MÉTAUX

§ 518. Les métaux , dont le nombre s*est considérablement accru depuis un siècle, sont loin de présenter tous le même intérêt. Les uns, éprouvant, de la part des agents atmosphériques, des altérations rapides et profondes, exigent, pour leur extraction, des procédés difficiles qui rendent toujours leur prix assez élevé ; de plus, lors même qu'on parviendrait à se les procurer d'une manière économique, en raison de cette altérabilité même, ils ne sauraient offrir aucune application. D'autres ne se rencontrent dans la nature qu'en faible proportion, et, par suite, quelque facile que puisse être leur extraction, ne sauraient trouver d'emploi, en raison même de leur rareté. Enfin , parmi ceux que la nature nous fournit en abondance, et que les procédés industriels nous permettant

d'obtenir facilement , il en est que leurs propriétés mêmes font rejeter des applications. Il suit de là que le nombre des métaux que l'industrie peut utiliser à l'état de liberté se trouverait nécessairement fort restreint. Mais, parmi ceux qu'on ne saurait employer à l'état libre , il en est qui forment des composés dont les arts tirent un si grand parti , que leur étude présente une importance tout aussi grande que celle des précédents. Nous étudierons donc , dans cette partie du Cours , tous les métaux qui , par euxmêmes ou par leurs combinaisons, peuvent offrir un intérêt réel. Ce sont les suivants :

Potassium ,

Nickel,

Sodium ,

Zinc,

Barium ,

Étain,

Strontium ,

Antimoine ,

Calcium,

Bismuth ,

Magnésium ,

Plomb ,

Aluminium ,

Cuivre ,

•Manganèse ,

Mercure ,

Fer,

Argent ,

Chrome ,

Or,

Cobalt,

Platine.

§ 519. La découverte du potassium est récente, elle date de 1807. On la doit à Davy qui, mettant à profit la pile récemment imaginée par Volta , retira des alcalis, des radicaux doués de toutes les propriétés des métaux , et mit en lumière la véritable nature de ces composés.

Ce métal est solide à la température ordinaire. Récemment fondu dans l'huile de naphte, il présente l'éclat de l'argent; il se ternit bientôt , et offre alors l'aspect du plomb exposé depuis quelque temps à l'air. Sa section est lisse et brillante. A o degré, et par conséquent à des températures plus basses, ce métal est cassant. Sa cassure présente des facettes cristallines , quand il a été refroidi avec précaution. A i5 degrés, il est ductile et mou comme de la cire. A cette température, sa densité est égale à o,865. Il fond à -h 58 degrés ; il ressemble alors à du mercure. Il bout au rouge

sombre et fournit une vapeur douée d'une belle couleur verte. Il est bon conducteur de la chaleur et de Télectricité. Le poids de son équivalent est représenté par 89.

§ 520. Davy prépara le i)otassium en décomposant la potasse caustique par la pile. Pour opérer cette décomposition , on façonne avec de la potasse solide, qu'on a soin d'humecter, une petite capsule dans laquelle on introduit un globule de mercure , et que l'on fait reposer sur une lame de platine. L'expérience étant disposée Fig.ir. de la sorte {Jîg. 1^7), on fait communi-

quer le pôle positif avec la plaque métallique , et le pôle négatif avec le globule de mercure; celui-ci se charge alors graduellement de potassium, et quand il en contient une quantité suffisante, ce qu'on reconnaît à son apparence butyreuse, on peut, à l'aide d'une distillation convenablement conduite dans un courant d'azote, retirer tout le potassium. Mais on ne peut obtenir, par ce moyen, que de très-petites quantités de métal.

Plus tard , MM. Gay-Lussac et Thenard parvinrent à le préparer en quantité plus considérable, en décomposant l'hydrate de potasse par le fer à une haute température. A cet effet, on prend un canon de fusil qu'on recourbe en deux de ses points (/îg. 128). On en-

FU. ISB.

gage la partie médiane, qu'on a préalablement remplie de copeaux de fer bien décapés, dans le laboratoire d'un fourneau à réverbère de grande dimension, alimenté par un fort soufflet. Dans la partie supérieure du canon de fusil on introduit des fragments d'hydrate do potasse; la partie inférieure communique avec un petit récipient en cuivre contenant de l'huile de naphte. Un tube de verre, adapté par l'intermédiaire d'un bouchon à la partie supérieure du canon de fusil , vient se rendre dans une éprouvette contenant du mercure et fait fonction de soupape de sûreté; un tube de verre semblable adapté au récipient vient également se rendre dans une capsule renfermant du mercure. C'est par ce dernier tube que se dégagent les gaz qui proviennent de la réaction dans les circonstances normales; s'il se manifestait une obstruction, on en serait immédiatement averti , parce que les gaz rebroussant chemin se tlégageraient par le tube supérieur. Il faudrait alors chauffer la portion du canon de fusil qui avoisine le récipient pour faire écouler la potasse qui , ayant échappé à la décomposition , s'est figée dans cette partie de l'appareil en formant bouchon; dans le cas où cet échauffement serait insuffisant, il faudrait laisser tomber le feu et arrêter l'opération. L'oxyde de potassium se décompose dans cette circonstance; de l'oxyde de fer magnétique se produit, et l'on recueille le potassium dans le récipient contenant de l'huile de naphte. L'eau qui accompagne l'oxyde de potassium est pareillement décomposée; l'oxygène s'unit au fer, et l'hydrogène se dégage à l'état gazeux. La réaction peut s'expliquer au moyen de l'équation

a(K0,H0)4-3Fe = Fe'0*+aK-|-aH.

