PHOSPHORE
Ph = ô»
Anhfdri-le ;<ioUque
nensité de Ta
peur rapportée à l'air
... Ma
DécouTert par Brandt en tCC9.
Un alchimiste de Hambourg, Brandt, s'avisa un jour de chercher la pierre philosopiiale dans l'urine; il en retira le phosphore, en 1669.
Kunckel, ayant eu connaissance de cette découverte, parvint, de son côté, à extraire du phosphore de l'urine ; mais ce liquide ne renferme qu'une petite quantité de phosphates et ne pouvait donner que des traces de pliosphore. Ce corps ne commença à être connu des chimistes qu'à partir de l'époque où Gahn en constata l'existence dans les os, et où Scheele apprit à l'en extraire.
Le procédé de ce grand chimiste est encore en usage aujourd'hui. 11 consiste à traiter la cendre d'os par l'acide sulfurique étendu. Le phosphate de cliaux des os, qui est un phosphate tricalciquc, est ainsi converti en phosphate monocalcique, dit phosphate acide de chaux.
(Ph0*)-Ca5 H- 2S0*U- = (PhO*)-IHCa -+- 2S0*Ca
Phospb.nle l'hospliate Milkile
tricalcique. niunocalciijue. olciquc
Ce dernier est soluhle; on le sépare par fillration du sulfate de calcium, on évapore la solution et on la mêle avec du charbon en poudre. On dessèche ce mélange et on le porte progressivement au rouse, dans une chaudière de fonte. Le phosphate acide se con-
verlil alors en métaphosphate, en perdant deux molécules d'eau (PliO^Î'-'II^Ca = 211^0 4 (Pl>05)-Ca
l'iiospliatc tnonoculcique.
Mel.ipliosplmle calci'iue.
Celui-ci, étant fortement calciné en présence du charbon dans des cornues de grès C {fig. 61), se décompose en donnant du phospliore, de l'oxyde de carbone, et en laissant un résidu de pyrophosphate calcique.
2(PhO'')*Ca + 5C = Ph*0'Ca« + oCO
MéUipliosphate Pï^o^lllOsphale
calci<iue. calcique.
+ Pli'- Oxyde l'hospUore.
de carbuue.
Le i)hosphore se condense dans l'eau du récipient A, dans lequel s'engage le col de la cornue C.
Comme il est impossible de chasser toute l'eau du phosphate acide, il se forme, par suite de la décomposition de cette eau par le charbon, de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone, auxquels se mêle une petite quantité d'hydrogène phosphore.
lOU kilogrammes d'os fournissent de 8 à 9 kilogrammes de phosphore. Pour puritier ce dernier, on l'enferme dans une peau de chamois, et, après avoir trempé celle-ci dans l'eau à 50°, on comprime fortement; le phosphore passe au travers et se rassemble sous l'eau. Pour le mouler en bâtons, on l'aspire dans des tubes de verre légèrement coiiiqnos, qu'on plonge ensuite dans l'eau froide; ie phosphore soliditié en sort facilement.
PIIOSPUORE. 173
Propriétés ph^siiiucM du phosphore. — Réccminoill foildu, le phosphore est un corps transparent, incolore ou jaunâtre, flexible et assez mou pour être entamé facilement par l'ongle. Un niilliènie de soufre le rend dur et cassant. Il est doué d'une odeur assiz foric qui rappelle celle de l'ail. Sa densité à 10° est égale à 1,83. il fond à -ii» et bout à 290° ; sa vapeur est incolore et possède une densité de 4,52 par rapport à l'air, et de 6! ,1 par rapport à l'hydrogène.
Si un volume d'hydrogène pèse I, un volume de vapeur de phosphore pèse donc 01,1. Ce dernier nombre devrait donc représenter le poids de 1 atome de phosphore ; or il représente le poids de 2 atomes de phosphore, et l'on voit que la vapeur de phosphore offre celte singulière anomalie qu'elle renferme sous le même volume deux fois plus d'atomes que les gaz simples, tels que l'hydrogène ou l'azote. Si un volume d'hydrogène renferme 1 atome, un volume de vapeur de phosphore en renferme 2, et la chaleur ne parvient pas à dissociei ces 2 atomes, de manière à leur faire occuper 2 volumes au lieu de 1 . La vapeur d'arsenic présente la même anomalie.
- As*
1 vol.
1 voi.
ivol.
1vol.
d'hyii.'ogone.
d'Mote.
de vapeur
de vapeur
de phosphure
d'arsenic.
Le phosphore se vaporise bien au-dessous de son point d'ébullilion. A la température ordinaire, il émet des vapeurs dans le vide et même dans l'air. 11 luit dans l'obscurité : de. là son nom, qui signifie porte-lumière (de çû; et de oiçoi). La cause de ce phénomène est encore obscure. On a pensé qu'il était lié à l'oxydation lente que le phosphore subit dans l'air.
