ANALYSE SPECTRALE

Le césium et le rubidium sont deux métaux alcalins découverts en 1860-61 par MM. Bunsen et Kirclihoff, à l'aide d'une nouvelle méthode d'analyse. Cette méthode est fondée sur l'examen des spectres ; de là le nom d'analyse spectrale.

On sait que le spectre solaire consiste en une succession de bandes colorées formées sur un écran qui inlerceple un faisceau de lumière solaire réfracté par un prisme. Les différents rayons simples dont se compose la lumière blanche du soleil, étant inégalement réfractés, c'est-à-dire déviés dans leur marche par le prisme, se séparent au sortir de celui-ci. Les rayons violets, qui s'écartent le plus de la direction primitive, forment l'extrémité la plus déviée du spectre, les rayons rouges qui s'écartent le moins forment l'extrémité la moins déviée. On sait que le spectre visible de la lumière solaire ne présente pas seulement une succession de bandes diversement colorées Lorsqu'on l'examine attentivement, à l'aide d'instruments grossissants, on remarque que cette succession n'est pas continue, mais que les bandes lumineuses sont séparées par des raies obscures Ces raies, découvertes autrefois par Wollaston et étudiées par Fraunhofer, sont très-nombreuses, irrégulièrement distribuées dans l'étendue du spectre, depuis le rouge jusqu'au violet, mais chacune d'elles occupe une position déterminée, et pour les principales raies, cette position a été fixée à l'aide démesures exactes. Fraunhofera désigné ces raies par les lettres de l'alphabet A, B, C, D, E, F, G, II. Entre toutes, la raie D est la plus apparente : elle est placée dans le jaune. D'autres lumières, celle des étoiles, par exemple, donnent de même des spectres discontinus. Au contraire, un fil de platine incandescent ou toute autre source lumineuse qui ne renferme aucun principe volatil, donne un spectre conliim.

On observe des faits dignes d'intérêt, lorsqu'on prend pour sources lumineuses des flammes dans lesquelles se trouvent répandus des corps volatils, particulièrement des substances métalliques. Les

THAMIUM. 3-25

spectres de ces flammes sont exclusivement formés par des raies brillantes.

Qu'on introduise dans la flamme non éclairante d'un bec de Bunsen un fil de pliitine imprégné de chlorure de sodium, aussitôt cette flamme se colorera en jaune et donnera un spectre très-visible, mais très-incomplet, puisqu'il est réduit à une seule raie lumineuse jaune. On a reconnu que cette ligne brillante coïncide exactement avec la raie noire D, placée dans le jaune du spectre solaire et dont il a été question plus iiaut. Cette raie jaune caractérise le sodium dans tous ses composés. C'est le spectre du sodium.

Une flamme dans laquelle se trouve suspendu un composé de potassium, de lithium, de baryum, de calcium, etc., donne, de même, pour chacun de ces métaux, un spectre particulier, formé par des raies diversement colorées. Chacun d'eux est parfaitement caractérisé par le nombre, la couleur et la position des raies. Le b;iryum donne les raies les plus nombreuses et les plus larges, les autres métaux forment des spectres plus compliqués. Celui du fer est formé de 70 raies brillantes.

MM. Kirchhoffel Bunsen, qui ont découvert ces derniers faits, en ont fait une application très-heureuse à l'analyse. Pour découvrir un des métaux précédents dans un composé ou même dans un mélange, ils introduisent une petite quantité de la matière dans la flamme du gaz et observent le spectre que donne cette flamme.

Telle est la sensibilité de ce procédé, qu'il suffit de 1/5000000 de milligramme de chlorure de sodium pour que la raie jaune du sodium devienne visible. MM. Kirchhoff et Bunsen emploient pour faire ces observations un instrument qu'ils ont nommé spectroscope. La découverte de deux nouveaux métaux, le césium et le rubidium, a été le couronnement de ces brillants travaux.

Depuis, trois nouveaux métaux ont été découverts à l'aide de l'analyse spectrale : le Ihallium qui donne une raie verte, l'indium qui donne une raie bleu indigo et le gallium qui donne deux raies violettes assez rapprochées l'une de l'autre. La découverte du tliallium est due à MM. Crookes et Lamy, celle de l'indium à MM. Reich et Bichter, et celle du gallium, la plus remarquable de toutes, à M. Lecoq de Boisbnudran.