On emploie, depuis un certain nombre d'années, un procédé plus simple dû à M. Brunner, qui fournit une plus forte proportion de métal. Ce procédé repose sur la décomposition du carbonate de potasse par le charbon en excès à une très-haute température. H est essentiel, pour que l'opération réussisse, que le carbonate de potasse et le charbon soient mêlés le plus intimement possible, résultat auquel on parvient en décomposant par la chaleur la crème de tartre ou bitartrate de potasse. La masse noire qui résulte de cette décomposition est réduite en poudre très-fine et mêlée avec du charbon de bois grossièrement concassé. Le mé

kinge est introduil dans une bouteille en fer forgé (fig. 129) , sem-

blable à celles qui servent au transport du mercure. On remplace le bouchon en fer par un tube du mémo métal , dont un des bouts à vis s'applique exactement à la bouteille et la ferme d'une manière à peu près hermétique. La bouteille étant placée dans un Fif. 130. fourneau à vent dont on peut régler le tirage au moyen d'un registre, on fixe à l'autre bout du tube de fer, qui sort du fourneau, un récipient en cuivre d'une forme particulière. Ce récipient se compose de deux parties s'emboitant l'une dans l'autre. La partie supérieure, qui sert de couvercle (^. i3o), est munie intérieurement d'une cloison en cuivre destinée à la séparer en deux. Cette cloison s'arrête à quelques centimètres du fond , de manière à laisser passage aux gaz. Le récipient, fixé à la bouteille en fer par une douille pratii:|uée latéralement, est muni

à son C50té opposé d*un trou bouché d'un liège, à travers lequel passe une tige qui permet d'enlever le dépôt brunâtre qui se forme, en grande abondance , dans le tube en fer qui relie le récipient au générateur. L'appareil étant ainsi disposé et le récipient étant rempli, environ au tiers de sa capacité, d'huile do naphte, on chauffe le mélange , et bientôt le potassium se volatilise à mesure qu'il prend naissance.

La réaction peut s'exprimer par la formule suivante :

CO'KO-|-aC = 3CO-4-K.

Le potassium condensé dans le récipient n'est pas pur, il contient des substances étrangères entraînées par le gaz, dont on le débarrasse en lui faisant subir une fîllration à travers un linge au milieu de l'huile de naphte convenablement chauffée. Pour le purifier complètement, il est nécessaire de lui faire subir une nouvelle distillation.

§ 52i. MM. Donny et Mareska ont apporté au procédé de M. Brunner quelques modifications qui , quoique légères en apparence, permettent d'obtenir, d'un poids donné de carbonate de potasse, des quantités de métal plus considérables. La cornue dont ils font usage consiste, comme précédemment, en une bouteille de fer forgé, au col de laquelle on visse un tuyau de fer long de lo à i!i centimètres. Afin d'empêcher que ces corimes ne soient trop promptement rongées par l'action du feu, on enduit leur surface extérieure de borax qui , par sa fusion , forme un vernis destiné à les préserver de l'action oxydante de l'air, toujours trèsénergique à celte température.

La cornue est placée dans un fourneau à vent ; on la dispose de telle sorte qu'elle soit entourée de toutes parts par le combustible. Le fourneau est construit en briques réfractaires; sur le devant on ménage une ouverture circulaire de 14 centimètres, que l'on ferme pendant l'opération à l'aide d'une plaque en tôle percée, au centre, d'un trou qui laisse passage au tube fixé à la cornue. On adapte à ce tube un condensateur en fer laminé, auquel on donne la forme que représente la ^. i3i. Cest une boite allongée et aplatie, ouverte à ses deux extrémités , dont l'une se termine par un col arrondi pour pouvoir s'adapter au tuyau de la cornue. Sa longueur

n?. isi.

POTASSIUiM. 7

e»l de 3o centimètres, sa largeur de 12 centimètres, et sa hauteur de 6 millimètres, non compris l'épaisseur des parois.

Le col n'a que i centimètre de longueur et le bord en est taillé en biseau à l'intérieur, pour pouvoir s'adapter exactement au bord du tuyau de la cornue, qui est lui-même terminé en biais.

Le potassium se condense dans le récipient, d'où on l'extrait facilement, la partie supérieure et la moitié du col étant mobiles et servant de couvercle. Ces deux parties sont maintenues ensemble à l'aide de quatre vis de pression , ainsi que le représente la figure ci-dessus.

Le récipient, enlevé et rempli de métal, doit être immédiatement glissé dans un étui métallique refroidi extérieurement, et dans lequel se trouve de l'huile de naphte. Il arrive quelquefois que cette huile prend feu ; mais en couvrant la boîte de son couvercle, la flamme s'éteint aussitôt.

Le récipient étant suffisamment refroidi dans l'étui, on l'en relire, on l'ouvre, et l'on détache le potassium au moyen d'un ciseau, pour l'introduire dans des flacons remplis de naphte.

Le mélange est le môme que celui dont Brunner faisait usage. On l'obtient, comme ce dernier, en calcinant, à l'abri du contact de l'air, de la crème de tartre ou bitartrate de potasse. On introduit ce mélange, sous la forme de morceaux de la grosseur d'une* noisette , dans la cornue , dont on élève la température graduellement et avec lenteur.

Lorsqu'elle est suffisamment élevée et qu'elle a atteint le rouge blanc, ce qui arrive ordinairement après une heure et demie ou deux heures de feu , il se dégage des gaz qui , en brûlant , donnent des vapeurs blanches dues à la formation d'une certaine quantité de potasse; à ce moment on fixe le récipient, et, afin d'éviter qu'il ne s'échauffe trop, on a soin d'y appliquer un linge mouillé. Le gaz qui se dégage ne contient plus que très-i>eu de potasse; il est presque uniquement formé d'oxyde de carbone.