Lorsqu'on conserve sous l'eau un bâton de phosphore transparent, il devient peu à peu opaque et se couvre d'un enduit pulvérulent d'un blanc jaunâtre, tandis que les parties centrales conservent leur transparence. Ce phosphore blanc n'est autre chose que du phosphore pur qui s'est divisé spontanément en une multitude de parcelles offrant une apparence cristalhne. Quelques-unes se détachent et, restant suspendues dans l'eau, lui donnent la propriété de répandre des lueurs dans l'obscurité. {
Lorsqu'on introduit un bâton de phosphore dans un flacon renfermant du sulfure de carbone, il s'y dissout rapidement. La solu-
tion, soumise à une évaporation lente, laisse déposer le phosphore sous forme de dodécaèdres rhomboidaux.
Mais voici un corps d'un rouge brun foncé qui est aussi du phospliore, bien qu'il ne répande pas de lueurs dans l'obscurité. Je le chauffe à 50'; il n'entre pas en fusion et ne s'enflamme pas, comme fait le phos|iliore ordinaire. Je le jette dans le sulfure de carbone; il ne s'y dissout point. 11 est amorphe, dur et possède une cassure conchoïde. Sa densité est de 2,14 (Brodie). Tandis que le phosphore ordinaire est un poison des plus dangereux, ce corps rouge est sans action sur léconomie. En un mot, on constate entre ce corps et le phosphore de telles différences de propriétés, qu'on croirait avoir un nouvel élément sous les yeux. 11 n'en est rien cependant, et l'on peut s'en convaincre en chauffant In substance rouge à 260°. A cette température, elle fond et se convertit en phosphore ordinaire, qui s'enflamme au contact de l'air.
Cette substance est ce qu'on nomme le phosphore rouge ou amorphe. Elle résulte d'une modification physique que la lumière ou la chaleur impriment au phosphore ordinaire. Qu'on expose un bâton de phosphore à l'insolation directe, on verra sa surface rougir; qu'on le maintienne longtemps à 240° environ, comme M. Schrœtter l'a fait le premier, il finira par se convertir tout entier en phosphore rouge.
Cette (ransibrmalion s'accomplit aussi sous l'influence de certains agents chimiques, par exemple lorsqu'on chauffe le phosphore avec une très-petite quantité d'iode (E. Kopp, Brodie). Ainsi préparé, ce corps se volatilise, comme l'arsenic, sans londre, et peut être distillé sans altération en se condensant en une masse noire qui ne renferme que des traces d'iode.
On a décrit sous le nom de phosphore métallique, un corps qu'on obtient en chaulfant au rouge obscur, en tubes scellés, du pliosphore avec du plomb. Ce métal dissout le phosphore et le laisse déposer par le refroidissement en cristaux noirs doués d'un éclat métallique. Sa densité est de 2,54. Il est encore moins actif que le phosphore amorphe.
Propriétés chimiques du phosphore. — Le phosphore ordinaire possède une grande affinité pour loxygène. Exposé à l'air, il s'oxyde lentement, et de cette combustion lente résulte un mi'-
l'I'OSPIIORE.
lange d'acide phosphoreux et d'acide phosphorique, qui condense l'humidité de l'air. Schœnbein a prouvé que l'oxydation lente du phosphore est accompagnée de la formation de petites quantités d'ozone et d'eau oxygénée. Il admet qu'il se produit en même temps de l'azotile d'ammoniaque.
Chauffé à l'air à une température de 60% le phosphore s'ondamme et brûle en répandant une vive lumière et des vapeurs blanches d'acide phospliorique anhydre. Dans l'oxjgène, celte combustion s'accomplit avec un éclat incomparable.
Expérience. Du phosphore est fondu sous l'eau chaude dans un verre à pied. J'y plonge (Jig. 08) un tube effilé, par lequel je fais arriver un courant d'oxygène; cliaque bulle qui arrive au cont;:ct du phosphore produit une vive lumière, et je vois en réalité ce corps brûler sous l'eau.
Fig. GS.
Si je projette un morceau de phosphore dans un flacon de chlore sec, il se manifeste, de même, un phénomène de combustion vive, et il se produit du perchlorure de phosphore.
Usasc<i da phosphore. — Ce corps est principalement employé pour la fabrication des allumettes. La pâte inflaiiunable qui garnit ces dernières renferme du phosphore ordinaire ou amorphe. Dans le premier cas le phosphore y est disséminé dans un mélange de substances inertes, tels que le sable, locre, empâtés par la colle forte. Il prend feu à l'air, par le frottement. Dans le second cas, l'inllammation du phosphore amorphe peu combustible est déterminée par le chlorate de potassium, auquel on ajoute aussi du sulfure d'antimoine. Toutes ces substances sont mélangées dans la pâte qui garnit l'allumette. Quelquefois cette dernière est garnie
d'une pâte formée de chlorate de potassium et de sulfure d'yntimoine, mélange qui ne s'enflamme que sur un grattoir spécial, dont la surface est revêtue de phosphore amorphe et de sulfure d'antimoine. Tous ces mélanges sont agrégés par la colle forte.
