AMMONIAQUE
AzIP
Densité rapportée i Tnir 0.59»
Densité rapportée à i'Iiydrogine (poids lie 1 volume) 8 60
Poids de la molécule A/Il' (poids de S volumes) 17
Découverte par l'ricstley, étudiée par Scliecle, analysée par Berthollet en 1785.
Préparation. — On mélange rapidement dans un mortier poids égaux de chaux vive et de sel ammoniac, tous deux en poudre ; on introduit le mélange dans un ballon de verre qu'on achève de remplir avec des fragments de chaux vive. Après avoir adapté au ballon un tube de dégagement, on chauffe doucement et on recueille le gaz ammoniac sur la cuve à mercure.
La chaux décompose le sel ammoniac (chlorhydrate d'ammoniaque ou chlorure d'ammonium) avec formation de chlorure de calcium, de gaz ammoniac et d'eau, qui se fixe sur l'excès de chaux.
2AzH*Cl -t- CaO = 2AzH' -+- CaCl« ^- 11*0
Chlorure CUaux. Gnz Chlorure
d'ammonium. ammuiuac. de calcium.
Pour préparer la solution de gaz ammoniac qu'on nomme imfroprement ammoniaque liquide, on fait arriver le gaz dans un ap-
AMlIONIAOrE.
li:
pnrcil de Wouir, dont les fliicons sont à moitié remplis d'eau, sauf le premier, qui n'en contient qu'une petite quantité destinée à laver le gaz.
Propriétés pliy!«i(|ucs. — f.e gaz ammoniac est incolore, doué d'une odeur forte, piquante, et qui provoque le larmoiement. Sa saveur est brûlante et caustique. Il n'est point permanent. M. Bussy l'a liquéfié par un froid de — 40°. Il suffit d'un froid de — 10° pour le liquélier sous une pression de 0 atmosphères 1/2. Faraday a réalisé celte liquéfaction- en opérant comme il suit : il fait passer du gaz annnoniac sur du chlorure d'argent sec, qui l'absorbe. Le chlorure s.ituré est placé dans un tube coudé à deux bi anches {fig. 55) ; après avoir fermé à la lampe la branche vide, on la plonge dans
Fis. 53.
mi mélange réfrigérant, tandis qu'on chauffe l'autre dans un bainmarie {fig. 54).
Le gaz ammoniac abandonne alors le chlorure d'argent, et se condense en un liquide transparent dans la branche refroidie. I.n soumettant ce liquide à une évaporalion rapide dans le vide, Faraday l'a solidifié. Dans cet étal, l'ammoniaque constitue une substance blanche cristalline, transparente, fusible à — 75°, et ne possédant qu'une très-faible odeur. D'après M. Bunsen, l'ammoniaque liquéfiée bout à — 55°, sous la pression de 0'°,7495-, sa densité est égale à 0,7G.
Le gaz ammoniac est très-soluble dans l'eau, qui en dissout 1,000 fois son volume à 0°, et environ 740 fois son volume à 15*.
Expérience 1° L'n flacon A {fig. 55), rempli de gaz ammoniac, est fermé par un bouchon traversé par un tube ; celui-ci est effilé
writTZ. 'J
UG LLÇONS DE CHIMIE MODERNE.
à SCS extrémités. Je plonge sous l'eau rextrémité inférieure, qui est
fermée, et je la casse; aussitôt leau s'élance du tube dans le flacon, lormint un jet qui retombe en gerbe cl qui remplit le vase en quelques instants.
2° Je fais passer dans v.ne éprouvette remplie de gaz ammoniac un morceau de glace; elle fond rapidement en absorbant tout le gaz.
La solution du gaz ammoniac dans l'eau est douée de l'odeur du gaz; elle est caustique, et on la désignait autrefois sous le nom d'alcali volatil. Elle présente une densité de 0,8oô. On en fait un grand usage comme réactif. Lorsqu'on la chauffe, elle perd du gaz nmmonir.c qu'on parvient à en chasser complètement
par l'ébullition.