TIIALLIDM.

La belle raie verte que donne ce métal a été aperçue d'abord par M. William Crookes, qui l'a regardée comme caractérisûque û un

320 LEÇONS DE CHIMIE MODERiSE.

nouvel élément. L'honneur d'avoir isolé celui-ci et d'en avoir établi le véritable caractère appartient à M. Lamy.

Le Ihallium est un métal lourd qui se rapproche du plonîb par quelques-uns de ses caractères. Il fond à 290°. Sa densité est égale à H, 9. Il forme un protoxyde TPO, un hydrate TIIIO cristallisable, soluble dans l'eau, caustique ; un proto-chlorure TlCl et un protoiodure TU, tous peu solubles dans l'eau. Par cette série de composés, il se rapproche des métaux alcalins. Il s'en éloigne par une autre série qui comprend un trioxyde TPO^, un trichlorure TICP, etc. Ses principaux composés ont été étudiés par MM. Lamy et Willm.

BARYUM

Ba = 137

M. Bunsen a récemment obtenu le baryum par l'électrolyse du chlorure de baryum fondu ; ce métal est très-avide d'oxygène et se ternit rapidement. Il décompose l'eau à froid.

0.vyde de baryum ou baryte BaO. — Expérience Cette substance grise, poreuse, déposée sur un carreau de brique, est la baryte ou oxyde de baryum. J'y verse de l'eau ; en y tombant, elle occasionne un sifflement et un grand dégagement de vapeur, indice d'une réaction violente. L'eau s'unit en effet à la baryte avec un vif dégagement de chaleur, en produisant une malière blanche, soluble dans l'eau, caustique, l'hydrate de baryum.

BaO + H*0 ^ BaOni*

Oxyde Hydrate

de baryum. de baryum.

La nature de la baryte a été reconnue d'abord par II. Davy, qui réussit à la décomposer par la pile en 1808.

L'oxyde de baryum s'obtient par la calcination de lazotate. Sou hydrate se dissout dans deux parties d'eau bouillante et cristallise par le refroidissement sous forme de grands cristaux tabulaires, qui renferment 8 molécule.s d'eau. On nomme eau de baryte la solution de l'hydrate barylique dans l'eau.

Bio^tyde de baryum BaO'. — Lorsqu'on fait passer un courant de gaz oxygène sur de l'oxyde de baryum chauffé au rouge obscur, il absorbe un atome d'oxygène pour se convertir en bioxyde BaO-.

Le bioxyde de baryum est une masse grise poreuse, quelquefois

SELS DE BARYUM. 3îi

Terdàtre. Au rouge vif, il perd son second aloine d'oxygène. Mis en contact avec l'eau, il s'y combine tranquillement et sans dégagement sensible de chaleur, et forme un hydrate pulvérulent.

Traité par l'acide sulfurique, le bioxyde de baryum laisse dégager de l'oxygène, mêlé d'ozone (page 57). Introduit à l'état d'hydrate dans l'acide chlorhydrique, il donne du peroxyde d'hydrogène (page 85).

Sulfure de baryum BaS. On l'obtient en réduisant le sulfate de baryum par le charbon.

SO*Ba -+-

=z BaS +

Sulfate

Sulfure

lie baryum.

de baryum.

Le sulfate réduit en poudre fine est mélangé avec du charbon pulvérisé et avec une certaine quantité de farine ou de colophane Ce mélange est additionné d'huile de lin et réduit en une pâle avec laquelle on fait des boulettes. Celles-ci sont calcinées au rouge vil dans u a creuset couvert. On obtient ainsi une masse grise poreuse. Traitée par l'eau bouillante, elle donne une solution qui laisse déposer, après filtration et refroidissement, des tables hexagonales. Ces cristaux n'offrent pas une composition bien constante : c'est un mélange de sulfure, de sulfhydrate et d'hydrate de baryum. Leur solution est légèrement colorée en jaune.

SELS DE BARYUM.