HYDROGÈNE l'IlOSPIIORÉ.
PhH'
Doiisilè rapportée à raii l,lôl
Densité rapportée à riiydrugéiie (puids lie 1 Vu'.).. . . n Puids de la molécule l'hU» fpoids de 2 vol.) si
Découvert en 1783 par Gengcmljre.
Lorsqu'on chauffe du phosphore avec de la potasse, il se déga^'e un gaz qui s'enflamme spontanément au contact de l'air; c'est de l'hydrogène phosphore. Il prend naissance en vertu de la réaction suivante :
5KII0 + 4i'h + o!l*0
Hydrate de potassium.
ÔI'hO*Il*K + PhlP
llypophospLite llydrosène
de potassium. phosphore.
Préparation. — 1° Pour préparer le gaz hydrogène phosphore, on peut chauffer du phosphore avec un lait de chaux épais, dont
ou remplit presque entièrement un ballon (fig. G9).0n recueille le gaz sur l'eau ; dès que les bulles d'hydrogène phosphore crèvent à la surface de l'eau, elles s'cnllainiuentsponlanénient en produisant
IIYDMOGÈNE PHOSPHORE.
une vive lumière etunelumée blanche. 11 arrive souvent que celle-ci firme une couronne qui va s élargissant à mesure qu'elle s'élève d;ins l'air.
2° Le même gaz, spontanémenl inllammablc, se dégage lorsqu'on jclle dans l'oau {fig. 70) du pliosi>liure de calcium, substance brune que l'on obtient à l'état impur en i'aisanl passer de la vapeur de phosphore sur des morceaux de craie incandescente. Ce phospliure de calcium décompose l'eau instantanément avec formation d'hypoplio'^pliite de calcium et d'hydrogène phosphore spontanément inflnmiimbie.
Fiï 7n.
Fij. 71.
Mais lorsqu'on traite le phosphure de calcium par l'acide clilorliydrique, il laisse dégager un gaz hydrogène phosphore [fig. 71), qui ne s'enflamme qu'à l'approche d'une bougie allumée.
Ce gaz prend naissance, dans ce cas, par double décomposition entre l'acide thiorhydrique et le phosphure de calcium. Le calcium s'unit au chlore pour former du chlorure de calcium, et l'hydrogène de l'acide chlorhydrique se porte sur le phosphore.
5° De même, lorsqu'on chauffe fortement dans une petite cornue de l'acide phosidiorcux, il laisse dégager un hydrogène phosphore qui ne s'enflamme point spontanémenl à l'air.
4l'hO-'U5 = l'hll^ ■+- oPhOMl'
Aci'lc Ilyilriisé'ie Acide
pliuspliuruux. pliosplioré. phusphon'qne.
Propriétés. — Lc gaz ainsi préparé est incolore et possède une odeur alliacée. 11 osl très-peu suhibic dans l'eau. 11 est soluble dans
l'alcool et dans l'éllier. Lorsqu'il est pur, il ne s'enflamme à l'aii ({ii'à la température de 100°, et brûle alors avec une flamme blanche très-éclairante. Mais comment expliquer cette différence de propriétés du gaz hydrogi'ne phosphore, spontanément ou non spontanément inflammable? Elle est due, d'après M. Paul Thenard, à cette circonstance, que le gaz préparé à l'aide des premiers i)rocédés indiqués plus haut renferme à l'état de mélange un phosphure Ph-U*. C'est un liquide trés-volatil, extrêmement inflammable et dont la vapeur répandue en très-petite quantité dans l'hydrogène phosphore, communique à ce dernier la propriété de s'enflammer spontanément à l'air.
L'hydrogène phosphore est souvent mélangé avec de l'hydrogène libre. On peut séparer les deux gaz en agitant le mélange avec du sulfate de cuivre, qui absorbe le premier avec formation de phosphure de cuivre noir.
La composition de l'hydrogène phosphore Phll^ rappelle celle de l'ammoniaque AzIP, et l'analogie entre les deux gaz se révèle, de plus, par la propriété que possède le premier, comme le second, de s'unir a l'acide iodhydrique. 11 existe un iodhydrate d'hydrogène phosphore, corps solide très-bien défini et cristallisable en cubes brillants.
l'lilF,in = PhH*I, iodliydrate d'hydroptène pliosphoré (iodiire de phosphonium.; AzlP, 111 = Azil'l, iodhydrate d'ainmo:iiaque (iodure d'ammonium).
Ajoutons qu'on a signalé l'existence d'un phosphure d'hydrogène solide, auquel on attribue la forinule Ph*Il*.
