E.^U OXYGÉNÉE OU PEROXYDE D'HYDROGÈNE

H'0« Découverte par Thenard en 1818.

Ce composé remarquable se forme par l'action du bioxyde de baryum sur l'acide chlorhydrique. On introduit dans de l'acide chlorhydrique refroidi et étendu d'eau, du bioxyde de baryum préalablement trituré avec de l'eau. Il se dissout sans dégagement de gaz, en donnant du chlorure de baryum et de l'eau oxygénée,

BaO* -f- 2HC1 = BaCl« + H«0*

Bioxyde Chlorure Peroxyde

de baryum. de baryum. d'hydrogène.

Convenablement purifiée, l'eau oxygénée est un liquide incolore.

FAU OXYGENEE OU PEROXYDE L'HYDROGENE. 85

inodore, épais, d'une densité de 1 ,452. Elle est très-instable et perd facilement la moitié de son oxygène pour se convertir en eau. Celte décomposition s'accomplit avec une vive effervescence lorsqu'on chauffe l'eau oxygénée vers lOO"; elle a lieu au contact d'un grand nombre de corps qui tantôt restent inaltérés, tantôt s'oxydent, tantôt se réduisent eux-mêmes. De là trois genres de réactions que nous allons étudier.

\' On verse de l'eau oxygénée, ou plus simplement de l'eau chargée d'eau oxygénée, dans une éprouvette renfermant du peroxyde de manganèse, à l'instant même, le peroxyde d'hydrogène se décompose avec une vive effervescence en eau et en oxygène. Quant au peroxyde de manganésej il reste inaltéré. Le platine divisé, l'or, l'argent, le charbon agissent de la même manière.

2» Le peroxyde d'hydrogène oxyde énergiquement l'arsenic, le sélénium, qu'il transforme en acides arsénique et sélénique. Il convertit le sulfure de plomb en sulfate.

PbS -H 4U*0» = SO'Pb -h AlV-O

Sulfure Sulfate

de plomh de plomb.

5* Le permanganate de potassium, MnO*K, est un sel très-riche en oxygène ; en se dissolvant dans l'eau, il forme une solution d'un pourpre intense. Qu'on y verte une solution acide de peroxyde d'hydrogène, elle vase décolorer à l'instant même. L'o\ygène provenant de la décomposition de l'eau oxygénée s'ajoute, dans ce cas, à l'oxygène provenant de la réduction du permanganate, et tous deux se dégagent à l'état d'oxygène libre. Le permanganate se convertit en sel manganeux ; il se forme en même temps un sel de potassium.

Qu'on verse une solution acide d'eau oxygénée dans une solution de bichromate de potassium, celle-ci se colorera en bleu foncé; mais cette coloration disparaîtra rapidement pour faire place aune teinte verte. En même temps, on observe un vif dégagement d'oxygène. La réaction terminée, la liqueur renferme un sel chromique vert.

Ici l'action de l'eau oxygénée est complexe : une portion oxyde l'acide chromique et le fait passer un instant à l'état d'acide perchromique bleu. Mais celui-ci se réduit aussitôt, avec dégagement d'oxygène au contact d'une autre portion d'eau oxygénée, qui perd elle-même la moitié de son oxygène.

Le gaz oxygène qui se dégage provient donc à la fois de l'acide

perchromique et du peroxyde d'hydrogène, tous deux sursaturés d'oxygène et qui se réduisent tous deux. Au reste, on peut soustraire l'acide perchromique formé à l'action du peroxyde d'hydrogène en excès, en agitant immédiatement la liqueur avec de l'éther : celui-ci se colore en bleu foncé, en dissolvant l'acide perchromique.

