CHAPITRE XII

l.ES SEr^ DE POTASSE EN CSAGE DANS L'iNDUSTBIE. — l'azotate de POTASSE OU SALPÊTRE. — LE CHLORATE DE POTASSE.

Nous ferons maintenant connaître les traits les plus intéressants de l'histoire chimique des sels de potasse qui sont en usage dans l'industrie et les arts. Outre le carbonate de potasse, dont nous venons de parler suffisamment, ces sels sont l'azotate et le chlorate.

Azotate de potasse. — L'azotate, ou nitrate de potasse, était fort connu des anciens. On

le désignait sous le nom de Xitnim chez les Romains (d'où lui est venu son nom de Aïfre). En Chine et en Asie, il était l'objet d'une sorte de récolte. En Europe, il prit, au vn° siècle. le nom de Sel de pierre [Snl pétris) ou Salpêtre, parce qu'il provient, en elTet, d'une altération subie par les pierres calcaires. Quelques siècles après, le salpêtre acquit une grande importance par l'usage, devenu général, de la poudre à canon.

Ce sel se rencontre en abondance à la surface des terrains, dans un grand nombre de pays. Formé spontanément sur le sol, il est dissous par les eaux pluviales, qui l'entrainent le long des pentes, dans le fond des vallées. Là, il pénètre dans l'intérieur du sol. Plus tard, par un effet de la capillarité, et quand le terrain se dessèche sous les rayons d'un soleil brûlant, cette dissolution remontant à la surface de la terre , s'y évapore et produit des efflorescences salines qui recouvrent le sol eur de grandes étendues. Il suffit de recueillir les terres couvertes de ces efflorescences, de les lessiver et de les évaporer, pour obtenir le salpêtre.

C'est ainsi qu'est préparé le salpêtre, qui autrefois arrivait en Europe, en grandes quantités, des Indes orientales, de la Chine, de la Perse, de l'Arabie et de l'Egypte.

L'azotate de potasse se forme également, mais en plus petite quantité, dans nos contrées. On le trouve dans tous les lieux habités, bas, sombres et humides, et principalement dans ceux qui sont exposés aux émanations animales, comme les étables, les écuries, les caves, les murs des habitations et les lieux en ruines. L'azotate de potasse est, dans ces derniers cas, accompagné d'azotates de chaux et de magnésie.

Les plantes qui croissent près des murailles, comme la pariétaire, la bourrache, la buglosse, la ciguë, le grand soleil, renferment abondamment de l'azotate de potasse.

Mais s'il est facile de constater, dans ces

divers cas, la présence de ce sel, il est plus difficile d'expliquer son mode de formation. A cet égard, les chimistes sont encore divisés. Les uns admettent que le salpêtre ne peut se produire que sous l'influence des matières animales azotées ; d'autres prétendent que sa formation peut s'expliquer sans avoir recours à l'intervention de ces substances, et que les éléments de l'air suffisent poiu- se rendre compte de sa production.

Voici comment on peut expliquer dans la première théorie, c'est-à-dire par l'intervention des matières animales azotées, l'origine du salpêtre.

L'ammoniaque, qui est le produit de la décomposition putride de ces matières, est absorbée, à l'état de dissolution aqueuse, dans les espaces capillaires des pierres calcaires très-poreuses qui se rencontrent dans les terrains, et qui renferment naturellement de la potasse. La potasse peut, d'ailleurs, être apportée par les matières animales : l'urine et les excréments des animaux renferment, en effet, une certaine quantité de cet alcali. Les pierres calcaires, étant poreuses, absorbent, condensent dans leur substance de l'air, c'est-à-dire de l'oxygène. L'ammoniaque est alors oxydée à l'intérieur de la pierre, changée en eau et en acide azotique, et l'acide azotique ainsi formé se combine avec la potasse, d'où l'azotate de potasse ou salpêtre.

Il est hors de doute cependant que, dans quelques cas, la nitrification peut s'opérer sans le concours des matières animales. Il se forme, par exemple, du salpêtre à la surface des plaines de sable qui couvrent des déserts immenses, là où nulle trace de matière organique n'a jamais existé. Il faut bien admettre, dans ce cas, que l'acide azotique s'est formé par les éléments de l'air qui se sont combinés sous l'influence cuta- /y<iy?<e,comme disaient Berzelius et Thénard , des pierres poreuses, et que cet acide azo-

LES SOUDES ET LES POTASSES.

tique s'est combiné ;i lu cliaiix ou à lu potasse de ces pierres.