Ciilururc de bar jnAi BaCl* + 211-0. — On l'obtient en saturant la solution de sulfure de baryum par l'acide chlorhydrique. 11 se dégage de l'hydrogène sulfuré. On porte à l'ébullition, on filtre et l'on fait évaporer. Le chlorure de baryum se dépose en tables quadrangulaires appartenant au type du prisme orthorhombique. Ces cristaux sont inaltérables à l'air. 100 parties d'eau en dissolvent 45,5 parties à 18* et 78 parties à l'ébullition (105%o). (Gay-Lussac.) L'alcool absolu n'en prend que 1/400 de son poids.

Azotate de baryum (AzO^)-Ba. — On prépare ce sel en décompo.sant le sulfure ou le carbonate de baryum par lacide azotique étendu, filtrant et évaporant la solution.

Il cristallise en octaèdres réguliers ou en cubo-oclaédres. Les cristaux sont transparents, inaltérables à l'air. Une partie de ce sel

528 LEÇONS DE GHIMŒ MODEIlNE.

exige pour se dissoudre 20 parties d'e;iu à O^JS; 5 parties d'eau à 15°; 2,8 parties à 106% température de l'ébullition. (Gay-Lussac.) Chauffé au rouge, l'azotate de baryum laisse dégager de l'oxygène, de l'azote et des vapeurs rouges et laisse un résidu d'oxyde BaO.

Sulfate de baryum SO*Ba. — On le trouve abondamment dans la nature sous le nom de spath pesant, qu'on rencontre quelquefois en cristaux orthorhombiques. 1! est tout à fait insoluble dans l'eau et dans les acides, à l'exception de l'acide sulfurique concentré. 11 se précipite sous forme d'une poudre amorphe et très-divisé?, lorsqu'on ajoute de l'acide sulfurique ou un sulfate soliible à la solution, même très-étendue, d'un sel de baryum.

Carbonate de baryum CO''Ba. — Poudre blanche amorphe qu'on obtient par double décomposition en ajoutant une solution de carbonate sodique à une solution de sulfure de baryum. Le carbonate de baryum naturel qu'on nomme ivithérite est abondant et cristallise en prismes orthorhombiques.

Caractères des sels barytiques. — Ils ne précipitent ni par l'hydrogène sulfuré, ni par le sulfure d'ammonium. Le carbonate de sodium y fait naître un précipité blanc. Même très-élendus, les sels de baryum donnent, avec l'acide sulfu. ique, un précipité blanc insoluble dans l'acide azotique.

STRONTIU.M

Sr=8-,5

A côté du baryum vient se placer le strontium : les composés de ce dernier métal offrent la plus grande analogie avec ceux du premier.

Le strontium, entrevu par II. Davy en 1808, a été isolé récemment par MM. Bunsen et Matthiessen à l'aide d'un procédé analogue à celui qui sert à la préparation du baryum. M. Matthiessen le décrit comme un métal jaune d'une densité de 2,50 à 2,58, plus dur que le plomb et décomposant l'eau dèja à froid.

Le strontium forme avec l'oxygène un proloxiide SrO et un bioxyde SrO*.

Le chlorure de slronlium SrCP, cristallise en aiguilles déliquescentes qui renferment trois molécules d'eau de cristallisation. Il est très-soluble dans l'eau et peu soluble dans l'alcool. La solution alcoolique brûle avec une flamme rouge-

OX\DL El" llYDhATE DE CALCIUM. 329

* L'azotale de strontium (AzO^rSr, qu'on prépare comme l'azolate

de baryum, se dépose de sa solution aqueuse chaude en octaèdres anhydres, et cristalHse à une basse température en tables clinorhombiques renfermant 5 molécules d'eau de cristallisation. (Laurent.) On trouve dans la nature le carbonate de strcntium CO'Sr (strontianite) et le sulfate SO*Sr (célestine). Ces deux sels sont insolubles dans l'eau et se déposent sous forme de précipités blancs, lorsqu'on ajoute un carbonate ou un sulfate soluble à la solution d'un sel de strontium. Toutefois le sulfate de strontium est moins insoluble que celui de baryum.