Appareil Carré. — Cetappa-
rcil, destiné àproduire de grands froids, est fondé d'une part sur la propriété que possède la solution concentrée d'ammoniaque de perdre son gaz, lorsqu'on la chauffe, et, de l'autre, sur la facile liquéfaction de ce dernier.
Cet appareil consiste en un cylindre A ifig. 5G), rempli aux trois quarts d'une solution saturée d'aumioniaque, et qui com- ^^^^^ munique par un tube c avec un ^mm^'MMm^^yy^-' i.^ii.ipipnt vide et clos B. On Fig. iiC. chauffe le cylindre. La solution
ammoniacale perd son gaz, qui va se condenser en B sous form;*
AMMOXIAQIE.
liquide. Le dégagemeul de gaz est terminé dès que le tlionuumèlrc / marque 130° environ. On plonge alois le cylindre A dans de l'eau froide, et l'on place au milieu du récipient \i un vase cy lindrique rempli d'eau et plongeant dans un peu d'alcool. Ce dernier liquide étiiblit une communication entre les parois froides du récipient et le vase rempli d'eau. L'ammoniaque liquéfiée distille alors rapidement et retourne dans le cylindre A, où elle se dissout de nouveau dans l'eau. Le froid produit par cette volatilisation de l'ammoniaque congèle l'eau du vase plongé dans le récipient B. Lorsque cet effet est produit, rien n'empêche de chauffer de nouveau le cylindre A et de recommencer la même série d'opérations. L'appareil est donc à marche, intermittente. M. Carré en construit de plus grands à marche continue.
Composition du ga* ammoniac. — Expérience. JinLroduis dans un eudiométre 2U0 vol. de gaz ammoniac, et j'y fais passer pendant longtemps une série d'étincelles électriques à l'aide d'une bobine de Rulimkorll {fig. 57). L'e.\péricnce terminée. îe volume du gaz a doublé.
Aux 400 vol. de gaz ainsi formés, j'ajuutj '200 vol. d'oxygène et je fais passer une étincelle ; les 600 vol. se trouvent réduits, après l'explosion, à 150 vol.; 450 vol. ont donc disparu pour former de l'eau.
Ces 450 volumes étaicnl foiiiiOs dt;
500 volumes d'Iiydrogène et de 150 volumes d'oxygène.
I.cs 200 volumes de gaz ammoniac dédoublés par l'ùlinccHc en 100 voluijics de gaz hydro,','éne et de gaz azole renlennaient donc
5(X) volumes de gaz liydiogène et 100 volumt;s de gaz azole.
Ce dernier gaz restait dans l'eudiomèlre, mélangé à 50 vol. d'oxygène employé en excès.
Il résulte de celte analyse que 2 vol. de gaz ammoniac renfermenl o vol. dhydrogéne et 1 vol. d'azote, composition qui est cxpiimée par la formule AzII'\
Proprié(<!'s chimiques. — Une forte chaleur décompose le gaz ammoniac, comme une série d'étincelles électriques. On peut s'en assurer en faisant passer le gaz dans un lube de porcelnino rempli de fragments de la même matière et chauffé au rouyo iilam dans un foiu ncau à réverbère (fig. 58).
Fig. L8.
Les gaz résullant de la décomposition sont recueillis dans dej éprouvetles remplies d'eau. Sur 5 vol. d'hydrogène, ils renferment 1 vol. d'azote.
La décomposition du gaz ammoniac est plus facile lorsqu'on introduit dans le tube de porcelaine des fds de fer, de cuivre, de platine. Ce dernier métal n'est pas altéré; mais le cuivre et le fer deviennent cassants, et retiennent quelques centièmes d'azote. La décomposition du gaz ammoniac est donc favorisée, dans ces circonstances, par ta formation d'azolurcs métalliques, peu stables à
AMilONIAQUE. U9
la vcrilé, et que l'action prolongée de la chaleur décompose presque entièrement.
