CHIMIE P01HÉ

LEÇONS DE CniMIE.

est fermée par un bouchon en liège, percé d’un trou à travers ' lequel passe un tube en verre C, dit tube abducteur ; ce tube met la cornue en communication avec l’éprouvelle E. On chauffe la cornue à l’aide de charbons contenus dans le fourneau F, sur lequel elle est placée. Le bioxyde de mercure se décompose par l’action de la chaleur en oxygène et en mercure. L’oxygène se dégage, sous forme de gaz, qui se rend bulle à bulle dans la cloche E d’où il chasse l’eau. Quant au mercure, il se volatilise à la température de l’expérience ; sa vapeur, se refroidissant dans la partie supérieure et dans le col de la cornue, s y condense et, en se déposant à la surface, leur communique l’aspect d’un miroir.

La formule de la réaction est :

IlgO = Hg -f O

Bioxyde de mercure. Mercure. Oxygène. «

Quand l’éprouvette E est pleine de gaz, on introduit d’une main sous l’eau de la cuvette T une soucoupe S (fig. 9) ; de l’autre main on soulève l’éprouvette de dessus le têt à gaz sans sor-

tir de l’eau sa base inférieure, que l’on pose sur la soucoupe; puis on sort de l’eau soucoupe et éprouvette (fig. 10). On a ainsi enlevé l’éprouvette sans permettre à l’air extérieur de se mêler au gaz qu’elle contient. Cela fait, on remplace la première éprouvette par une seconde, et ainsi de suite.

• Ce que nous venons de dire sur la manière de recueillir le

gaz oxygène est général et s’appliquera aussi dans la suite de ces leçons a tout gaz se dégageant sur la cuve à mercure Le procédé que nous venons de décrire n’est guère employé i serait trop coûteux. Nous ne l’avons exposé que par suite de son importance historique, Priestley s’en étant servi pour découvrir l’oxygène.

2° Par le bioxyde de manganèse . On introduit dans une cornue A(xïg. H), une poudre noire appelée bioxyde de manganèse (ce

Flg-iim - Préparation de l’oxygène par le bioxyde de manganèse

produit se trouve dans la nature et se compose, comme son ne indique, d un métal appelé manganèse et d’oxygène) Le ( de la cornue est fermé par un bouchon qui laisse passer un tu bducteur déformé particulière dit tube deWclter, et qui screi «ous la cuve à eau. L’éprouvette H, destinée à recueil le gt'

est placée sur une planchette K percée d’une fente à travers laquelle passe le tube abducteur.

Comme le bioxyde de manganèse exige pour sa décomposition une température élevée, on place la cornue dans un fourneau à réverbère. Ce fourneau se compose d’une partie inférieure C, semblable à un fourneau ordinaire ; au-dessus d’elle s’élève une autre partie B, appelée laboratoire , qui est recouverte d’une voûte fermée qu’on désigne sous le nom de dôme. La partie E du dôme peut recevoir un tuyau en tôle destiné à activer le tirage.

La partie C étant remplie de charbon, on place la cornue en B sur une grille que renferme le fourneau et on achève de remplir avec du charbon. Puis on allume à la partie inférieure, la combustion se propage de bas en haut et la chaleur développée produit la décomposition du bioxyde de manganèse. Le tiers seulement de l’oxygène contenu dans le bioxyde se dégage ; les deux autres tiers restent combinés au manganèse et forment avec lui un oxyde d’un degré inférieur, appelé oxyde salin de manganèse.

La formule de la réaction est la suivante :

MnO2 = MnOf + Of

Bioxyde Oxyde salin Oxygène, de manganèse, de manganèse.

Pour éviter les exposants fractionnaires, on exprime la réaction en prenant 3 équivalents de bioxyde de manganèse, et la formule ordinaire est la suivante :

.3Mn02 = Mn3CP -f- 20

Bioxyde Oxyde salin Oxygène,

de manganèse, de manganèse. ^

Le tube de Welter est destiné à empêcher un phénomène que nous allons décrire et que l’on désigne sous le nom d’absorption.

Supposons que le tube abducteur soit de la forme ordinaire (fig. 9) et qu'on laisse éteindre le feu dans le fourneau, sans faire sortir de l’eau l’extrémité du tube. Les gaz contenus dans la cornue vont se refroidir; leur force élastique diminuera, et la pression de l’atmosphère fera monter l’eau de la cuve dans

le tube. Cette eau arrivant froide dans la cornue pourra en déterminer la rupture, et même, dans certains cas, occasionner des explosions dangereuses.

