IA CHAUX (OXIDE DE CALCIUM) ET DU CARBONATE CALCAIRE

La chaux , ou protoxide de calcium , chaux vire, rre calcaire , est connue de temps imme'morial : elle it partie d’une foule de mine'raux , et constitue, à »tat de carbonate , les marbres et une partie des ontagnes qui existent sur la surface du globe; à lui de sulfate , la chaux produit les gypses ou âtres; à celui de phosphate (1), elle constitue les , etc.

On prépare la chaux en calcinant dans des fours iproprie's à cet objet, et, à cause de cela, nommés urs à chaux, les pierres à chaux ou carbonates cal- . lires. Par l’action du calorique, l’acide carbonique ;t volatilise', et l’on obtient le protoxide de calcium. Cette terre est d’un blanc sale , susceptible de crisdliser en hexaèdres, d’une saveur âcre et très eausque, irre'ductible par la chaleur, verdissant le sirop e A'iolettes, infusible dans nos fourneaux , se fondant i chalumeau de Bloock en un verre jaune ; le fluide ectrique la de'compose; elle est inalte'rable à l’air et l’oxigène secs ; s’ils sont humides , elle en attire

(1) Les sulfates sont des sels formés par l’acide sulfurique t une base salifiable. Les phosphates sont formés^r l’acide hosphorique et une base, et les carbonates par une base et n acide gazeux nommé acide crayeux , acide carbonique .

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l’eau, se gonfle, se délite, blanchit, dégagé beaucoup de calorique , et passe à l’e'tat de sous-carbonate et de carbonate calcaire, en absorbant l’acide carbonique qui est uni à l’air. On produit le même effet sur la chaux en y jetant de petites portions d’eau, qui, en s’unissant à ce protoxide, dégagent une si grande quantité de calorique qu’elle est suffisante pour enflammer le soufre , la poudre à canon, etc. La quantité d’eau que la chaux peut solidifier sans perdre elle-même son état solide, est de o,3i. Eu se combinant avec ce liquide, ce protoxide devient, parfoi: lumineux dans l’obscurité, et passe à l’état d’hydrate (i). La chaux est plus soluble dans l’eau à froic* qu’à chaud ; cette solution , placée sous le récipient d< la machine pneumatique , à côté d’une capsule remplit d’acide sulfurique, cristallise, suivant M. Gay-Lussac, en prismes hexaèdres transparens. Un des caractères distinctifs de la chaux, c’est d’être pré cipitéc de ses dissolutions par l’acide oxalique , oi mieux, par l’oxalate d’ammoniaque. La chaux peu s’unir par la fusion, comme nous l’avons déjà dit avec d’autres terres : nous y reviendrons bientôt nous nous bornerons à dire qu’elle est susceptible d’absorber une nouvelle dose d’oxigène et de forme un deutoxide. Voici les principes constituans de ce deux oxides :

Protoxide de calcium. -+- Deutoxide.

Calcium.... ioo ioo

Oxigène. ... 38, i 76,2

Carbonate de chaux . Le carbonate calcaire ou d chaux est aussi l’un des principes constituans de cer tains verres ; dans ce cas, ce n’est que le protoxide d chaux qui se combine, puisque l’acide carboniqu est dégagé par la chaleur. Comme les fabricans ei font quelquefois usage, nous croyons devoir en dir un mot.

(i ) On donne le nom d 'hydrates aux oxides qui sont unis des quantités plus ou moins fortes d’eau

mi fabricant de verre. 49

Le sous-carbonate de chaux ou pierre calcaire est abondamment répandu sur toute la surface du globe; il constitue les montagnes calcaires , les marbres , les craies, les albâtres, les coraux, les écaillés d’huître, les coquilles, etc. Le sous-carbonate de chaux se trouve aussi en superbes cristallisations qui offrent tant de variétés, que M. Haüy et les plus savans naturalistes en comptent plus de 600; ils sont le plus souvent incolores, et quelquefois colores par des oxides métalliques. On les distingue des cristaux de quartz, en ce que ceux-ci ne font point effervescence avec les acides, et font feu au briquet; tandis que les cristaux de carbonate calcaire ne possèdent point cette dernière propriété' , et font effervescence avec les acides qui en dégagent l’acide carbonique à l’état gazeux.