11 faut ajouter, pour être complet, que dans les pays chauds une autre source de sal|)èlrc se trouve dans la combinaison de l'azote et de l'oxygène de l'air, déterminée par laction do la foudre ou des étincelles et décharges électriques, au milieu des orages qui sont si fréquents dans ces climats.

Quoi qu'il eu soit de cette théorie, qui est encore en litige, la totalité du nitre qui se consomme dans les arts est empruntée, en Asie et en Europe, aux terrains dans lesquels il se produit de toutes pièces. Une partie de ce sel est fourni au commerce par les contrées de l'Orient que nous avons indiquées plus haut; une autre partie se prépare, en France et dans les autres pays de l'Europe, par le lessivage d's terrains et des plâtras qui se sont chargés de nitre par leur exposition prolongée dans l'atmosphère azotée des lieux d'habitation.

Cet azotate de potasse n'est pas pur: c'est (m mélange d'azotates de chaux et de magnésie, ce qui nécessite une opération particulière pour convertir ces sels en azotate «le potasse.

Les matériaux salpêtres sont traités par l'eau froide, qui dissout les azotates de potasse, de chaux et de magnésie. Ces eaux sont concentrées et traitées par le carbonate de potasse du commerce, qui donne naissance à des carbonates de chaux et de magnésie insolubles, et à de l'azotate de potasse soluble. Ces eaux, évaporées, laissent cristalliser le nitre encore très-impur et contenant de grandes quantités de sel marin.

La proportion de sels étrangers dans le salpêtre brut s'élève à 25 p. 100. Ce salpêtre est alors vendu au gouvernement, qui le purifie dans les ateliers de salpêlrerie qui sont sous sa direction.

La purification du salpêtre brut consiste à dissoudre ce sel impur dans l'eau bouillante, à clarifier la dissolution avec de la

gélatine, et à faire plusieurs cristallisations, qui laissent d'abord précipiter le sel marin. Quand le salpêtre est obtenu ainsi à l'état de cristaux à peu près exempts de sel marin, on le lave avec une dissolution saturée de ce même sel, qui dissout les dernières traces du sel marin, et qui n'exerce aucune action dissolvante sur le nitre, puisqu'elle en est saturée.

L'azotate de potasse purifié se présente, dans le commerce, sous la forme de petites masses cristiillisées confusément, parce que la cristallisation en a été troulilée; mais on peut, avec ce salpêtre raffiné, obtenir de très-beaux cristaux. Il suffit de les dissoudre dans l'eau bouillante. Par le refroidissement de la liqueur, ce sel cristallise en prismes a six faces, allongées et terminés par des pyramides hexaèdres.

La saveur de l'azotate de potasse est fraîche et piquante. Il est inaltérable à lair et se décom{)ose par l'action de la chaleur, en dégageant de l'oxygène et laissant un mélange d'azotate de potasse et de potasse libre.

Soumis à une chaleur plus modérée, il entre simplement en fusion, en perdant son eau, et donne, par le refroidissement, des masses blanches et opaiiues connues en pharmacie sous le nom de Cristal minéral.

Très-soluble dans l'eau bouillante, l'azotate de potasse est peu soluble dans l'eau froide, ce qui permet de le purifier aisément et de l'obtenir, quand on le dilue, en magnifiques cristaux.

La grande quantité d'oxygène que renferme ce sel et la facile décomposition qu'il éprouve par l'action de la chaleur, en font un des agents les plus puissants d'oxydation que possède l'industrie chimique. Projeté sur des charbons ardents, il en active singulièrement la combustion : il fuse, il déllagre avec une grande vivacité. L'oxygène qu'il abandonne brûle le carbone et le con-

MERVEILLI'S DE L'INDUSTRIE.

vcrtit rapidement en gaz acide carbonique. Un mélange de 3 parties d'azotate de potasse et de 1 partie de charbon, projeté dans une cuiller de fer rouc:ie au feu, déflagre avec violence. Il se produit du carbonate de potasse.

