qu'on trouve dans le commerce : verre à glaces, à vitres, à bouteilles, cristal, flint-glass et autres verres d'optique, réduits en ls vEiiria. 4

50 liESIUVAl'3.. — LE VERRE.

poudre fine et abandonnés au contact de l'air, se décomposent lentement, absorbent peu à peu l'acide carbonique, et font, au bout de peu de temps, une vive effervescence avec les acides; cette action est quelquefois telle qu'on croirait opérer sur de la craie. La môme effervescence se produit sur les acides par l'action d'un mélange d'eau et de verre en poudre qu'on a abandonné à l'air pendant quelques jours. L'eau acide contient une grande quantité de soude et de chaux.

Le verre en poudre fine, bouilli avec de l'eau dans laquelle on fait passer un courant d'acide carbonique, absorbe ce gaz en quelques instants et fait une vive effervescence avec les acides.

Los résultats d'expériences que nous avons faites récemment donneront un exemple de la facilité avec laquelle certains verres sont décomposés par l'eau.

Mes essais ont porté sur trois verres de composition chimique notablement différente. L'opération a été conduite de la façon suivante :

5 grammes des échantillons de chacun des .verres, après avoir été porphirisés aussi finement que possible, ont été soumis, dans une capsule de platine, à l'action de l'eau bouillante. On a fait en sorte que dans les trois cas l'ébullition fût conduite exactement dans les mômes conditions, à savoir : évaporalion de un litre d'eau en huit heures.

Séparant ensuite le verre de la partie dissoute, on fit l'analyse de la solution aqueuse.

Pour cela, la liqueur filtrée a été évaporée à sec et le résidu calciné au rouge sombre, puis pesé. Le chiffre trouvé ne représente pas le poids des substances réellement enlevées au verre, car pendant l'évaporation une certaine quantité de la silice dissoute est précipitée par l'acide carbonique de l'air. On retrouve cette silice à l'état gélatineux dans le résidu resté sur le filtre.

Cette action de l'acide carbonique empêche la détermination de la quantité réelle de silice dissoute, "mais elle n'infirme en aucune façon l'exactitude des chiffres trouvés pour les alcalis enlevés au verre.

Dans le tableau ci-après nous donnons l'analyse des échantillons de verre

sur lesquels nous avons opéré, ainsi que le poids des matières qui ont été

enlevées par l'eau :

i. ii. ni.

Silice. 60,8r;0 69,90 09,00

Chaux 12,830 11,10 10,10

Peroxyde de fer et alumine 1,600 1,20 1,10

Magnésie traces traces traces

Soude 18,700 17,80 13,20

100,000 100,00 100,00 Soude enlevée par Feau à 100 grammes

de verre 3,974 2,076 0,986

Alumine, fer, chaux, enlevés à

100 grammes de verre traces traces traces

Nous avons cherché à déterminer la composition du silicate de soude enlevé par l'eau; à cet effet, nous avons dosé la silice gélatineuse qui avait été précipitée par l'acide carbonique.

Nous avons trouvé que dans les trois cas ce silicate avait une composition très voisine d'un silicate tribasique SiOs 3 NaO.

HENR1VÀUX. — LE VERRE. 5t

Weber a démontré qu'il n'existe pas de relation nettement tranchée entre la composition chimique d'un verre et sa manière de se comporter sous l'action de l'eau.

Cependant il paraît résulter des travaux de cet auteur que les verres les plus résistants à l'action de l'eau, des acides et des alcalis doivent être composés suivant la formule générale

6 SiO1 : 1 CaO : 1,3 à 1,5 alcalis.

Pour la confection de porte-objets et lamelles de microscopes, où on apprécie les verres qui gardent un poli parfait et une transparence irréprochable à l'air, on recommande les compositions suivantes :

Silice 72,34 73,53

Alumine 0,58 0,95

Chaux 13,09 12,96

Sonde 13,52 13,56

Potasse 0,47 »

Il est curieux de constater que ces compositions se rapprochent beaucoup de la composition du verre à glaces de Saint-Gobain.

Le verre en poudre, maintenu pendant plusieurs heures en ébullilion avec du sulfate de chaux, produit une quantité notable de sulfate de soude.

Cette réaction explique pourquoi les murs et le sol des ateliers dans lesquels on doucitles gin ces, se recouvrent toujours d'efïlorescences consistant en sulfate de soude. Le plâtre qui sert au scellage des glaces fournit l'acide sulfurique, et le verre, la soude qui composent ce sel.

Tous les verres, réduits en poudre fine, ramènent instantanément au bleu le papier et la dissolution rouge de tournesol ; ils verdissent immédiatement le sirop de violettes; cette réaction est la conséquence de leur altération instantanée par l'eau.

Le cristal en poudre fine, agité pendant quelques instants avec de l'eau froide mêlée avec une très petite quantité d'acide, donne avec l'hydrogène sulfuré un dépôt noir de sulfure de plomb.

D'après Pelouze, du verre blanc porphyrisé, formé de :

Silice 72

Soude 12,5

Chaux 15,5

perd 10 pour 100 de son poids après une ébullilion de quelques minutes dans Peau.

Un verre composé de :

Silice 77,3

Soude 16,3

Chaux...*.: 6,4

a perdu 34 pour 100 de son poids. Pelouze n obtenu ainsi une dissolution de silicate de soude et un mélange insoluble de silice et de verre non décomposé. Cette altération rapide résulte des points de contact multipliés entre le verre et l'eau.

Daubrée a chaude sous pression, à une température de 300 degrés, des tubes de verre dans l'eau, ce verre s'est décomposé en une matière fibreuse ayant la composition de la wollastonite (silicate de chaux).

En 1780, des verres avaient été fabriqués en Champagne et dans les Vosges. Le verre des Vosges contenait de la silice, de la potasse et de la chaux ; le verre de Champagne ne renfermait que de la silice et de l'alcali. Tandis que le premier verre se conservait intact, il n'en était pas de même du second. Les pieds des verres à boire se remplissaient dans les magasins où on les renfermait, d'eau tenant en dissolution du carbonate de potasse provenant de Faction de l'alcali sur les agents atmosphériques.