Ces expériences de réduction offrent un haut intérêt et n'admettent qu'une seule interprétation. Comment expliquer ce fait que des corps sursaturés d'oxygène se réduisent réciproquement en perdant leur oxygène, si ce n'est en admettant que l'oxygène de l'un possède une certaine affinité pour l'oxygène de l'autre, que l'oxygène libre qui se dégage est formé par l'union de 2 atomes d'oxygène provenant l'un de l'eau oxygénée, l'autre de l'acide perchromique ou de l'acide permanganique? Ces 2 atomes s'unissent pour former une molécule d'oxygène 00. Celle-ci représente l'oxygène à l'état de liberté et occupe 2 volumes. Ce serait donc une véritable combinaison, et nous rencontrons ici pour la première fois celte notion importante que les atomes de certains corps simples ne sont pas isolés lorsqu'ils sont libres, mais combinés deux à deux, rivés l'un à l'autre par la force chimique. L'oxygène libre serait donc l'oxyde d'o.xygène, combinaisou d'un atome d'oxygène avec un second atome d'oxygène, le tout formant une molécule et occupant 2 volumes comme la molécule d'eau.

1 molécule d'eau 11*0 = 2 vol.

1 iiiolécule d'oxygène 0 0 =2 vol.

Si l'oxyde d'oxygène ou l'oxygène libre répond en quelque sorte à l'oxyde d'hydrogène ou à l'eau, il existe un peroxyde d'oxygène qui correspond au peroxyde d'hydrogène ou à l'eau oxygénée ; c'est l'ozone.

Peroxyde d'hydrogène (eau oxygénée). . . . II'O-

Peroxyde d'oxygène (ozone) 0 0*

Densité de vapeur (au-dessus de lOO)*) rapportée à l'air. S.îl Densité de vapeur rapportée à l'hydrogène. . . . 35

Poids atomique 3i

Le souire jaune est connu depuis les temps les plus reculé;*. Dans

iftrtaines con'.réos volcaniqiu^s. on IcUoiive à la surface de la lerre, ' réiat natif. La Sicile et l'Islande en offrent des dépôts considéabks dans le voisinage des volcans éteints (solfatares). Pour le

r des matières terreuses qui raccompagnent, on lui fait subir, .. i.cde, une distillation dans des pots de terre (fig. 5'2). Ces pots lont rangés sur deux files dans des fourneaux, et communiquent - '^s tubulures latérales avec d'autres pots, placés en dehors

arneaux, oldans lesquels la vapeur de soufre se condense.

Fis. ôi.

vn obtient ainsi le soufre bi-ut. 11 est encore mélangé de matières Irangéres dont on le débarrasse par une nouvelle distillation. Cette pération, qu'on désigne sous le nom de raffinage, s'exécute dans appareil suivant.

On cylindre en fonte A (fig. 55) placé horizontalement reçoit du 3ufre fondu. Celui-ci y est amené par le tube a b an sortir de la haudiére supérieure C, qui est chauffée par les gaz de la flamme et ui sert de réservoir.

La vapeur de soufre se rend dans une grande chambre en maonnerie B, dont le sol, légèrement incliné, conduit le soufre conensé, liquide, vers une ouverture II qu'on peut débouchera volonté.

On registre R, mis en mouvement par une tige articulée, perrac de fermer et d'ouvrir l'emboucliure du cylindre. La chambre port à la voûte une soupape K qui livre passage à l'air dilaté.

Au commencement de l'opération, les parois de la chambre étan froides, le soufre s'y condense sous forme d'une poussière fim qu'on nomme fleur de soufre. Mais lorsque dans le cours de la dis tillation, les parois se sont échauffées au-dessus du point de fusioil du soufre, la vapeur se condense en un liquide. En ouvrant I, rigole G, on reçoit ce soufre liquide dans une chaudière E ; de l' on le distribue dans des moules coniques, où il se solidifie. On ol tient ainsi le soufre en canons.

Propriétés phtisiques. — Le soufre est un corps solide, d'u jaune citron. Il est insipide, inodore, friable. Il conduit mal 1 chaleur et l'électricité. Un bâton de soufre que l'on serre dans 1 main ou qu'on plonge dans l'eau chaude, fait entendre des craque mentset finit par se rompre. Cet effet est dû à la dilatation inégal qu'éprouve, de la circonférence au centre, la masse peu coiiduc

llrice du soufre dont les particules cristallines sont d'ailleurs faible ment agrégées par la cohésion.