Les sous-carbonates de chaux, exposés à l’action du calorique, abandonnent, comme nous l’avons déjà dit , leur acide ; ils sont insolubles dans l’eau et dans l’alcool, inaltérables par l’air, etc. En général les sous-carbonates calcaires sont composés de

Chaux 56

Acide 44

Nous avons dit que le sous-carbonate de chaux était employé aussi dans la vitrification par quelques fabricans. Nous conseillons cependant de donner la préférence à la chaux à cause du boursouflement que produit le dégagement de l’acide carbonique de ce sel calcaire. Quelques fabricans croient que ce bour- | souflement ou ce dégagement peut entraîner une petite quantité d’alcali, que l’on doit nécessairement remplacer. Nous croyons qu’un tel effet ne saurait avoir lieu que tout autant que la masse coulerait aui dehors du creuset. Quoi qu’il en soit, comme les souscarbonates de chaux sont ordinairement composés de 56 de chaux et de 44 d’acide carbonique , il en résulte que, lorsqu’il faudra employer 100 parties de chaux, il en faudra environ 180 de sous-carbonate calcaire. M. Bastenaire porte la composition de la pierre à chaux à 100 acide carbonique, et à 1274

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chaux. Nous pouvons assurer que cette analyse est très fautive, et que les fabricans qui suivraient ces proportions seraient étrangement induits en erreur. Il arrive aussi que certains sables, et même des pierres calcaires, contiennent de la silice; MM. les verriers ne doivent pas manquer de s’en assurer. La chaux, dans la composition du verre , offre une qualité précieuse , celle de lui donner la propriété de pouvoir être exposé aux alternatives du froid et de la chaleur sans se fracturer. Il est aussi reconnu que cette terre rend le verre plus mou , et plus aisé à être coupé par le diamant. Voilà pourquoi on la fait entrer dans la composition des verres à vitre blancs et demi-blancs. Malgré ces propriétés , il ne faut cependant point employer trop de chaux ou de sous-carbonate calcaire dans la composition du verre , car un excès produit les inconvéniens suivans ;

i°. Le verre est terne , laiteux et presque opaque, suivant la quantité de cette terre }

2°. Après le refroidissement , la chaux se sépare de la masse 5

3°. La chaux, par la fusion, attaque fortement les creusets en formant un mélange vitreux avec la silice et l’alumine dont ils sont composés ; c’est à cause de cela que les verriers ajoutent aux mélanges vitreux, pour la gobeleterie , les verres en manchon, etc., de l’argile en poudre très fine pour saturer l’excès de chaux.

M. Bastenaire-Daudenart donne la préférence à l’emploi du sous-carhonate de chaux sur la chaux vive : il motive son opinion sur les hypothèses suivantes : <t Un motif bien puissant , dit-il, pour lequel on doit préférer le carbonate de chaux à la chaux vive, c’est que lorsqu’on forme ces mélanges, et qu’on y introduit des soudes du commerce , ces soudes sont toujours accompagnées d’hydrochlorates , de sulfates , etc. Ces sels , neutralisés par les acides , ne peuvent en rien aider la vitrification, et c’est alors que le carbonate de chaux vient ici fort à propos pour s’emparer des acides hydrochlorique et sulfurique, de manière que la base de ces sels, s’unissant au sous-car-

DU FABRICANT DE VERRE. 5l

bonate contenu dans la soude, vient, conjointement avec ce sous-carbonate, coopérer à la fusion ciu sable. Seulement, si les compositions doivent servir à faire un beau verre blanc , on doit prendre la peine de calciner la craie, afin de de'truire et brûler toutes les matières qui pourraient colorer le verre , et lui donner un mauvais œil. Quand la calcination du carbonate est opérée , on expose la chaux qui en résulte au contact de l’air ; peu à peu elle en absorbe l’acide carbonique, et passe à l’e'tat de sous-carbonate calcaire; mais alors le corps est prive des substances qui auraient pu donner des couleurs au verre. Très ordinairement on ne calcine pas le carbonate de chaux , lorsqu’il s’agit de vitrifications grossières, comme le verre à bouteille, etc., on se borne à le réduire en poudre très fine.

« On sent assez , ajoute-t-il , qu’un agent puissant retient les sels neutres en s’emparant de leur acide dans l’opération de la fonte du verre. Cet agent est donc l’acide carbonique ; car si les sels neutres ne contribuent en rien à la vitrification, comment pourrait-elle avoir lieu avec la soude de varech, puisqu’elle ne contient pas un atome de sous-carbonate de soude pur? »

Ces données de M. Bastenaire fourmillent d’erreurs $ nous allons combattre les principales :

i°. Le sous-carbonate de chaux ne décompose ni a froid ni à chaud les hydrochlorates et sulfates de potasse ou de soude; la preuve en est dans leur existence simultanée, dans les eaux minérales, etc.; par la fusion cette double décomposition devient impossible, attendu que le calorique en dégage l’acide carbonique : je dis plus , en supposant même que ce dégagement n’eût pas lieu, rien ne démontre que ces doubles décompositions pussent s’opérer.

