CUIVRE ET SELS DE CUIVRE

Les propriétés du cuivre en ont rendu l'usage assez commun dans certaines préparations du laboratoire; l'industrie céramique en connaît l'emploi tant à l'état métallique que sous la forme d'oxyde ou de sel : il est donc convenable d'en faire une étude approfondie.

Cuivre métallique. — Le cuivre métallique possède une couleur caractéristique; il acquiert un très-bel éclat par le poli. Il est très-malléable et très-ductile; il peut être réduit soit en lames très-minces, soit en fils très-déliés. Un fil de cuivre de i millimètres de diamètre peut supporter un poids de i5i kilogrammes sans se rompre. Refroidi lentement, il peut cristalliser; il affecte alors la forme cubique. Sa densité varie entre 8,85, correspondant au cuivre fondu, et 8,95, correspondant au cuivre laminé.

L'équivalent du cuivre pèse 3i, 7.

Le cuivre, soumis à l'action de l'air ou de l'oxygène sec, à la température ordinaire , n'éprouve pas de modification ; mais à la température rouge, il se recouvre d'abord d'une couche violacée très-vive, qui finit par se transformer en matière noire anhydre. L'air humide le transforme en une matière verdâtre composée d'hydrate et de carbonate de cuivre. Cette rouille est connue sous le nom de vcrt-de-gns.

Le cuivre à la chaleur rouge décompose l'eau; il se dégage de l'hydrogène. L'acide chlorhydrique concentré le dissout très-diiïicilement avec dégagement d'hydrogène ; mais avec l'intervention de l'oxygène, la dissolution est plus active. L'acide sulfurique, qui n'agit pas à froid, dégage à chaud de l'acide sulfureux. L'acide azolique, même étendu, l'attaque vivement; il se forme de l'azotate de cuivre, et du bioxyde d'azote se dégage : au milieu de l'atmosphère, cette expérience produit d'abondantes vapeurs rutilantes.

Le cuivre du commerce est rarement pur, il contient presque toujours des traces de fer ; pour l'obtenir pur, on le fait dissoudre , puis on le précipite par une lame de fer bien décapée. On enlève la liqueur par décantation, on lave le précipité, pour le faire digérer pendant quelque temps avec l'acide chlorhydrique, qui dissout la dernière trace de fer; on le lave de nouveau, puis enfin on le fait fondre en présence de borax qu'on a mêlé d'un peu d'oxyde de cuivre.

L'oxyde de cuivre se réduit très-bien par l'hydrogène. La combinaison se détruit au-dessous de la température rouge , et le cuivre est en poudre très-divisée. La réduction du chlorure de cuivre par l'hydrogène, à la chaleur rouge, laisse du cuivre beaucoup plus agrégé, souvent cristallisé , possédant sa couleur propre.

Oxydes de cuivre. — Le cuivre forme avec l'oxygène plusieurs composés. On connaît : un oxydule de cuivre, qu'on nomme encore protoxjde de cuivre; un proloxyde de cuivre , qu'on appelait autrefois hioxjde de cuivre. On connaît enfm deux combinaisons plus oxygénées, qui sont très-instables et dont l'une paraît avoir des propriétés acides.

Les oxydes de cuivre ont été très-anciennement employés , par les premiers potiers, à la coloration de leurs poteries.

Les Égyptiens, les Persans, parmi les peuples de l'antiquité, en ont fait usage pour obtenir des glaçures vertes et bleues. Les Chinois s'en sont servis pour obtenir les mêmes tons sur leurs porcelaines, et c'est à ce métal, dans un état inférieur d'oxydation, qu'ils ont emprunté ces belles couleurs pourpres et rouges qu'on voit sur certains vases fabriqués jusqu'à ce jour seulement en Chine ; les Arabes ont employé de même le cuivre et quelques-unes de ses préparations.

Les faïences communes, les faïences fines, la porcelaine tendre,

les grès, sont colorés en vert et en bleu par l'oxyde de cuivre. Nous allons étudier ces oxydes métalliques; disons tout de suite que c'est à l'état de silicates que les oxydes de cuivre se présentent dans ces couleurs.