Le gaz ammoniac ne brûle pas au contact de l'air; mais un mé- I n.;e de 4 vol. de gnz ammoniac et de 3 vol. d'oxygène s'enllamme et détone lorqu'on en jipproche une boligie allumée.
2\zUs + O- = 5U^0 + 2Az
Expérience. Un jet de g..z ammoniac s'écliappe par la pointe effilée d'un tube {/î(/. 59).
Au moment dengagcr celte pointe d:.ns un flacon rempli d"o.\ygèue, j'en approche une aUumelle eullammée; aussitôt le gaz prend leu et continue à brûler dans I atmosphère d'oxygène, en répandant une lumière jaunâtre.
Indépendamuienl de cette combustion vive, le gaz ammoniac peut subir une combustion lente dans les conditions que voici :
Expérience. Dans le vase A [fig. GO) se trouve une solution d'ammoniaque, au-dessus de laquelle est suspendue une spirale de platine. Je chaulTe légèrement la solution et j'y dirige un courant rapide doxygène. Ce gaz arrive au contact de la spirale de platine, mêlé de gaz ammoniac qu'il entraîne, et fait subir à ce dernier une combustion qui dégage de la chaleur et fait rougir la spirale. Le vase se remplit quelquefois de fumées blanches formées par de l'azotite d'ammoniaque. L'acide azoteux apparaît ici comme un produit de l'oxydation lente de l'ammoniaque.
Lorsqu'on fait passer un mélange de gaz oxygène et anunoniac sur de la mousse de platine chauffée dans un tube, il se forme de l'acide azotique et de l'eau qui se dégagent en vapiur.
Action du chlore et de l'iode sur 1 aiuiuoniaitue. — Le
Fis. S9
r50 LEÇONS DE CHIMIE MODERNE.
chlore décompose instantanément l'ammoniaque, en s'emparanl de
son liyJi'Ogone.
Expérience. \' Je plonge dans un flacon {/ig. 61) rempli de chlore sec le tube effilé par lequel s'échappe un jet de gaz ammoniac: celui-ci scnllamme immédiatement, et il se forme des vapeurs blanches qui sont du sel ammoniac.
4\zIP H- C|5 = 5AzH*Cl + Az
5AzH*Cl
Clilorure d'ammonium.
Fig. 61.
2° Dans un long tube fermé par un bout, j'introduis une solution saturée de chlore, de manièz'e à le remplir presque entièrement ; je verse ensuite jusqu'au bord une solution d'ammoniaque, et, bouchant le tube avec le doigt, je le renverse sur la cuve à eau. La solution ammoniacale, plus légère, traverse alors l'eau de chlore et est décomposée, selon l'équation précédente, en chlorure d'ammoniu lî, qui reste dissous, et en gaz azote, qui se dégage.
Chlorure d'azote. — Dans d'autres conditions, l'azote s'unit au chlore, formant avec lui un composé très-détonant, très-dangereux à manier, et qu'on nomme chlorure d'azote.
Expérience. Lue éprouvette remplie de gaz chlore a été renversée sur une solution de chlorliydrate d'ammoniaque. L'ammoniaq-j3 de
AMMOMAQIE. 15!
ce sel a été décomposée lentement par le chlore, avec formation d'acide chlorhydrique et de chlorure d'azote.
Par suite de l'absorption du chlore, le niveau du liquide s'est élevé dans l'éprouvette, et bientôt une goutte d'un liquide jaune s'est rassemblée à la surface. Une légère secousse la fait tomber, à travers la solution de sel ammoniac, dans la soucoupe. Ce corps oléagineux est le chlorure d'azote.
J'enlève maintenant l'éprouvette, je jette dans la soucoupe un petit morceau de phosphore, et je le pousse, de loin, avec une longue baguette dç bois, vers la goutte de chlorure d'azote. Au moment du contact, celui-ci fait explosion, et la soucoupe vole en éclats.
Telle est la violence de la décomposition du chlorure d'azote.