2°. Nous regardons comme inutile de calciner les sous-carbonates calcaires, lorsqu’ils sont purs comme le marbre blanc ou la craie bien blanche ; il suffit de les réduire en poudre très fine. En les calcinant et les exposant au contact de l’air , une partie de la chaux obtenue repasse à l’état de sous-carbonate , et

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l'autre à celle d’hydrate , par l’absorption de l’acide carbonique et de l’eau atmosphérique. Le fabricant doit donc tenir compte de cette double augmentation de poids.

3°. C’est à tort que M. Bastenaire dit que la soude de varech ne contient pas un atome de sous-carbonate de soude pur; un grand nombre d’analyses m’ont démontré que ce sel y entrait pour de 35 à 4° centièmes. On n’a qu’à voir le tableau analytique que }’ai consigné dans cet ouvrage. Cette erreur est d’ailleurs si bien reconnue , quelle n’a pas besoin d’une réfutation sérieuse.

4°. Les sels qui accompagnent les soudes diverses ne se vitrifient point ; il faut en excepter une partie du sulfate de soude, dont l’acide sulfurique est décompose' par le charbon, qui est uni aux soudes; dèslors le soufre s’unit à la chaux pour former un sulfure calcaire, et la soude mise à nu se combine avec la silice.

Ces réfutai ions nous ont paru indispensables : c’est l’amour seul de la science qui nous les a dictées.

Nous avons décrit dans notre Minéralogie les diverses espèces, sous-espèces et variétés de sous-carbonates calcaires : nous y renvoyons nos lecteurs.

Dans un siècle où les sciences chimiques ont si puissamment. contribué aux progrès des arts en général, il est indispensable d’exposer, dans un ouvrage mis au niveau de ceux de la chimie, les moyens propres à analyser les terres, et à reconnaître leurs principes constituans et leurs proportions respectives.

DE l’analyse DES TERRES, OIT DES MOYENS PROPRES A RECONNAÎTRE LEUR NATURE.

Avant d’entreprendre une fabrication de porcelaine ou de verrerie, le fabricant ne saurait trop s’attacher à constater la nature des terres avec lesquelles il se propose d’opérer , puisque c’est de leur bonté que résulte, en grande partie, la prospérité de sa fabrique.

Il est des caractères généraux qui indiquent leur Stature ; ainsi l’effervescence avec les acides annonça

î ers terres et les pierres calcaires; le manque de cette propriété et le happement à la langue annoncent les terres argileuses qui contiennent plus ou moins de silice; enfin la non-effervescence, le non-happement , la fusion en verre, avec la potasse ou la soude, la nondissolubilité dans presque tous les acides caractérisent la silice. Loysel a présenté plusieurs moyens d’analyse, que nous ne rapporterons point, parce qu’on en "trouve dans les traités de chimie moderne, qui sont plus rationnels. Sur ce point, M. Bastenaire paraît avoir suivi M. Loysel : l’un et l’autre citent l’analyse propose'e par Bergmann. Au lieu de la rapporter , nous préférons faire connaître le mode le plus récent que l’on suit, et que ni M. Loysel ni M. Bastenaire n’ont seulement pas indiqué.

Les pierres , ainsi que les terres qui en sont des débris , sont composées quelquefois d’un , mais généralement de plusieurs oxides terreux ; il arrive aussi qu’elles sont unies parfois à des substances combustibles, à des acides et à des sels. Dans ces deux derniers cas , on doit les lessiver avant de les analyser.

Les oxides terreux, qui entrent le plus souvent, et en plus grande quantité, dans la composition des terres, sont la silice et l’alumine; ensuite vient la chaux; quelques uns contiennent de la magnésie. La silice y est parfois en combinaison saline, et forme des silicates simples, doubles ou triples; on croit que l’alumine joue aussi le même rôle. Quant aux oxides métalliques qui colorent les terres, c’est généralement l’oxide de fer, et parfois un peu de manganèse.