[ Le soufre possède une densité de 2,03 environ. Il fond à 11 1%5, en formant un liquide jaune brunâtre, transparent. Lorsqu'on laisse 'efroidir lentement ce liquide jusqu'à ce qu'une croûte se soit formée i la surface, qu'on perce celle-ci el qu'on décante la partie demeurée iquide, on trouve, après avoir enlevé la croûte, l'intérieur du vase javorsé par de longues aiguilles transparentes, flexibles, d'un jaune jnmàtre. Ces cristaux sont des prismes, obliques à base rhombe clinorhombiques). Leur densité est égale à 1,98. Telle n'est point a seule forme cristallina que puisse affecter le soufre. Lorsqu'un, ibandoime à l'évaporation spontanée une splution de soufre dans» e sulfure de carbone, il s'y dépose, sous forme d'octaèdres droits à^ )ase rhombe (orlhorhombiques), présentant une densité de 2,0ù. ]ette forme est aussi celle du soufre cristallisé natif. ,

Le-soufre cristallise donc sousdeux formes distinctes, appartenante i deux systèmes cristallins diflérents. 11 est dimorphe. Chose cu- •ieuse, les prismes formés par voie de fusion ne conservent pas ongtemps leur transparence et leur flexibilité. Abandonnés pendant pielque temps à la température ordinaire, ils deviennent opaquest cassants. Ils sont traversés maintenant par une multitude de, )lans de clivage qui sont les faces d'octaèdres microscopiques sem- )Iables à ceux qu'on obtient par voie de dissolution. . ,

Réciproquement, les cristaux octaédriques et transparents de-, iennent opaques à leur tour, lorsqu'on les maintient pendant quel- |ue temps à Ml'; ils se transforment en une multitude de petils ;ristaux de soufre prismatique. On le voit, les deux modificalions jistallines du soufre peuvent se transformer l'une dans l'autre nies constituent un curieux exemple de dimorphisme.

Le soufre, fondu dans un tube scellé à la lampe, peut rester, ongtemps liquide au-dessous de son point de solidification ordi-, laire ; on dit alors qu'il est en surfusion. Lorsqu'ensuite il se solilifîe, il cristallise en octaèdres volumineux, présentant la forme les cristaux de soufre natif (Schûtzenberger).

11 existe d'autres modifications amorphes du soufre.

Expériences. Je chauffe du soufre, dans un petit matras, au-dessus. le son point de fusion en élevant graduellement la température ;, l prend peu à peu une consistance épaisse et une couleur foncée. A !2û% il s'est coloré en rouge brun et est devenu très-épais. Si,

90 LEÇONS DE CHIMIt: MODEKNE.

dans cet état, je le verse dans l'eau froide, il s'y prend en une masss molle, transparente, jaune brunâtre, élastique. Ce soufre a perdu toute apparence cristalline : il est devenu amorphe. C'est le soufre mou. Abandonné pendant quelques jours à lui-même, il durcit, devient opaque et reprend les propriétés du soufre ordinaire. Ce changement s'accomplit immédiatement si l'on chauffe le soufre mou à 90° ou 90°; il est accompagné, dans ce cas, d'un dégagement de chaleur sensible (Regnaull).

Il existe deux modifications du soufre mou. Traité par le sulfure de carbone, il s'y dissout en partie et laisse un résidu. La partie soluble constitue le soufre mou soluble; le résidu, le soufre mou insoluble {Q\. Sainte-Claire-Deville). Dans la fleur de soufre récemment sublimée le soufre existe à l'état amorphe.

Le soufre entre en ébullition à 440°; sa vapeur est rouge. A 500', elle présente une densité de 6,G54 (Dumas). Vers 1000° cette densité devient trois fois moins considérable. Déterminée à 860° et ramenée par le calcul à 0°, elle est égale à 2,22, d'après MM. H. Deville et Troost. Rapportée à l'hydrogène, cette densité est égale à 52. Gest là la densité de vapeur normale du soufre qui donne le poids de son atome. Si un volume d'hydrogène pèse 1 , un volume de vapeur de soufre pèse 52 ; 32 est donc le poids atomique du soufre.