On attribue à ce corps la formule AzCF.
lodurc d'azote — 11 exisie un composé détonant analogue au chlorure d'azote et qu'on nomme iodure d'azote. On l'obtient sous forme d'une poudre noire, en traitant l'iode par l'ammoniaque; il Jétone avec une grande violence, au moindre choc, quelquefois spontanément. M. Bunsen lui attribue la formule Az-IPP.
D'après M. Stahischmidt, la composition de l'ioduro d'azote répond i la formule AzP, lorsque ce corps a été préparé par l'action d'une «olulion alcoolique d'iode sur l'ammoniaque aqueuse. En faisant éagir les deux corps en solutions alcooliques, on obtiendrait un oilure d'azote de la composition Azill*.
S'il en est ainsi, ces corps détonants offrent les rapports les plus simples avec l'ammoniaque.
(Cl
Az H
Az Cl (Cl
Az I
Az I
Ammoninque.
Chlorure
Ammoniaque
Ammoniaque
d'aiote
Iriiodée.
diiodée.
(nmmoniaque
■Il
trichlorée).
lodures d'azote.
On voit qu'ils en dérivent par la substitution du chlore ou de 'iode à l'hydrogène, et que cette substitution s'effectue atonie par itoiiic.
Action du potassium sur l'ammoniaque. — Lorsqu'on ;hauffe le potassium dans une atmosphère de t;az ammoniac, on oit la surface brillante du métal s'entourer d'un liquide noir vcriàlre, qui le couvre bientôt tout entier; en même temos, il se dégage
de l'iiydrogènc. Le mêlai disparaît peu à peu et le liquide se prend, par le refroidissement, en une masse d'un vert olive. Celle-ci représente de l'ammoniaque, donl 1 atome d'hydrogène a été remi lacé par 1 atome de potassium.
11 Az
U Az
inoniaque.
Amidiire
de potassium.
Lorsqu'on la traite par l'eau, elle régénère de l'ammoniaque, en formant de la potasse caustique (hydrate de potassium).
^] m Kl 'h
H Az + 0 = f, 0 -f h'Az II) "' "' U)
Ainiiliire Hydrate Ammoniaque,
•le putissiiiiii. de polassium.
Arnalgaïuu d'auuuonium. — Yoici une réaction plus importante encore et qui a été découverte par Berzelius.
Expérience. J'agite vivement, dans un tube bouché, une soin lion de ciilorhydrate d'ammoniaque (chlorure d'ammonium) avec lui amalgame de potassium liquide; celui-ci augmente de volume immédiatement et finit par déborder. Il s'est converti en une masse molle, légère, douée de l'éclat métallique du mercure.
J'y enfonce le doigt, et elle en garde l'empreinte. Je la jette sur l'eau, elle surnage; mais peu à peu elle se décompose, et, au bout de quelque temps, perdant de l'ammoniaque et de l'hydrogène, ellt ne laisse que du mercure. Ce corps instable est ce qu'on nommt l'amahjamc d'ammonium. Le mercure y est uni, en apparence du moins, à un groupe AzlI*, (|ui renferme fout l'hydrogène du chloriiydrate d'ammoniaque donl le chlore s'est uni au polassium.
AzilMICl -
= AzII*
Chlorhydrate
Radical
d'ammoniaque.
amnjonium.
Cerzelius et Pontin avaient obtenu anléiicurcmont l'amalgame d'ammonium en faisant passer le courant d'une pile à travers une |il,i(|ue (le sel ammoniac dans laquelle se trouvait creusée une cavité ([u'on remplissait de mercure. Dans ce dernier, on plongeait le pôle négatif d'une pile, le pôle positif se trouvant en rapport avec la face inférieure de la plaque. En traversant celle-ci, le courant
AMMONIAQUE. m
décomposait le clilorhydrale d'ammoniaque, le chlore se porlanl au pôle positif, ranimoniaque et l'hydrogène au pôle négatif sur le mercure, avec lequel ils s'unissent l'un et l'autre pour former l'amalgame d'ammonium.