Lorsqu’on veut analyser une terre, on en prend un poids déterminé qu’on pulvérise et que l'on fait chauffer pendant quelque temps à une chaleur un peu au-dessus de l’eau bouillante; on tient compte ainsi de la quantité d’eau qu’elle contient et qu’elle perd par cette dessiccation. On mêle ensuite 10 grammes de cette poudre avec 3o grammes d’hydrate de potasse ou de soude , et l’on soumet ce mélange dans un creuset de platine , surmonté de son couvercle, à une chaleur rouge, jusqu’à ce qu’il soit ou fondu ou du moins à l’état pâteux , cc qui exige environ une heure.

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Lorsque le tout est refroidi , l'on y verse de Peau bouillante à plusieurs reprises , et l’on décante chaque fois dans une capsule , en ayant soin de ne rien perdre. Lorsqu’il ne reste plus rien dans le creuset, on place la capsule sur le feu , et l’on y verse peu à peu de l’acide hydrochlorique , en remuant la matière avec une spatule de verre, jusqu’à ce que la dissolution soit complète. Par l’évaporation, on en dégage l’excès d’acide hvdrochlorique , et lorsque la liqueur est réduite à l’état pâteux par une douce évaporation , la silice abandonne l’acide , et se dépose. On l’obtient séparément , et on en détermine la quantité en délayant le résidu de cette évaporation dans dix fois son volume d’eau distillée bouillante, et en filtrant. La silice est ensuite lavée, séchée et mise à part. On réunit les eaux de lavage de la silice à la liqueur ; on la sature par l’ammoniaque, qui en précipite l’alumine et l’oxide de fer. On filtre, on lave le filtre et le précipité , et l’on réunit ces eaux de lavage à la liqueur. On fait bouillir le précipité humide avec de la potasse préparée à l’alcool , qui dissout l’alumine sans toucher à l’oxide de fer. Pour l’en séparer, l’on filtre, on le lave , on le fait sécher et on le met à part. On précipite l’alumine de son union avec la potasse par î’hydrochlorate d’ammoniaque, on filtre, on lave, et on la fait sécher.

On traite ensuite la liqueur , d’où l’on a précipité l’alumine et l’oxide de fer, par l’oxalate d’ammoniaque. Le précipité obtenu est de l’oxalate de chaux, qui, lavé et calciné, donne pour résidu la chaux pure. Il est aisé de voir qu’en pesant les divers précipités, on doit obtenir exactement la somme totale de la terre analysée, si l’opération a été bien faite. Il est bon de faire observer qu’en précipitant le fer par l’ammoniaque , cet oxide se dépose lentement sous forme de flocons rougeâtres; s’il y a du manganèse, ils ont une couleur comme vineuse. La chaux peut exister aussi dans la terre analysée à l’état de souscarbonate; on s’en assure en essayant si cette terre fait une effervescence bien sensible avec les acides. Dans ce cas, par le poids de la chaux obtenue par la calci-

nation de Foxalate calcaire , on connaît celui de l’acide carbonique , puisqu’on sait qu’il faut 0,44 de cet acide pour saturer o,56 de chaux.

Nous donnons ici une analyse simple et des terres et des oxides qui constituent les argiles en général ; nous avons négligé' de tenir compte de la magnésie , qui ne s’y trouve que très rarement. En suivant une telle marche, nous avons eu pour but d’être compris de tout le monde. Pour les analyses beaucoup plus cornpliquées , nous renvoyons aux divers traites de doci~ masie et au Traité élémentaire de Chimie de M. Thénard.

Après avoir passé en revue les oxides terreux qui se rattachent à la verrerie, nous allons examiner les oxides alcalins qui en sont une des bases principales.

DEUXIÈME SECTION

OXIDES ALCALINS ou ALCALIS.

C’est sous le nom à'oxides alcalins qu’on désigne les deux substances qu’on nomme dans les ouvrages de chimie alcalis. Ils ont pour propriétés générales d’avoir une saveur âcre, urineuse et caustique; d’être très solubles dans l’eau; de verdir la plupart des couleurs bleues végétales; de s’unir aux acides pour former des sels, en les neutralisant; de former des savons avec les huiles douces , et de se convertir en verre en se combinant avec la silice.

Les chimistes du moyen âge regardaient les alcalis comme étant composés d’acide , de terre et d’un peu de phlogistique. Les expériences des chimistes modernes, et notamment celles de Davy, ont démontré que c’étaient des protoxides de deux métaux nouveaux. Après cet exposé nous allons faire connaître les deux alcalis qui jouent un si grand rôle dans la vitrification.

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