C'était là un moyen que l'on employait autrefois, dans les laboratoires de chimie, pour préparer le carbonate, de potasse. On appelait le carbonate de potasse préparé par cette voie Nitre fixé par les charbons.

Deux parties de nitre et une partie de soufre brûlent avec une lumière si éclatante que l'œil a de la peine à en soutenir l'éclat. Il se forme du sulfate de potasse ; si l'onajoute à ce mélange de l'acide arsénieux, on obtient les beaux feux chinois.

On connaît sous le nom de poudre fulminante par la chaleur., un mélange obtenu en pulvérisant 3 parties de nitre avec 1 partie de soufre cl 2 parties de carbonate de potasse du commerce. Cette poudre entre d'abord en fusion par suite de la présence du soufre qui est très-fusible, ensuitiî elle détone tout d'un coup avec violence, et l'explosion déforme et altère la cuiller de fer où on l'a placée en l'abandonnant sur les charbons. Il reste comme résidu du sulfate de potasse.

Enfin un mélange de phosphore et de salpêtre détone par le simple choc.

On comprend, d'après ces faits, que l'azotate de potasse fasse partie de tous les mélanges destinés à faire explosion.

Les usages de l'azotate de potasse sont nombreux. Dans les arts, il sert à la préparation de l'acide azotique et de l'acide sulfurique. Mais son emploi le plus important se trouve dans la préparation de la poudre à canon. Nous avons décrit dans les Merveilles de la Science (1) tout ce qui se rapporte à la préparation et à l'usage de la poudre à canon. Nous n'avons pas par con-

(Ij Tome III. Les Poudres rie guerre, pages 241-275.

séquent à revenir sur cette question que nous avons épuisée.

Chlorate de potasse. — Le chlorate de potasse se prépare en faisant passer pendant longtemps un courant de chlore dans une dissolution de carbonate de potasse. La réaction se passe sans l'intervention de l'acide carbonique, car ce gaz se dégage à l'état de liberté, dans tout le courant de l'opération.

L'é(juation cbimi(jue suivante représente la formation du clilorate de potasse par l'action du chlore sur la potasse :

6 KO -h fi Cl = C10«,K0 -I- 5(C1K)

Oxyde .Icpolassiu,

Chlorate de potasse.

Chlorure de potassîurr

Le clilorate de potasse est un sel blanc, d'une saveur fraîche, un peu acerbe. Il est soluble dans l'eau bouillante et peu soluble dans l'eau froide, ce qui permet de l'obtenir aisément en cristaux. Il cristallise en larges lames rhomboïdales, très-brillantes. Il est inaltérable à l'air. La chaleur lui fait perdre tout son oxygène et le transforme en chlorure de potassium. C'est ce que montre cette équation chimique :

C10»,K0 = CIK -|- 0«

Chlorate Chlorure Oxygciic.

de potasse. de potassium.

Le chlorate de potasse est le corps qui fournit la plus grande quantité possible d'oxygène, à poids égal. L'oxygène provenant de cette source est, d'ailleurs, d'une pureté absolue. Ce serait doue le moyen le plus précieux de se procnrer du gaz oxygène dans les laboratoires, si ce sel n'était pas d'un prix très-élevé et si, par sa trop facile décomposition, il n'était exposé à détoner pendant l'opération et à produire des accidents.

C'est ce qui arriva au mois de janvier 1873, au laboratoire de la Faculté des sciences de Toulouse. Un appareil dans lequel on préparait de l'oxygène par la dé-

Fig. 343.

Décomposition du clilorate de potasse par la chaleur, avec production de gaz oxygène pur.

composition du chlorate de potasse , fit explosion et blessa grièvement plusieurs assistants, entre autres M. Cartailhac, savant naturaliste, préparateur du cours.

Si l'on opère avec précaution et sur de petites quantités de matière, en plaçant le chlorate de potasse dans une cornue de vtMTe, on obtient de l'oxygène à un degré absolu de pureté. On recueille le gaz oxygène sur la cuve à mercure, dans une petite cloche, comme le représente la figure 342.