Mais à une température peu supérieure à celle d» point d'ébullition, la densité de vapeur du soufre est égale à 6,6. A cette température la vapeur de soufre est donc trois fois plus dense qu'à 860°.

Le soufre est insoluble dans l'eau, très-peu soluble dans l'alcool. 11 est plus soluble dans l'éther, dans la benzine. Son meilleur dissolvant est le sulfure de carbone.

Propriétés chimiques. — Le soufre est doué d'affinités énergiques. Il se combine directement avec une foule de corps simples. Chacun sait qu'il est combustible et qu'il brûle avec une flamme bleue. Sa combustion dans l'air ou dans l'oxygène donne naissance à l'acide sulfureux anhydre.

Le soufre s'unit directement au chlore, au brome, à l'iode, au phosphore, à l'arsenic, au charbon. Il se combine avec un grand nombre de métaux. Le fer et le cuivre brûlent dans la vapeur dei soufre. Les sulfures ainsi formés, et dans lesquels le soufre joue le rôle de corps comburant, possèdent en général la conslitutior atomique des oxydes correspondants. Ainsi le composé de soufr* et de charbon, qu'on nomme sulfure de carbone, est l'analogue du

ACIDE Sn.KtlYDniOrE ou ÏIYDKOGENE SULFURÉ. 91

pz carbonique qui prend naissance par la combustion du charbon, -t celle analogie se poursuil dans une foule de composés oxygénés t sulfurés. En voici des exemples :

U»0 eau.

11*S hydrogène sulfuré.

KUS hvdrale i ^

KUO su'llhydrate ( **« POl^ssium.

CO' anhydride carbonique.

es* sulûde carbonique.

K*0 oxvde J . . .

K'S sulfure ) ''^ P^'»""""-

BaO oiyde i , .

D».; I. Jae bary m.

Baî> sulture ) '

CO*K* carbonate ». . .

CS»K« sulfocaibonaler*" potass.um.

kClb\L SULFHYDRIQUE OU IIYl'ROGÈNE SULFURÉ. U'S.

Deiisité rapportée à l'air = 1 IJl

Dtnsilé ra(ipor(ée à l'hydrogène (poids de 1 toI )". . 17 Poids moléculaire (poids de s yoI.) , . jj

Entrevu par Meyer et Rouelle, itndiê par Scheele (ITTTJ et par Berttiollet.

Préparation. — On prépare le gaz sulfliydrique en chauffanl oucement dans un ! allon A (/j</. 54) du sullure d'antimoine avec

Fia. 5i.

; l'acide chlorhydrique. On dirige le gaz qui se dégage, d'al>ord rns un flacon laveur B, puis dans des vases remplis d'eau C.

. La réaction qui donne naissance au gaz sulfhydrique est exprimée p.ir l'équation suivante : ,

Sb*S' + 6HC1 = 2SbCF + 5IPS

Sulfure Acide Chlorure

d'anlimoine. clilorhydrique. d'antimoinr.

lly<fiogène. sulfuré'

On peut aussr préparer ce gaz en faisant réagir l'acide sulfuricjiie étendu sur le monosulfure de fer. L'action a lieu, à froid et est oprimée par l'équation suivante-:

FeS +

Monosulfure de fer.

Acide sullurique.

H«S .-[- SQ*Fe

Hydrogène sulfuré.

Sulfate ferreux.

Comme on fait un. grand usagè'de l'hydrogène sulfuré dans les laboratoires, on peut se servir de Tappareil suivant{/îgr. 55), com-

'j'yn; t,

posé de doux grands flacons égaux, de 7 à 8 litres de capacité. Oi les met en comnmnication par leur tubulure inférieure, à laide d'u gros tube de caoutchouc. Dans l'un d'eux, on place d'abord un li de coke, corps inerte qui n'est poins attaqué par l'acide sulfuriquf Sur le coke, on dispose du monosulfure de fer en morceaux, l goulot de ce flacon est fermé par un bouchon qui livre passage à u tube recourbé à nngle droit. On peut fermer ce dernier à l'aide d'u robinet. Dans le second llacon, on verse de l'acide sulfurique étend d'eau. Le robinet du premier étant ouvert, l'acide va s'élever a