Oxyduie de cuivre. — L'oxydule de cuivre se prépare de différentes manières. Plusieurs procédés peuvent être employés , mais ils sont tous incommodes ou dispendieux.

On obtient sans difficulté , d'après M. Malaguti , le sous-oxyde de cuivre en faisant fondre ensemble, à une douce chaleur, loo parties de sulfate de cuivre et 57 parties de carbonate de soude cristallisé; on chauffe jusqu'à ce que la masse se soit solidifiée : on la pulvérise et l'on y mêle exactement i5 parties de limaille de cuivre; on l'entasse dans des creusets qu'on »^.hauffe jusqu'au rouge blanc en soutenant cette température pendant vingt minutes. On pulvérise la matière refroidie, puis on la lave. Le résidu forme le protoxyde de cuivre anhydre, d'un beau rouge, et d'autant plus beau qu'il est plus divisé et lavé.

L'oxydule de cuivre s'obtient encore en chauffant dans un creuset de terre fortement rougi, de la limaille de cuivre et du protoxyde de cuivre, en superposant par lits très-minces ces deux matières; l'oxyde qui se produit se présente sous forme de petites paillettes transparentes.

Quand on chauffe au rouge , dans un creuset de terre , du chlorure de cuivre avec du carbonate de soude, on obtient une masse amorphe qui, reprise par l'eau pour séparer le carbonate de soude en excès , laisse déposer une poudre rouge cristalline d'oxydule de cuivre.

Si l'on dissout parties égales de sucre de raisin et de sulfate de cuivre, et qu'on traite par la potasse jusqu'à la dissolution complète du précipité qui s'est formé d'abord , la liqueur soumise à l'ébullition laisse déposer une poudre cristalline qu'on recueille sur un filtre et qu'on lave à plusieurs reprises.

L'oxydule de cuivre bien sec ne s'altère pas à l'air, à la température ordinaire; mais à la chaleur rouge, il absorbe de l'oxygène et se transforme en protoxyde de cuivre.

On l'obtient à l'état d'hydrate, en décomposant par la potasse le sous-chlorure de cuivre. Les flocons jaunes qui se déposent absorbent promptement l'oxygène atmosphérique. Sous l'influence

des acides, il se forme un sel de protoxyde et du cuivre métallique ; l'ammoniaque le dissout en donnant un liquide incolore, qui se colore vivement en bleu par lé contact de l'air. La formule de cet hydrate est

4(Cu^0)-+-H0.

C'est à la présence de l'oxydule de cuivre dans les flux vitreux qu'est due la couleur rouge-rubis que prennent ces matières dans quelques circonstances particulières.

Protoxyde de cuivre. — Le protoxyde de cuivre se prépare à l'état pur par un procédé très-simple; on dissout le cuivre dans l'acide nitrique, on évapore la dissolution jusqu'à siccité, puis on calcine fortement le résidu dans un creuset. C'est une poudre noire, sans éclat et difficilement fusible, facilement réductible par l'hydrogène et le carbone. Ainsi préparé, le protoxyde de cuivre est anhydre. Sa composition correspond à la formule

CuO.

On l'obtient à l'état de cristaux très-purs en chaufl'ant au rouge

I partie de protoxyde de cuivre et 6 parties de potasse caustique. La masse, refroidie lentement, puis reprise par l'eau, donne des cristaux qui possèdent un grand éclat métallique.

Le protoxyde de cuivre se prépare à l'état d'hydrate, lorsqu'on précipite par la potasse un sel de cuivre; le précipité bleu-gris qui se forme s'altère rapidement à l'air : chauff'é même au sein de l'eau, sa couleur change; il devient noir et anhydre. L'ammoniaque le dissout avec une coloration bleu céleste "très-caractéristique.

Le protoxyde de cuivre hydraté peut être représenté par la formule

CuO + HO.