Le tube de Welter est destiné à remédier à cet inconvénient. Sui la branche horizontale du tube abducteur (fig. t t)est soudé un tube deux fois recourbé SSG ; la branche SG porte un renflement sphérique, et la branche SS, à son extrémité, un entonnoir S. On verse dans ce tube un peu d’eau, qui sert à isoler de l’atmosphère 1 intérieur de l’appareil et'qui est au même niveau ans les deux branches GS et SS, lorsque l’atmosphère de la cornue est a la pression extérieure. Mais lorsque la pression intérieure vient à diminuer, l’air extérieur refoule l’eau du tube dans le renflement sphérique et, montant lui-même à travers cette eau, rentre dans la cornue pour y rétablir l’équilibre de

:rr-Sla(SUPP0Se évidemment que la branche verticale u tube abducteur est assez longue pour que l’air entre dans

PParei, par SSG avant <ïue la Passion atmosphérique y ait pousse 1 eau de la cuve.

Le procédé que nous venons de décrire pour lapréparation de

oxygéné es tres-economique; mais il a l’inconvénient de ne

P nner le gaz a l’etat de pureté parfaite. Le bioxyde de anganese contenant ordinairement des carbonates, ceux-ci se

décomposent par la chaleur et produisent un gaz appelé acide

tére s°anpureté5U1 " dég°ge ^ V‘*aa temps que a< al-

Le procédé suivant donne le gaz pur: c’est du reste celui oue 3-Pm'ken Pl,US ,0rdirlail'ement dans 1“ laboratoires.

vej TfiV it r °“ Chauire dans une <™nue en

fond ft .n* UIr sel blanc appelé chlorate de potasse. Ce sel se nd d abord, puis se décompose. Le chlore de l’acidp rhin • sc perte sur le potassium de la potasse

rioufUr° d°i P0fassium » r°xygcne venant, tant de l’acide clilo- I que de la potasse, se dégage sous les éprouvettes La formule de la réaction est la suivante :

KO, CIO5 = K Cl + (i0

Chlorate Chlorure Oxygène

de potasse. de potassium.

1 potasse est un protoxyde de potassium.

On a l’habitude dans cette préparation de mélanger au chlorate dépotasse une petite quantité de bioxyde de manganèse

Fig. 12. — Préparation de l’oxygène par le chlorate de potasse.

ou d’oxyde noir de cuivre ; leur présence empêche la formation d’un perchlorate de potasse et par suite prévient des explosions souvent dangereuses.

47. Propriétés physiques. — L’oxygène est un corps' gazeux, incolore, sans odeur ni saveur. Il a été liquéfié dans ces derniers temps par M. Cailletet et par M. Piclet à l’aide de procédés différents. M. Pictet a opéré à 130° au-dessous de zéro, et à une pression de 273 atmosphères. L’oxygène est peu soluble dans l’eau : 1 litre de ce gaz à 0°, sous la pression de 7G0ram, pèse l‘Jr,430 1.

48. Propriétés chimiques. — L’oxygène est éminemment propre à la combustion des corps : nous verrons plus tard qu’il est nécessaire à la respiration. Si l’on plonge dans une éprou-

1 La densité des gaz est toujours prise par rapport à l’air; c’est le rapport qui existe entre le poids d'un certain volume de gaz et le poids du même volume d’air pris tous deux à 0® et à 760m.Pour avoir le poids d’un litre de gaz à 0° et à 760m“, il faut multiplier la densité de ce gaz par lsr,293, poids d'un litre d’air dans ces conditions.*

OXYGÈNE. « q

vette remplie d’oxygène une allumette que l’on vient d’éteindre, mais qui présente encore quelques points rouges elle se rallume et brûle avecun vif éclat. Une bougie allumée, plonge (fig. 13) dans un vase rempli d’oxygène, y brûle aussi avec viva-

Les expériences suivantes mettent e affinités chimiques de l’oxygène.

Dans un ballon à large goulot, plein

n évidence 1’ d’oxygène,

énergie des descendons

Fig. 13. Combustion d’une bougie dans i’oxygene.

Fig. 14. — Combustion du charbon dans l’oxygène.

l'oxygcne aZ Z, Te* T

nque, qui a la propriété de troubler l'eau de cllaux ,.i h» rougir la (einture de tournesol. ““ el de

w uccoioie la teinture de’ tournesol nm** • rougie. t'°ul «pies lavoir

Ce phosphore enflammé brûle aussi dans l'mvirtinn , ' flamme d'un éclat éblouissanl : il s'élève en mémo ! T fumées blanches (Bg. ,B> formées par le CSpîSK

qui résulte de la combinaison du phosphore avec l’oxygène. Ce corps est l’acide phospliorique.

Enfin suspendons à un bouchon de liège un ressort de montre tourné en spirale, à l’extrémité duquel est attaché un morceau d’amadou ; enflammons cet amadou et descendons le res-

Fig. 15. — Combustion du phosphore dans l’oxygène.