Azl|5 nCl — \ ^^ •''" P^'^ positif.
' I Azll^ -+• U au pôle négatif.
Chlorhydrate d'ammomaquc.
On a constaté récemment que l'amalgame d'ammonium est très^ compressilile et que la diminution de volume qu'il éprouve par la pression suit sensiblement la loi de Mariolle. On en a conclu que l'ammonium n'existe pas en combinaison avec le mercure, et que la turjiescence de ce dernier n'est due qu'à des gaz interposés. U est difficile d'admettre qu'il en soit ainsi. Le fait de la compressibililé de l'amalgame d'ammonium prouve simplement que ce corps n'offre aucune stabilité et qu'à peine formé, il est en état de décomposition. Les gaz qui se dégagent, dans le rapport exact de AzlI^ -f- II peuvent être retenus par l'amalgame pâteux qui reste ■ ils ne sauraient èîre retenus par le mercure liquide.
Théorie de l'amnioniuin. - La réaction qui vient d'être décrite est fort importante et prête un appui direct à Ja théorie de l'ammonium, imaginée par Ampère. Cette théorie consiste à admettre que les sels ammoniacaux sont analogues, par leur constitution, aux sels ordinaires, dont ils ne diffèrent que par la substitution d'un radical composé, l'ammonium, à un radical simple. Les formules suivantes expliquent le sens de cette proposition:
AzUMlCl = (AzH*)Cl analogue à KCl
Chloiliy.lrale Chlorure Chlorure
d'amiiioni que. d'ammonium. de potas-sium
AzlP,Az05H = (AzU*)AzUî analogue à KAzO^
Azotate Aïolale Azotnie
d'amnii.nuque. d'amuionium. de potassium
AzI^^H^S = (-^^"yjs analogue à Jjs
SiilfhYd'ate SiilfhyiirMie Siiihydrjle
d j.iimooiaque d'aiomônium. de iiot.Issiuin.
{AzlP)qi*S = ^^[[;js analogue à jj j S
SulTiire Sulfur)»
d'aiiiiiiuui.ira. de potassium
CHLORHYDRATE D'AMMOMAQUE.
cni.oRURE d'ammonium.
AzIP.nCI = AzO'Cl
Ce sel élail imporlé autrefois dÉgypie, où on l'obtenait en sublimant la suie provenant de la combustion de la fiente de chameau. Aujourd'hui, on le prépare en grande quantité en saturant par l'acide chlorhydrique l'ammoniaque qui se dégage des eaux de condensation du gaz de l'éclairage, lorsqu'on chauffe ces eaux avec de la chaux. Il suffit d'évaporer la solution pour obtenir un résidu de chlorhydrate d'ammoniaque. On le purifie par sublimation, opéralion qui s'exécute dans des pots en grès que l'on chauffe dans un fourneau, et dont la partie supérieure dépasse ce foiirnonu. Là se condense le chlorhydrate d'ammoniaque volatilisé. Le produit sublimé porte le nom de sel ammoniac.
Il se présente généralement en pains blancs ou grisâtres formés par une masse cristalline fibreuse, cohérente. Sa saveur est piquante et salée. Il se dissout dans 2 parties i/2 d'eau froide et dans son poids d'eau bouillante. Sa solution concentrée lelaiï;se déposer en petits octaèdres groupés en aiguilles, de manière à imiter l'aspect des feuilles de fougère.
A une température élevée, il se volatilise sans fondre et se sublime sans décomposition.
Le chlorhydrate d'ammoniaque est formé par la combinaison de volumes égaux de gnz chlorhydrique et ammoniac.
SULFHYDRATE DAMMONFAQUE. ET SUI-FURE D'AMMONIUM.
Les gaz snlfhydrique et ammoniac s'unissent à froid, en deux proportions différentes .pour former deux composés, le sulfhydrate (i'aMunoniura et le sulfure d'ammonium.