II est la base des verts et des bleus employés pour colorer les vernis plombeux qu'on applique sur les poteries grossières vernissées au plomb.

Sulfures de cuivre. — Le soufre forme avec le cuivre deux combinaisons :

Le sous-sulfure Cu^S, qui correspond à l'oxydule;

Le sulfure CuS, qui correspond au protoxyde CuO.

Sous-sulfure de cuivre. — Ce composé se forme, lorsqu'on fait fondre ensemble du soufre et de la limaille de cuivre. Le métal pro- I. 29

duit avec incaiidoscence une masse grisâtre à reflets métalliques; :

il est plus fusible que le cuivre métallique. 1

On prépare ce même sulfure en triturant dans un mortier i partie de fleur de soufre et 2 parties de cuivre très-divisé , provenant de la réduction par Thydrogène de l'oxyde de cuivre.

La nature présente quelquefois ce sulfure tout formé, tantôt pur et tantôt en combinaison avec le sulfure de fer; il constitue, dans ce cas, la pyrite de cuivre ou cuivi^e panaché.

Protosulfure de cuivre. — Un courant d'hydrogène sulfuré précipite, de la dissolution d'un sel de cuivre, un sulfure qui a pour formule

CuS,

C'est un précipité noir, facilement oxydable. La chaleur le dédouble en soufre et sous-sulfure de cuivre.

J21hloriires de cuivre. — Le chlore forme avec le cuivre deux combinaisons qui correspondent l'une à l'oxydule, c'est le souschlorure, et l'autre au protoxyde, c'est le protochlorure.

Sous-chlorure de cuivre. ~ Lorsqu'on ajoute au protochlorure de cuivre un peu d'acide chlorhydrique et qu'on le mêle avec de la limaille de cuivre, à l'abri du contact de l'air, il se forme des cristaux grenus blancs. On obtient le même chlorure, mais coloré, c'est-à-dire brunâtre, lorsqu'on chaufl'e le protochlorure ClCu; il se dégage du chlore , il reste un chlorure qui a pour formule

Cl Cu\

Ce chlorure est peu soluble dans l'eau ; l'acide chlorhydrique concentré le dissout en donnant une liqueur brune que l'eau précipite en blanc. La dissolution ammoniacale est incolore, mais très-avide d'oxygène.

Protochlorure de cuivre. — Lorsqu'on dissout le cuivre dans l'eau régale ou l'oxyde dans l'acide chlorhydrique, on obtient une dissolution verte qui laisse déposer des cristaux de même couleur sous forme d'aiguilles très-fines. Ils retiennent 2 équivalents d'eau : leur formule est donc

CuCl-}-'2(H0).

Il sont très-solubles dans l'alcool. Ce sel, soumis à l'action de la chaleur, fond d'abord dans son eau de cristallisation, puis se dé-

compose en perdant du chlore : Tammoniaque le colore immédiatement en bleu céleste.

Sulfate de cuivre. — Lorsqu'on traite par Tacide sulfurique concentré le cuivre métallique et pur, il se dégage de Tacide sulfureux en même temps que du sulTate de cuivre se dépose pendant la réaction sous forme de cristaux colorés qui contiennent i équivalent d'eau. On reprend par Teau , puis on fait cristalliers ; les cristaux bleus retiennent 5 équivalents d'eau , quand ils se précipitent au sein d'une dissolution bouillante et concentrée. Ce sel porte dans le commerce le nom de vitriol hicii ; il s'eiïïeurit à Tair : la dessiccation le transforme en une masse blanche anhydre. Sous l'influence d'une chaleur plus intense, l'acide sulfurique se dégage: il a pour formule

SOSCuO.

Mis en digestion avec une certaine quantité d'hydrate de protoxyde de cuivre, il donne un précipité formé de sous-sulfate de cuivre qui a pour formule

SOS CuO, HOH- '2(CuO, HO).

Le sulfate de cuivre forme avec la potasse , Tammoniaque et d'autres oxydes métalliques des sels doubles qui cristallisent avec facilité.