Fig. 16. — Combustion du fer dans l’oxygène.

sort dans un flacon d’oxygène ; l’amadou y brûle avec rapidité (fig. 16), sa combustion se communique au ressort d’acier qui brûle à son tour, en lançant de tous côtés de vives étincelles. La chaleur dégagée par la combustion est tellement grande que l’oxyde formé se fond et tombe en globules incandescents, qui vont s’incruster dans le fond du flacon. Cet oxyde n’est pas la rouille ou sesquioxyde de fer, c’est un autre oxyde appelé oxyde magnétique de fer. Les parcelles incandescentes, qui se détachent d’un morceau de fer chauffé au rouge lorsque le forgeron le martèle sur l’enclume, sont aussi formées par l’oxyde magnétique.

49. Combustions vives et lentes. — Les expériences précédentes nous montrent que les corps ne brûlent dansl’oxvgène que parce qu’ils se combinent avec lui. Ces phénomènes de combinaison des corps avec l’oxygène sont désignés sous le nom de phénomènes decombustion. Dans les expériences quenous venons de décrire, la combinaison de l’oxygène et des corps employés s’est faite avec une, grande rapidité, on dit que lacombustion est

I1YDR0GÈNE. 43

vive. Dans le cas, au contraire, où l’oxygénation se fait lentement, comme lorsqu’un morceau de fer s’oxyde lentement au contact de l’oxygène humide, on dit encore qu’il y a combustion, mais il y a combustion lente. (Nous reviendrons plus tard sur la combustion, et nous verrons que la respiration des animaux est un phénomène de combustion lente.)

50. Ozone. — Lorsqu’on fait passer une série d’étincelles électriques à travers le gaz oxygène, il prend des propriétés nouvelles : il acquiert une odeur particulière, un pouvoir oxydant beaucoup plus énergique. Cette variété de l’oxygène a reçu le nom d’ozone.

L’ozone décompose l’iodure de potassium dont il oxyde le potassium, avec lequel il forme delà potasse et met l’iode en liberté. En se fondant sur cette propriété et sur celle qu’a l’iode de bleuir l’amidon, on avait cru trouver un moyen de déceler la présence de l’ozone dans l’atmosphère. On se servait de papier amidonné et imprégné d’iodure de potassium: ce papier bleuit eu présence de l’ozone.

Ce réactif n’a rien de certain, parce que, comme l’a montré M. Cloes, le changement de couleur peut avoir lieu sous l’influence de vapeurs acides qui se trouvent dans l’atmosphère. Le même reproche s’adresse au papier de tournesol coloré en rouge vineux et imprégné d’iodure de potassium : ce papier proposé par M. Houzeau, passe au bleu sous l’influence de l’ozone, parce que celui-ci décompose l’iodure et produit une base énergique, la potasse, qui bleuit le tournesol rouge. On ne possède pas de réactif capable d’indiquer d’une manière certaine la présence de l’ozone dans l'atmosphère.

HYDROGENE.

Symbole = H. — Équivalent = 1.

5t. Historique. - L’hydrogène, connu déjà, dans ses propriétés générales, par les chimistes du dix septième siècle, n’a été bien étudié que vers 1778 par Cavendish ^i lui donna 1<N nom de gaz mflummable . -

•Ù2ÏÏÏÏ mor' - 11 <•» *

52. Propriétés physiques. — L’hydrogène a été liquéfié et même solidifié, dans ces derniers temps par M. Cailletet et par M. Pictet. — M. Pictet a opéré à 650 atmosphères et à une température de U0 degrés au-dessous de zéro. Incolore, sans odeur ni saveur quand il est pur, il est le seul gaz qui conduise bien la chaleur. Il pèse 14 fois \ moins que l’air, sa densité est 0,0692; 1 litre d’hydrogène pèse O31', 089 : c’est le plus léger de tous les corps connus.

Cette légèreté peut être mise en évidence par les expériences suivantes.

1° On adapte, l’une contre l’autre et par leur ouverture, deux éprouvettes de même diamètre (fig. 17) : l’une inférieure H est remplie d’hydrogène, l’autre supérieure A contient de l’air. Au bout de quelques instants l’hydrogène, en vertu de sa légèreté, a passé tout entier dans l’éprouvette A, ce que l’on constate en

Fig. 17. — Expérience pour démontrer la Fig. 18. — Manière de remplir une légèreté de l’hydrogène. vessie d’hydrogène.

approchant de son ouverture une allumette enflammée : le gaz qu’elle contient s’enflamme aussitôt, propriété qui appartient à l’hydrogène et que l’air ne possède pas.

2° Après avoir exprimé d’une vessie l’air qu’elle contient, on lui adapte un robinet qui, par l’intermédiaire d’un tube en caoutchouc, la met en communication avec un appareil à hydro-