La grande quantité d'oxygène que renferme le chlorate de potasse, et la facile (licomposition qu'il éprouve par la chaleur, le rendent précieux pour provoquer, dans un grand nomi)re de cas, des combustions très-vives. Un mélange de 3 parties de chlorate de potasse et de 1 partie de charbon et de soufre, renfermés dans un morceau de papier, détone avec force, quand on le frappe sur une enclume avec un marteau.

Un pareil mélange avec le phosphore

serait dangereux à préparer; il faudrait agir sur de petites quantités et ne mêler les matières qu'avec la barbe d'une plume.

Un mélange de chlorate de potasse, de soufre et de charbon est une poudre des plus détonantes. Quand on le triture rapidement dans un mortier de bronze, il se produit des détonations successives qui imitent des coups de fouet, et l'on voit jaillir hors du mortier des flammes rouges d'un très-bel efi'et.

]Vous avons raconté, dans les Merveilles de la science, qu'en 1788 Berthollet, qui avait découvert le chlorate de potasse, pro|>osa de substituer le mélange de chlorate de potasse, de sovifre et de charbon à la poudre à canon, et que l'on en fit l'essai à Essonnes, essai très-malheureux, car, un jour, le frottement enflamma le mélange, une détonation terrible se fit entendre, la fabrique fut à moitié renversée, et plusieurs personnes furent tuées.

Le chlorate de potasse est formé de potasse et dun acide, l'acide chlorique, qui se décompose très-facilement en ses éléments, l'oxygène et lechlorc. Si,sur duclilorate de potasse sec, on verse quelques gouttes d'acide sulfurique, il se dégage un gaz jaune, qui n'est autre chose que cet acide chlorique, d'une décomposition si facile. On comprend donc que, si l'on mêle le chlorate de potasse avec un corps combustible, et qu'on verse sur ce mélange de l'acide sulfurique, le gaz acide chlorique, prenant naissance et réagissant tout aussitôt sur ces produits combustibles, déterminera leur combustion subite. Un mélange de chlorate de potasse et de pondre à canon, ou bien de sulfure d'antimoine, ou seulement d'amidon, s'enflamme subitement par l'action de l'acide sulfurique.

Une expérience fort intéressante se fait dans les cours de chimie. Dans un verre à expérience, on met une petite quantité d'eau, du chlorate de potasse et quelques raclures de phosphore. On plonge ensuite au fond du vase l'extrémité effllée d'un petit entonnoir, par lequel on fait couler de l'acide sulfurique concentré.

Aussitôt ue nombreux jets de lumière apparaissent au milieu de l'eau, et l'on a le curieux spectacle d'un feu brûlant sous l'eau. L'ignition est due à la combustion du phosphore par l'oxygène de l'acide chlorique.

Les usages du chlorate de potasse sont aujourd'hui nombreux et provoquent une grande consommation de ce sel. Il est employé dans les maladies des gencives, avec un succès incontesté. Dans les laboratoires de chimie on s'en sert, comme nous l'avons dit plus haut, pour obtenir l'oxygène pur. Dans l'industrie, il sert à la confection des hriqitcts oxygénés, qui furent l'idée première de l'allumette chimique.

Ces briquets se composaient de tout un petit tutiilage. Un flacon de verre contenant

de l'amiante humectée d'acide sulfurique concentré, servait à enflammer l'extrémité d'une allumette enduite d'un mélange de chlorate de potasse, de soufre et d'un peu de gomme. Ces bri(iuets n'eurent qu'une vogue éphémère, car l'acide sulfurique contenu dans le flacon s'hydratait à l'air et était inactif au bout de quelques jours. Mais ils eurent l'avantage de doter l'industrie de l'allumette chimique actuelle. Les allumettes chimiques, qui se répandirent vers ISiio, n'étaient que l'ancien briquet oxygéné, dans lequel le phosphore remplaça l'acide sulfurique. Elles s'enflamment par simple friction. Voici le mélange le plus convenable.

Chlorate de potasse 2

Phosphore 4

Gomme arabique 7

Gélatine "2

Indigo q.s.

Recouvertes d'un vernis de sandaraque, elles sont à l'abri de l'humidité.

Nous reviendrons, avec les détails nécessaires, sur ces diverses compositions dans la Notice sur le Phosphore et les Allwneltes chimiques, qui fera partie de ce volume.