Azotate de cuivre. — La préparation de ce sel est excessivement simple : on traite le métal par l'acide azotique; la liqueur bleue qui se forme, soumise à l'évaporation, laisse déposer des cristaux qui retiennent 3 ou 6 équivalents d'eau, suivant la température à laquelle ils se dévéloppent. La chaleur le décompose en oxyde noir ; il contient équivalents égaux d'oxyde de cuivre et d'acide azotique : sa formule est

AzOS CuO,

mais la chaleur le transforme en un sous-azotate AzOS 4 (CuO).

Carbonates de cuivre. — L'oxyde de cuivre et lacide carbonique forment plusieurs composés différents : les uns sont hydratés, les autres ne le sont pas.

Lorsqu'on verse une dissolution d'un carbonate alcalin dans

34o NEUVIÈME LEÇON.

une dissolution de sulfate de cuivre, on obtient un précipité gélatineux bleu clair, qui se change au bout de quelque temps en une poudre cristalline verte. La composition de ce sel correspond à la formule

C0^ 2(Cu0) + H0.

Le précipité bleu gélatineux en diffère parce qu'il contient plus d'eau. Par l'ébullition en présence de la liqueur, il se forme une poudre brune d'oxyde de cuivre anhydre. La peinture à Thuile emploie ce composé sous le nom de vert minerciL

La nature présente plusieurs carbonates de cuivre : le bleu de montagne et la malachite doivent en effet leur coloration aux hydrocarbonates de cuivre qui les forment.

Le bleu de montagne, exploité longtemps comme minerai de cuivre, forme souvent de beaux cristaux bleus; on le réduit en poudre pour l'employer comme couleur ou pour les papiers peints. On le désigne sous I3 nom de cendres bleues naturelles.

Lorsqu'on calcine un mélange de chaux, de sable et de battitures de cuivre, on obtient une poudre bleue qui constitue les cendres bleues artificielles.

Le bleu de montagne pur et cristallisé correspond à la formule

C0^ 2(CuO)-|-CuO, HO.

La malachite se présente sous forme de masses concrétionnées vertes, souvent très-compactes et d'un volume considérable , veinées de teintes plus ou moins foncées, que le poli rehausse d'un grand éclat; la formule

C0^ Cu 0 + Cu 0, 110

représente la composition de la malachite.

Silicates de cuivre. — L'oxyde de cuivre se combine en proportions très-variées avec l'acide silicique; par voie de fusion, il forme des masses vitreuses vertes.

On trouve dans la nature un silicate de cuivre cristallisé dont la composition peut être représentée par la formule

2(SiO^), 3(CuO)4-3(HO).

A l'état de silicate ù'ojcydule , le cuivre fournit un verre opalin coloré de teintes variant du rouge sang au rose rubis. A l'état de

CHIMIE CÉRAMIQUE. 341 silicate de protoxyde de cuivre, il forme des teintes bleues ou vertes suivant la nature du verre au sein duquel il est dissous. Au surplus, les colorations que le cuivre peut communiquer aux verres sont excessivement variables : en fondant de la chaux , du feldspath et du protoxyde de cuivre dans le four à porcelaine, j'ai préparé des verres qui, par places, étaient colorés en jaune citron, en jaune orangé, en rouge et en brun. Il est impossible de dire, quant à présent, si des différences d'oxydation du métal correspondent à chacune des nuances, ou si la modification ne réside pas simplement dans des différences d'état moléculaire.

CHIMIi: CÉRAMIQUE.

Mercure; oxydes, sulfures, chlorures f^e mercure; sels d'oxydulc de mercure; sels de protoxyde de mercure. — Argent; oxydes , sulfure , chlorure d'argent; sels d argent; azotate, sulfate. — Or; oxydes, sulfures; chlorures d'or; pourpre de Cassius ; sels d'or. — Platine; oxydes, chlorures de platine; sels de protoxyde de platine; sels de bioxyde de platine. — Iridium; oxydes, chlorures d'iridium.

SUITE DES MÉTAUX